甲醇的生产.幻灯片课件.ppt

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1、甲醇的生产.任务一任务一 生产方法的选生产方法的选择择联醇生产法木材或木质素干馏法氯甲烷水解法甲烷部分氧化法合成气化合成气化学合成法学合成法生产方法生产方法v一：木材或木质素干馏法一：木材或木质素干馏法v工业上最早期使用木材或木质素干馏法制甲醇，但工业上最早期使用木材或木质素干馏法制甲醇，但此法需耗用大量木材，而且产量很低，现早已被淘此法需耗用大量木材，而且产量很低，现早已被淘汰。汰。v二：氯甲烷水解法二：氯甲烷水解法v氯甲烷水解生产甲醇因水解价格昂贵，没有得到工氯甲烷水解生产甲醇因水解价格昂贵，没有得到工业上的应用。业上的应用。v三：甲烷部分氧化法三：甲烷部分氧化法v甲烷部分氧化法生产甲醇方

2、法工艺流程简单，建设甲烷部分氧化法生产甲醇方法工艺流程简单，建设投资少，但是氧化过程不易控制，常因深度氧化生投资少，但是氧化过程不易控制，常因深度氧化生成碳的氧化物和水，而使原料和产品受到很大损失。成碳的氧化物和水，而使原料和产品受到很大损失。因此此法仍未实现工业化。因此此法仍未实现工业化。四：联醇生产法四：联醇生产法v工业上将与合成氨联合生产甲醇的工艺叫联醇工艺。工业上将与合成氨联合生产甲醇的工艺叫联醇工艺。联醇生产是在联醇生产是在10.013.0Mpa压力下，采用铜基催压力下，采用铜基催化剂，串联在合成工艺中。化剂，串联在合成工艺中。v1.联醇工艺的现状联醇工艺的现状 我国甲醇生产起始于我

3、国甲醇生产起始于20世纪世纪50年代末期，年代末期，60年代，我国发展了有中国特年代，我国发展了有中国特色的合成氨联产甲醇的生产技术，它依附于中、小型氨厂。色的合成氨联产甲醇的生产技术，它依附于中、小型氨厂。60年代末，年代末，我国的甲醇产量仅我国的甲醇产量仅10万万t/a。改革开放以后，我国的甲醇工业发展很快。改革开放以后，我国的甲醇工业发展很快。20世纪末，我国甲醇产能、产量分别为世纪末，我国甲醇产能、产量分别为330玩玩t/a和和199万万t/a。2003年国年国内甲醇的生产能力合计为内甲醇的生产能力合计为450万万t/a，产量达到，产量达到298万万t,开工率开工率66.2%；2004

4、年中国甲醇产能已达年中国甲醇产能已达650万万t，产量达，产量达440玩玩t,有产量统计的企业有产量统计的企业117家，产量低于家，产量低于100kt/a有有109家，甲醇总产量达家，甲醇总产量达2845.4kt/a，占总产量的，占总产量的64.6%，因低于，因低于100kt/a的甲醇装置大多为氨醇联产装置，是我国现阶段的甲醇装置大多为氨醇联产装置，是我国现阶段甲醇生产的主要力量，为我国的化肥工业和甲醇工业的发展做出了不可甲醇生产的主要力量，为我国的化肥工业和甲醇工业的发展做出了不可磨灭的贡献。磨灭的贡献。2.经济方面经济方面v（1）利用合成氨已有设备联产甲醇具有投资省、见效快的优点，联）利用

5、合成氨已有设备联产甲醇具有投资省、见效快的优点，联醇后可使合成氨装置总能力提高醇后可使合成氨装置总能力提高4%5%，甲醇占总能力幅度为，甲醇占总能力幅度为18%25%，降低了化肥企业的生产成本。联醇生产是我国化肥企业，降低了化肥企业的生产成本。联醇生产是我国化肥企业降低能耗、物耗，提高企业竞争力的重要途径之一。降低能耗、物耗，提高企业竞争力的重要途径之一。v（2）最大限度地利用气体资源，是化肥的生产成本降低最低限度，）最大限度地利用气体资源，是化肥的生产成本降低最低限度，从而带动企业经济效益的增长，可克服化肥行业产品销售随季节性变从而带动企业经济效益的增长，可克服化肥行业产品销售随季节性变化波

6、动打的缺陷。化波动打的缺陷。v（3）装置规模小，开工率低。）装置规模小，开工率低。3.技术方面技术方面v（1）工艺落后）工艺落后,设备老化严重致使能耗偏高。设备老化严重致使能耗偏高。v（2）控制系统复杂，运行稳定性差。）控制系统复杂，运行稳定性差。v4.环保方面环保方面v（1）可通过降低进入铜洗工序的气体中的）可通过降低进入铜洗工序的气体中的CO的含的含量，减少铜洗工序的负荷。量，减少铜洗工序的负荷。v（2）使）使CO、CO2变为有效气体，可提高碳使用率，变为有效气体，可提高碳使用率，达到降低化肥生产成本的目的，也减少了对环境的达到降低化肥生产成本的目的，也减少了对环境的污染。污染。五：合成气

7、化学合成法五：合成气化学合成法v合成气为原料生产甲醇主要分为三种方法：合成气为原料生产甲醇主要分为三种方法：1：高压法：高压法 2：中压法：中压法 3：低压法：低压法1：高压法：高压法v即用一氧化碳和氢在高温（即用一氧化碳和氢在高温（340420）高压）高压（30.050.0MPa）下使用锌）下使用锌-铬氧化物作催铬氧化物作催化剂合成甲醇。用此法生产甲醇已有八十多化剂合成甲醇。用此法生产甲醇已有八十多年的历史年的历史,这是八十年代以前世界各国生产甲这是八十年代以前世界各国生产甲醇的主要方法。但高压法生产压力过高、动醇的主要方法。但高压法生产压力过高、动力消耗大，设备复杂、产品质量较差力消耗大，

8、设备复杂、产品质量较差所以在所以在此就不介绍此就不介绍。2:中压法中压法随着甲醇单系列规模的大型化（目前已有日产随着甲醇单系列规模的大型化（目前已有日产20002000吨的装置甚吨的装置甚至更大单系列的装置），如采用低压法，势必导致工艺管道和至更大单系列的装置），如采用低压法，势必导致工艺管道和设备非常庞大，因此在低压法的基础上，适当提高合成压力，设备非常庞大，因此在低压法的基础上，适当提高合成压力，即成为中压法。中压法仍采用与低压法相同的铜系催化剂，反即成为中压法。中压法仍采用与低压法相同的铜系催化剂，反应温度也与低压法相同，因此它具有与低压法相似的优点，但应温度也与低压法相同，因此它具有与

9、低压法相似的优点，但由于提高了合成压力，相应的动力消耗略有增加。目前，世界由于提高了合成压力，相应的动力消耗略有增加。目前，世界上新建或扩建的甲醇装置几乎都采用低压法或中压法，其中尤上新建或扩建的甲醇装置几乎都采用低压法或中压法，其中尤以低压法为最多。英国以低压法为最多。英国I.C.II.C.I公司和德国公司和德国LurgiLurgi公司是低压甲醇公司是低压甲醇合成技术的代表，这两种低压法的差别主要在甲醇合成反应器合成技术的代表，这两种低压法的差别主要在甲醇合成反应器及反应热回收的形式有所不同。目前世界上合成甲醇主要采用及反应热回收的形式有所不同。目前世界上合成甲醇主要采用低压法工艺技术，它是

10、大型甲醇装置的发展主流。低压法工艺技术，它是大型甲醇装置的发展主流。中压法与低中压法与低压法差异不大就不介绍了。压法差异不大就不介绍了。3:低压法低压法 即用一氧化碳和氢气为原料在低压（即用一氧化碳和氢气为原料在低压（5.0MPa）和）和275左右的温度下左右的温度下，采用铜基催化剂，采用铜基催化剂(Cu-Zn-Cr)合成甲醇。这合成甲醇。这种方法是种方法是70年代实现工业化铜基催化剂比锌年代实现工业化铜基催化剂比锌-铬催化剂活铬催化剂活性好得多，使甲醇合成反应能在较低的压力和温度下进行。性好得多，使甲醇合成反应能在较低的压力和温度下进行。铜基催化剂的选择性比锌铜基催化剂的选择性比锌-铬催化剂

11、好，因此，消耗在副铬催化剂好，因此，消耗在副反应中的原料气和粗甲醇中的杂质都比较少。反应中的原料气和粗甲醇中的杂质都比较少。现在从以下现在从以下几方面介绍低压法。几方面介绍低压法。(1)经济方面经济方面 1：低压甲醇采用：低压甲醇采用5Mpa的压力，有效的减小了动力设施的的压力，有效的减小了动力设施的能耗，减少了其生产中最主要的能耗。能耗，减少了其生产中最主要的能耗。v2：低压甲醇采用：低压甲醇采用5Mpa的压力，相对应地加大了设备的投的压力，相对应地加大了设备的投资，占地面积大，加大了建设费用。资，占地面积大，加大了建设费用。v3：低压甲醇采用铜系催化剂，活性高选择性好，提高了：低压甲醇采用

12、铜系催化剂，活性高选择性好，提高了产品质量。产品质量。v（2）技术方面）技术方面 低压甲醇法为英国低压甲醇法为英国ICI公司在公司在1966年研究成功的生产方法。年研究成功的生产方法。20世纪世纪70年代，我国轻工部四川维尼纶厂从法国年代，我国轻工部四川维尼纶厂从法国Speichim公司引进了一套以乙炔尾气为原料日产公司引进了一套以乙炔尾气为原料日产300t低低压甲醇装置（英国压甲醇装置（英国ICI专利技术）。专利技术）。80年代，齐鲁石化公年代，齐鲁石化公司第二化肥厂引进了联邦德国司第二化肥厂引进了联邦德国Lurgi公司的低压甲醇合成公司的低压甲醇合成装置。技术成熟，具有很高的可靠性。装置。

13、技术成熟，具有很高的可靠性。（3）环保方面）环保方面 合成气原料相对清洁所以基本无废物排放。合成气原料相对清洁所以基本无废物排放。高压法高压法低压法低压法中压法中压法联醇法联醇法技术方面技术成熟，但技术成熟，但相对落后相对落后技术成熟，纯技术成熟，纯度高度高技术成熟技术成熟技术成熟但相技术成熟但相对落后对落后安全方面压力高，不易压力高，不易控制控制开车简单，操开车简单，操作稳定作稳定操作稳定操作稳定控制系统复杂控制系统复杂运行稳定性差运行稳定性差经济方面设备复杂，甲设备复杂，甲醇质量差醇质量差设备投资大，设备投资大，甲醇选择性收甲醇选择性收率好率好投资大投资大投资省，见效投资省，见效快，开工率

14、低快，开工率低不稳定不稳定环保方面基本无废物排基本无废物排放放基本无废物排基本无废物排放放基本无废物排基本无废物排放放利用一氧化碳利用一氧化碳等减少氨中的等减少氨中的废气废气能耗方面动力消耗大动力消耗大相对较低相对较低动力消耗较大动力消耗较大热利用率高热利用率高六：综合比较六：综合比较综合比较以及我们小组讨论后，选定为低压法。任务二：生产准备任务二：生产准备甲醇的性质和要求甲醇的性质和要求v性质性质v甲醇（甲醇（Methanol，Methylalcohol）又名木醇，木）又名木醇，木酒精，甲基氢氧化物，是一种最简单的饱和醇。化酒精，甲基氢氧化物，是一种最简单的饱和醇。化学分子式为学分子式为CH

15、3OH，分子量，分子量32.04，沸点，沸点64.7，是无色有是无色有酒精酒精气味易挥发的液体。有毒，误饮气味易挥发的液体。有毒，误饮510毫升能双目失明，大量饮用会导致死亡。蒸汽与毫升能双目失明，大量饮用会导致死亡。蒸汽与空气混合物爆炸极限下限空气混合物爆炸极限下限6%，上限，上限36.5%，能与水、，能与水、乙醇、乙醚、苯、丙酮和大多数有机溶剂相混溶。乙醇、乙醚、苯、丙酮和大多数有机溶剂相混溶。甲醇的性质和用途甲醇的性质和用途v用途用途v1.基本有机原料之一。主要用于制造基本有机原料之一。主要用于制造甲醛甲醛、醋酸醋酸、氯甲烷氯甲烷、甲胺甲胺和和硫酸二甲酯硫酸二甲酯等多种有机产品等多种有机

16、产品。v2.用作涂料、清漆、用作涂料、清漆、虫胶虫胶、油墨、油墨、胶黏剂胶黏剂、染料、染料、生物碱生物碱、醋酸纤维素醋酸纤维素、硝酸纤维素、乙基纤维素、硝酸纤维素、乙基纤维素、聚乙烯醇缩丁醛聚乙烯醇缩丁醛等的溶剂。等的溶剂。v 3.是制造农药、医药、塑料、合成纤维及是制造农药、医药、塑料、合成纤维及有机化工有机化工产品如甲醛、甲胺、氯甲烷、产品如甲醛、甲胺、氯甲烷、硫酸二甲酯硫酸二甲酯等的原料。等的原料。其他用作汽车防冻液、金属表面清洗剂和酒精其他用作汽车防冻液、金属表面清洗剂和酒精变剂变剂等。等。甲醇的性质和用途甲醇的性质和用途v4.是重要的燃料，可掺入是重要的燃料，可掺入汽油汽油作替代燃料

17、使用。作替代燃料使用。20世纪世纪80年代以来，甲醇用于生产汽油辛烷值添加剂年代以来，甲醇用于生产汽油辛烷值添加剂甲基叔丁基醚甲基叔丁基醚、甲醇汽油甲醇汽油、甲醇燃料甲醇燃料，以及，以及甲醇蛋甲醇蛋白白等产品，大大促进了甲醇生产的发展和市场需要；等产品，大大促进了甲醇生产的发展和市场需要；甲醇已经作为甲醇已经作为F1赛车的燃料添加剂使用，也广泛应赛车的燃料添加剂使用，也广泛应用于用于甲醇燃料电池甲醇燃料电池中。中。v5.用作分析试剂，如作溶剂、甲基化试剂、色谱分用作分析试剂，如作溶剂、甲基化试剂、色谱分析试剂。还用于有机合成。析试剂。还用于有机合成。v 6.甲醇为清洗去油剂，甲醇为清洗去油剂，

18、MOS级主要用于分立器件，级主要用于分立器件，中、中、大规模集成电路大规模集成电路，BV-级主要用于级主要用于超大规模超大规模集成电路集成电路工艺技术。工艺技术。v市场需求量市场需求量v选址建厂选址建厂v国家政策国家政策v安全生产与防护安全生产与防护v原料质量要求原料质量要求v成品质量要求成品质量要求v销售方向销售方向v下游产品下游产品v包装和运输包装和运输市场需求量市场需求量v新型需求扩张中国领衔增长新型需求扩张中国领衔增长需求增长主要受中国和印度市场继续扩张推动。据需求增长主要受中国和印度市场继续扩张推动。据预计，甲醛、醋酸、预计，甲醛、醋酸、1，4-丁二醇、甲基丙烯酸甲酯丁二醇、甲基丙烯

19、酸甲酯(MMA)、甲胺和氯甲烷等甲醇传统消费需求将与全、甲胺和氯甲烷等甲醇传统消费需求将与全球球GDP保持同步增长保持同步增长。在中国，甲醇价格上涨主要。在中国，甲醇价格上涨主要推力是推力是MTO、甲醇制汽油、甲醇制汽油(MTG)和二甲醚和二甲醚(DME)行行业对甲醇的需求不断增长，还包括物流以及伊朗甲业对甲醇的需求不断增长，还包括物流以及伊朗甲醇供应变化情况等其他因素。醇供应变化情况等其他因素。市场需求量市场需求量v2014年亚洲甲醇需求将增年亚洲甲醇需求将增500万吨万吨近日，业内人士预测，近日，业内人士预测，2014年亚洲甲醇年亚洲甲醇价格还将维持上涨趋势。这主要受两方价格还将维持上涨趋

20、势。这主要受两方面因素影响：一是预计面因素影响：一是预计2014年亚洲甲醇年亚洲甲醇需求还将增加需求还将增加400万万500万吨万吨;二是运输二是运输成本不断上涨。成本不断上涨。选址建厂选址建厂v内蒙古鄂尔多斯市内蒙古鄂尔多斯市位于内蒙古西部，属国家支持开位于内蒙古西部，属国家支持开发西部地区之一。该地区有丰富的煤炭及矿产资源，发西部地区之一。该地区有丰富的煤炭及矿产资源，与京、津、唐地区相连，具有西电东送、西气东输与京、津、唐地区相连，具有西电东送、西气东输的区域优势。大路化工园区近邻黄河，水利资源丰的区域优势。大路化工园区近邻黄河，水利资源丰富，为该项目提供了充分的水利资源保证，运输交富，

21、为该项目提供了充分的水利资源保证，运输交通方便，电力供应充足，各种配套设施齐全，具有通方便，电力供应充足，各种配套设施齐全，具有建设煤化工生产企业的优越条件。建设煤化工生产企业的优越条件。v1.境内煤炭资源丰富：鄂尔多斯煤田由三大煤田组境内煤炭资源丰富：鄂尔多斯煤田由三大煤田组成：准格尔煤田、东胜煤田和卓子山煤田，已探明成：准格尔煤田、东胜煤田和卓子山煤田，已探明储量为储量为1244亿吨。其中受到采动的普查以上煤田以亿吨。其中受到采动的普查以上煤田以及浅部区储量约为及浅部区储量约为175亿吨，规划而未动用储量亿吨，规划而未动用储量（普查以上）达（普查以上）达498亿吨。亿吨。选址建厂选址建厂v

22、准格尔煤田：含煤面积准格尔煤田：含煤面积1024km2，探明储量，探明储量253亿吨；亿吨；v东胜煤田：含煤面积东胜煤田：含煤面积8790km2，探明储量，探明储量961亿吨；亿吨；v卓子山煤田：含煤面积卓子山煤田：含煤面积286km2，探明储量，探明储量29.6亿吨；亿吨；v大部分具有平峒开采的条件和低灰、低硫、大部分具有平峒开采的条件和低灰、低硫、低磷、高发热量的特点。低磷、高发热量的特点。选址建厂选址建厂v2.内蒙古自治区、鄂尔多斯市、准格尔旗各级政府内蒙古自治区、鄂尔多斯市、准格尔旗各级政府对项目的大力支持，保证了项目实施的外部建设环对项目的大力支持，保证了项目实施的外部建设环境，有利

23、于项目的顺利建设。境，有利于项目的顺利建设。v3.大路开发区的有利条件。大路开发区的有利条件。1）项目在大路开发区，公用工程设施配套，园区为）项目在大路开发区，公用工程设施配套，园区为项目提供项目提供“三通一平三通一平”条件；条件；2）园区为开发区内项目配套污水处理厂及渣场；）园区为开发区内项目配套污水处理厂及渣场；3）铁路贯通园区，为生产原料及产品运输提供了有）铁路贯通园区，为生产原料及产品运输提供了有利保障；利保障；4）计划建设中液体甲醇输送管道也从准旗通过。）计划建设中液体甲醇输送管道也从准旗通过。大路开发区的有利条件。1）项目在大路开发区，公用工程设施配套，园区为项目提供“三通一平”条

24、件；2）园区为开发区内项目配套污水处理厂及渣场；3）铁路贯通园区，为生产原料及产品运输提供了有利保障；4）计划建设中液体甲醇输送管道也从准旗通过。国家政策国家政策v2009年年12月月1日，国家标准化管理委员会颁布的日，国家标准化管理委员会颁布的车用燃料甲醇车用燃料甲醇和和车用甲醇汽油（车用甲醇汽油（M85）国国家标准正式实施，表明国家已将甲醇列入能源产品，家标准正式实施，表明国家已将甲醇列入能源产品，标志着以甲醇为基础调配大比例甲醇汽油的时机已标志着以甲醇为基础调配大比例甲醇汽油的时机已经成熟。国家标准的实施有利于甲醇作为车用燃料经成熟。国家标准的实施有利于甲醇作为车用燃料的大范围推广，为燃

25、料甲醇步入市场铺平了道路。的大范围推广，为燃料甲醇步入市场铺平了道路。国家政策国家政策v2011年年4月月25日无锡市政府发布日无锡市政府发布无锡市甲醇汽油无锡市甲醇汽油推广应用实施方案推广应用实施方案的通知，以科学发展观为指导，的通知，以科学发展观为指导，以提高清洁替代能源利用率为核心，以节能减排、以提高清洁替代能源利用率为核心，以节能减排、净化空气为主要目的，以甲醇汽油的开发、应用为净化空气为主要目的，以甲醇汽油的开发、应用为依托，抓住当前经济转型升级的有利时机，推进我依托，抓住当前经济转型升级的有利时机，推进我市能源结构调整和优化，提高甲醇汽油在我市的使市能源结构调整和优化，提高甲醇汽油

26、在我市的使用比例，促进我市新能源技术水平的提高，带动相用比例，促进我市新能源技术水平的提高，带动相关产业发展。关产业发展。国家政策国家政策v2010年年10月月18日中国共产党第十七届中央委员会第日中国共产党第十七届中央委员会第五次全体会议通过的五次全体会议通过的中共中央关于制定国民经济中共中央关于制定国民经济和社会发展第十二个五年规划的建议和社会发展第十二个五年规划的建议中指出中指出“积积极有序发展新一代信息技术、节能环保、新能源、极有序发展新一代信息技术、节能环保、新能源、生物、高端装备制造、新材料、新能源汽车等产业，生物、高端装备制造、新材料、新能源汽车等产业，加快形成先导性、支柱性产业

27、，切实提高产业核心加快形成先导性、支柱性产业，切实提高产业核心竞争力和经济效益。强调要大力发展替代能源和可竞争力和经济效益。强调要大力发展替代能源和可再生能源，指出：再生能源，指出：“有序开展煤制天然气、煤制液有序开展煤制天然气、煤制液体燃料和煤基多联产研发示范，稳步推进产业发展。体燃料和煤基多联产研发示范，稳步推进产业发展。”安全生产与防护安全生产与防护安全生产与防护安全生产与防护原料质量要求原料质量要求v以一氧化碳、二氧化碳与氢气为原料气，化学反应合成气的以一氧化碳、二氧化碳与氢气为原料气，化学反应合成气的甲醇。在不同的压力和使用不同触媒的条件下，在合成塔内甲醇。在不同的压力和使用不同触媒

28、的条件下，在合成塔内进行合成反应并放出反应热，根据甲醇合成反应的过程及对进行合成反应并放出反应热，根据甲醇合成反应的过程及对触媒的保护，对原料气提出的要求是：触媒的保护，对原料气提出的要求是：合理的氢碳比例；合合理的氢碳比例；合理的二氧化碳与一氧化碳比例；原料气中杂质和毒物。理的二氧化碳与一氧化碳比例；原料气中杂质和毒物。v1.合理的氢碳比例合理的氢碳比例v合成甲醇对氢与一氧化碳的分子比为合成甲醇对氢与一氧化碳的分子比为2 1，但是反应气体受，但是反应气体受催化剂表面吸附及其他一些因素的影响，要求反应气中氢气催化剂表面吸附及其他一些因素的影响，要求反应气中氢气含量要大于理论量，以提高反应速度，

29、对于不同原料中采用含量要大于理论量，以提高反应速度，对于不同原料中采用不同工艺所制得的原料气组成中氢气含量往往不一定遵守这不同工艺所制得的原料气组成中氢气含量往往不一定遵守这个比例。个比例。原料质量要求原料质量要求 2.合理的二氧化碳与一氧化碳比例合理的二氧化碳与一氧化碳比例v一定量的二氧化碳的存在能促进催化剂上甲醇合成的反应速一定量的二氧化碳的存在能促进催化剂上甲醇合成的反应速率，适量的二氧化碳可使催化剂呈现高活性。率，适量的二氧化碳可使催化剂呈现高活性。v二氧化碳在原料气中的最佳含量，应根据甲醇合成所用的催二氧化碳在原料气中的最佳含量，应根据甲醇合成所用的催化剂与甲醇合成操作温度相应调整。

30、化剂与甲醇合成操作温度相应调整。v3.原料气中杂质和毒物原料气中杂质和毒物v原料气必须经过净化以清除原料气中的油、水、尘粒、羰基原料气必须经过净化以清除原料气中的油、水、尘粒、羰基铁、氯化物及硫化物，其中尤为重要的是消除硫化物。铁、氯化物及硫化物，其中尤为重要的是消除硫化物。成品质量要求成品质量要求销售方向销售方向v本项目所建的甲醇装置生产的甲醇产品未来的消费去向主要本项目所建的甲醇装置生产的甲醇产品未来的消费去向主要在三个方面：在三个方面：1.传统的甲醇消费领域，主要用于化工产品等生产的原料，传统的甲醇消费领域，主要用于化工产品等生产的原料，预计这方面的需求量增长较平稳；预计这方面的需求量增

31、长较平稳；2.甲醇作为汽油添加剂、车用燃料和未来醇醚燃料二甲醚的甲醇作为汽油添加剂、车用燃料和未来醇醚燃料二甲醚的生产原料将是未来甲醇的巨大需求用户，目前的发展势头非生产原料将是未来甲醇的巨大需求用户，目前的发展势头非常看好，其实质是甲醇做油品燃料的替代品。常看好，其实质是甲醇做油品燃料的替代品。v3.甲醇合成乙烯甲醇合成乙烯/丙烯（丙烯（MTO）；甲醇合成丙烯（）；甲醇合成丙烯（MTP）；）；二甲醚合成烯烃（二甲醚合成烯烃（SDTO），），MTP是世界上以煤原料，工业是世界上以煤原料，工业化前景最为乐观的新型丙烯合成技术路线。化前景最为乐观的新型丙烯合成技术路线。下游产品下游产品v1)甲醇制

32、丙烯甲醇制丙烯(MTP)。v(2)甲醇制烯烃甲醇制烯烃(MTO)。v(3)二甲基甲酰胺二甲基甲酰胺(DMF)。v(4)甲酸甲脂甲酸甲脂(MF)。v(5)甲胺。甲胺。v(6)碳酸二甲酯碳酸二甲酯(DMC)。(7)乙二醇。乙二醇。(8)异丁醛。异丁醛。(9)甲基叔丁基醚甲基叔丁基醚(MMA)。(10)甲醇掺烧汽油和柴油。甲醇掺烧汽油和柴油。(11)甲醇燃料电池。甲醇燃料电池。(12)甲醇生产二甲醚燃料甲醇生产二甲醚燃料(DME)。包装和运输包装和运输v包装包装v甲醇包装、储存及运输工业甲醇应用干燥、清洁的铁制槽车、甲醇包装、储存及运输工业甲醇应用干燥、清洁的铁制槽车、船、铁桶等包装，并定期清洗和干

33、燥。工业甲醇应贮存在干船、铁桶等包装，并定期清洗和干燥。工业甲醇应贮存在干燥、通风、低温的危险品仓库中，避免日光照射并隔绝热源、燥、通风、低温的危险品仓库中，避免日光照射并隔绝热源、二氧化碳、水蒸汽和火种。贮存温度应不超过二氧化碳、水蒸汽和火种。贮存温度应不超过30，贮存期，贮存期限限6个月。个月。v工业甲醇产品包装容器上应涂有牢固的标志，其内容包括：工业甲醇产品包装容器上应涂有牢固的标志，其内容包括：生产厂名称、产品名称、本标准编号以及符合生产厂名称、产品名称、本标准编号以及符合GB 190规定规定的的“易燃液体易燃液体”和和“有毒品有毒品”标志等。标志等。包装和运输包装和运输v运输运输v工

34、业甲醇的远距离运输，常采用装有甲醇槽工业甲醇的远距离运输，常采用装有甲醇槽车的火车，一般短途运输通常用装有卧式甲车的火车，一般短途运输通常用装有卧式甲醇贮槽的汽车。槽车、船、铁桶在装运甲醇醇贮槽的汽车。槽车、船、铁桶在装运甲醇过程中应在螺丝口加胶皮垫密封，防止甲醇过程中应在螺丝口加胶皮垫密封，防止甲醇漏损，严防明火。运输工具应有接地设施。漏损，严防明火。运输工具应有接地设施。任务三：应用生产原任务三：应用生产原理确定工艺条件理确定工艺条件生产原理生产原理v1.主副反应主副反应v（1）主反应）主反应 当反应物中有二氧化碳存在时，发生如下反应：当反应物中有二氧化碳存在时，发生如下反应：v(2)副反

35、应副反应v平行副反应：平行副反应：生产原理生产原理v当有金属铁、钴、镍存在时，还可能发生如下反当有金属铁、钴、镍存在时，还可能发生如下反应：应：v连串副反应：连串副反应：v副反应不仅消耗原料，而且影响甲醇的质量和催副反应不仅消耗原料，而且影响甲醇的质量和催化剂寿命化剂寿命生产原理生产原理v2.反应热效应反应热效应v一氧化碳加氢合成甲醇是放热反应，温度不同，热一氧化碳加氢合成甲醇是放热反应，温度不同，热效应也不同（如下表）。温度越高，反应的热效应效应也不同（如下表）。温度越高，反应的热效应也越大。也越大。v 常压下不同温度下甲醇合成反应的反应热效应常压下不同温度下甲醇合成反应的反应热效应一氧化碳

36、加氢合成甲醇是放热反应，温度不同，热效应也不同（表2-2）。温度越高，反应的热效应也越大。一氧化碳加氢合成甲醇是放热反应，温度不同，热效应也不同（表2-2）。温度越高，反应的热效应也越大。T/K 373473513573623673773反应热反应热/(KJ/mol)-93.29-96.14-96.97-98.24-98.99-99.65-100.4生产原理生产原理v在甲醇的合成反应中，热效应不仅与反在甲醇的合成反应中，热效应不仅与反应温度有关，而且与反应压力有关应温度有关，而且与反应压力有关：生产原理生产原理v由图可看出，在高压下低温反应热大，由图可看出，在高压下低温反应热大，而当温度低于而

37、当温度低于473K时反应热随压力变化时反应热随压力变化的幅度相对就比较小。因此，甲醇在合的幅度相对就比较小。因此，甲醇在合成温度低于成温度低于673K时比高温条件下操作要时比高温条件下操作要求更加严格，工艺控制更加困难。而在求更加严格，工艺控制更加困难。而在压力为压力为20MPa左右，温度为左右，温度为573673K反应时，反应热则随温度与压力的改变反应时，反应热则随温度与压力的改变变化较小，生产进行工艺控制比较容易变化较小，生产进行工艺控制比较容易实践。实践。生产原理生产原理v3.热力学和动力学分析热力学和动力学分析v一氧化碳加氢合成甲醇反应的平衡常数与标准自由焓的关一氧化碳加氢合成甲醇反应

38、的平衡常数与标准自由焓的关系为系为 ，因此，平衡常数只是温度的函数，因此，平衡常数只是温度的函数，当温度一定时，可以由直接求出当温度一定时，可以由直接求出 ，下表是不同温度，下表是不同温度下的值下的值：生产原理生产原理v由表可看出，随温度升高，自由焓增大，平由表可看出，随温度升高，自由焓增大，平衡常数变小。说明在低温下反应对甲醇合成衡常数变小。说明在低温下反应对甲醇合成有利。有利。v一氧化碳加氢合成甲醇气相反应平衡常数关一氧化碳加氢合成甲醇气相反应平衡常数关系式如下：系式如下：生产原理生产原理v根据上式计算结果见下表根据上式计算结果见下表生产原理生产原理v由表中数据可看出：在同一温度下，压力越

39、大，甲由表中数据可看出：在同一温度下，压力越大，甲醇的平衡转化率越高；而在同一压力下，温度越高，醇的平衡转化率越高；而在同一压力下，温度越高，甲醇的平衡产率越低。所以从热力学和动力学角度甲醇的平衡产率越低。所以从热力学和动力学角度分析来看，采用较低的反应温度和较高的反应压力分析来看，采用较低的反应温度和较高的反应压力对甲醇的合成有利；如是反应温度过高，则需要在对甲醇的合成有利；如是反应温度过高，则需要在高压下进行，才有足够的平衡产率。而反应温度过高压下进行，才有足够的平衡产率。而反应温度过低，虽然反应压力可以相应降低，但反应速率不快，低，虽然反应压力可以相应降低，但反应速率不快，影响反应的进程

40、。解决这一矛盾的关键在于选用合影响反应的进程。解决这一矛盾的关键在于选用合适的催化剂体系。适的催化剂体系。生产原理生产原理v4.催化剂催化剂生产原理生产原理工艺条件的确定工艺条件的确定v1.反应温度反应温度v反应温度影响反应速率和选择性，每一反应都有一反应温度影响反应速率和选择性，每一反应都有一个最适宜的反应温度。生产中的操作温度是由多种个最适宜的反应温度。生产中的操作温度是由多种因素决定，如催化剂的种类，工艺条件及使用的设因素决定，如催化剂的种类，工艺条件及使用的设备要求等，尤其是催化剂的活性温度。由于不同种备要求等，尤其是催化剂的活性温度。由于不同种类催化剂的活性温度不同，最适宜的反应温度

41、也不类催化剂的活性温度不同，最适宜的反应温度也不同。锌同。锌-铬催化剂较适宜的温度为铬催化剂较适宜的温度为380左右，铜基左右，铜基催化剂为催化剂为 230270。工艺条件的确定工艺条件的确定v为了防止催化剂老化，延长催化剂的使为了防止催化剂老化，延长催化剂的使用寿命，在催化剂使用初期，宜采用较用寿命，在催化剂使用初期，宜采用较低的反应温度，使用一段时间后在逐步低的反应温度，使用一段时间后在逐步提高反应温度至适宜的温度。反应中放提高反应温度至适宜的温度。反应中放出的热量必须及时移热，否则易使催化出的热量必须及时移热，否则易使催化剂温度过高，使催化剂发生熔结现象而剂温度过高，使催化剂发生熔结现象

42、而使催化剂活性下降。使催化剂活性下降。工艺条件的确定工艺条件的确定v2.反应压力反应压力v一氧化碳加氢合成甲一氧化碳加氢合成甲醇的主反应体积缩小醇的主反应体积缩小的反应，增加压力，的反应，增加压力，有利于向正反应方向有利于向正反应方向进行。铜基催化剂作进行。铜基催化剂作用下，不同压力下甲用下，不同压力下甲醇的生成量的关系如醇的生成量的关系如图：图：工艺条件的确定工艺条件的确定v从上图可以看出，反应压力越高，甲醇生成量越多。从上图可以看出，反应压力越高，甲醇生成量越多。但是随着压力的增加，能量的消耗与设备强度都随但是随着压力的增加，能量的消耗与设备强度都随之增大。因此，工业生产中必须综合考虑各项

43、因素之增大。因此，工业生产中必须综合考虑各项因素来确定合理的反应压力。用来确定合理的反应压力。用 催化剂时，催化剂时，反应温度高，由于受平衡限制，必须采用高压，以反应温度高，由于受平衡限制，必须采用高压，以提高其推动力。采用铜基催化剂时，由于火星较高，提高其推动力。采用铜基催化剂时，由于火星较高，温度较低，反应压力相应降至温度较低，反应压力相应降至510MPa。在生产。在生产规模较大时，压力太低会影响经济效果，一般采用规模较大时，压力太低会影响经济效果，一般采用10MPa左右较为适宜。左右较为适宜。工艺条件的确定工艺条件的确定v3.原料气组成原料气组成v原料气中原料气中CO含量高，反应温度不易

44、控制，并且能引起羟基含量高，反应温度不易控制，并且能引起羟基铁化催化剂上积聚，使催化剂失去活性。因此一般采用铁化催化剂上积聚，使催化剂失去活性。因此一般采用H2过过量，量，H2过量可提高反应速度，抑制生成甲烷及酯的副反应，过量可提高反应速度，抑制生成甲烷及酯的副反应，改善甲醇质量，并有利于导出反应热。低压合成甲醇原料气改善甲醇质量，并有利于导出反应热。低压合成甲醇原料气H2和和CO摩尔比的理论值为摩尔比的理论值为2:1。v原料气中氢气和一氧原料气中氢气和一氧 化碳的比例对一氧化化碳的比例对一氧化 碳生成甲醇的转化率碳生成甲醇的转化率 也有较也有较 大影响，如图大影响，如图工艺条件的确定工艺条件

45、的确定工艺条件的确定工艺条件的确定工艺条件的确定工艺条件的确定v4.空间速度空间速度工艺条件的确定工艺条件的确定任务四：任务四：生产工艺流生产工艺流程组织程组织一一.工厂组织结构工厂组织结构v工厂鸟瞰图工厂介绍工厂介绍v 我厂占地我厂占地600余亩，建筑面积余亩，建筑面积20余万平米。包含行政楼、厂房、食余万平米。包含行政楼、厂房、食堂、库房等区域。含有生产部、行堂、库房等区域。含有生产部、行政部、政部、PMC部、采购部、货仓部、部、采购部、货仓部、QC部、会计部、销售部、安保部等部、会计部、销售部、安保部等10余个部门。厂内员工余个部门。厂内员工405人。人。人员配置及安排人员配置及安排部门

46、部门人数人数理理/副副主管主管技术人员技术人员清洁工清洁工其他其他生产部2293202006行政部1812213PMC部2013173采购部20416货仓部25520QC部12219会计部2013142销售部3026319安保部3124124合计405二二.工艺流程工艺流程反应器的选用反应器的选用v1.冷激式绝热甲醇合冷激式绝热甲醇合成反应器成反应器v 这类反应器把反应床层分为这类反应器把反应床层分为若干绝热段，每段间直接加入若干绝热段，每段间直接加入冷的原料气使反应气冷却。反冷的原料气使反应气冷却。反应器主要由塔体、气体进出口、应器主要由塔体、气体进出口、气体喷头和催化剂装卸口等组气体喷头和

47、催化剂装卸口等组成。成。v 这种形式的甲醇塔虽然结构这种形式的甲醇塔虽然结构简单，生产能力较大，催化剂简单，生产能力较大，催化剂创协方便，但是床层轴向温差创协方便，但是床层轴向温差大，出口浓度低，合成效率低。大，出口浓度低，合成效率低。v2.列管式等温甲醇合成器列管式等温甲醇合成器v 该类反应器结构类似于列管式换热器。催该类反应器结构类似于列管式换热器。催化剂装填于列管中，壳层走冷却水，反应化剂装填于列管中，壳层走冷却水，反应热由管外锅炉给水带走，同时产生高压蒸热由管外锅炉给水带走，同时产生高压蒸汽。通过对蒸汽压力的调节，可方便的控汽。通过对蒸汽压力的调节，可方便的控制反应器内的反应温度，使其

48、沿着管长温制反应器内的反应温度，使其沿着管长温度几乎不变，避免了催化剂的过热，从而度几乎不变，避免了催化剂的过热，从而延长了催化剂的使用寿命。延长了催化剂的使用寿命。v 主要特点：设备结构紧凑、反应器生产能主要特点：设备结构紧凑、反应器生产能力大，温度容易控制，单程转化率较高，力大，温度容易控制，单程转化率较高，循环气量小，能量利用高。循环气量小，能量利用高。工艺参数的控制工艺参数的控制 温度温度 甲醇合成过程是属于可逆反应过程，温度是极其重要的因素。降低温度甲醇合成过程是属于可逆反应过程，温度是极其重要的因素。降低温度有利于反应平衡，但对反应速率而言，却是在最适宜的反应温度下进行速有利于反应

49、平衡，但对反应速率而言，却是在最适宜的反应温度下进行速率最快。率最快。在实际生产中，反应温度的高低决定于催化剂的活性温度。不同催化在实际生产中，反应温度的高低决定于催化剂的活性温度。不同催化剂，有不同的活性温度。同种催化剂在不同时期其最适宜的温度也有所不剂，有不同的活性温度。同种催化剂在不同时期其最适宜的温度也有所不同。催化剂在使用初期活性较强，反应温度就可以维持低一些；催化剂在同。催化剂在使用初期活性较强，反应温度就可以维持低一些；催化剂在使用中、后期活性减弱，则反应温度就要维持高一些。合成催化剂的操作使用中、后期活性减弱，则反应温度就要维持高一些。合成催化剂的操作温度范围温度范围20031

50、0之间。之间。在确定最佳温度时还应该考虑以下两种情况：在确定最佳温度时还应该考虑以下两种情况：在单位时间内，单位体积的催化剂可获得最高甲醇生产率的最佳温度；在单位时间内，单位体积的催化剂可获得最高甲醇生产率的最佳温度；单位体积的原理气体可获得最高甲醇生产率的最佳温度单位体积的原理气体可获得最高甲醇生产率的最佳温度。工艺参数的控制工艺参数的控制 压力压力 增加压力，对反应平衡及加快反应速率均有利。而且压力提高后，能使单位时间增加压力，对反应平衡及加快反应速率均有利。而且压力提高后，能使单位时间内甲醇产量增加。增加压力虽能提高甲醇产率，但合成反应不是单由压力这个因素内甲醇产量增加。增加压力虽能提高