【正文】 合成氣中HCO、CO2的比例要求，需設(shè)置變換工段。采用FeCr系變換催化劑的變換工藝，操作溫度在350～550℃，稱為中、高溫變換工藝。這種工藝通常串聯(lián)在中、高溫變換工藝之后，將3%%左右。CoMo系變換催化劑的抗硫毒能力極強(qiáng)，對(duì)總硫含量無(wú)上限要求。因此本研究推薦采用耐硫?qū)挏刈儞Q工藝。此外，由于變換氣中CO2的含量較高，不能滿足合成甲醇對(duì)原料氣的要求，因此須將其含量降至符合工藝要求。液體物理吸收法中以低溫甲醇洗法能耗最低，但是對(duì)氣體中高碳烴類含量有要求。低溫甲醇洗法氣體凈化法在大型工業(yè)化裝置中應(yīng)用業(yè)績(jī)甚多，工藝先進(jìn)、成熟，故本報(bào)告推薦采用低溫甲醇洗酸性氣體脫除工藝。Claus法處理酸性氣體，一般要求氣體中H2S濃度25%以上，這樣才能保證Claus燃燒爐燃燒狀況穩(wěn)定。本裝置中H2S濃度約40%，氣源較穩(wěn)定。隨著這些新技術(shù)工業(yè)化過程的加快，將會(huì)使甲醇的生產(chǎn)技術(shù)水平有較大的改觀。低壓法合成技術(shù)是60年代末首先由英國(guó)ICI公司開發(fā)的，隨后經(jīng)歷了催化劑改型，新型合成塔的開發(fā)，離心式壓縮機(jī)在甲醇工業(yè)中的應(yīng)用以及單系列規(guī)模大型化等技術(shù)革新，使低壓法日臻完善。（2）中壓法甲醇單系列裝置大型化低壓法的工藝管道和設(shè)備較龐大，所以適當(dāng)提高反應(yīng)壓力（～12MPa），仍采用銅系催化劑，反應(yīng)溫度也與低壓法相同。低壓法技術(shù)也有不同的工藝路線，世界各國(guó)的化工公司圍繞著以節(jié)能降耗為中心，在合成塔結(jié)構(gòu)、催化劑開發(fā)、合成回路的改進(jìn)等方面開展了大量的研究工作，開發(fā)出了各具特色的低壓法工藝。甲醇的合成是在冷激式絕熱反應(yīng)器中進(jìn)行，甲醇合成時(shí)放出的反應(yīng)熱，被通過特殊設(shè)計(jì)的菱形分布器噴入床層中的冷激氣吸收。80年代后期該公司又開發(fā)出了冷管型合成塔，目前已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。反應(yīng)器內(nèi)部溫差小，故該工藝也稱為等溫反應(yīng)工藝。其缺點(diǎn)是反應(yīng)器設(shè)計(jì)加工復(fù)雜，催化劑不能達(dá)到最大程度的利用。超臨界新工藝CO單程轉(zhuǎn)化率達(dá)90%以上，原料氣空速達(dá)4000～7000h1，因此合成反應(yīng)器的體積可以大大縮小，可節(jié)省投資和動(dòng)力消耗。(二) 國(guó)內(nèi)甲醇工藝技術(shù)概況我國(guó)甲醇工業(yè)的基礎(chǔ)是50年代初從原蘇聯(lián)引進(jìn)的一批高壓法生產(chǎn)裝置，規(guī)模較小，技術(shù)落后，原材料消耗高，成本高。推薦采用C306低壓甲醇合成催化劑，反應(yīng)器為副產(chǎn)中壓蒸汽的管殼式低壓合成反應(yīng)器，反應(yīng)溫度190260℃。推薦采用三塔精餾流程，先在預(yù)蒸餾塔內(nèi)將溶解在粗甲醇中的氣體及低沸點(diǎn)雜質(zhì)蒸出，再在加壓精餾塔和常壓精餾塔內(nèi)分離重組分，從塔頂出合格的精甲醇產(chǎn)品。其化學(xué)反應(yīng)式如。a. 甲醇液相法該法又稱硫酸法。(1)二塔流程是先在預(yù)蒸餾塔中蒸出粗甲醇中溶解的氣體及低佛點(diǎn)雜質(zhì)，然后在主蒸餾塔中蒸出合格的產(chǎn)品甲醇，適用于較小規(guī)模的裝置。80年代我國(guó)開發(fā)出低壓合成甲醇工藝及銅系催化劑，還有低壓合成反應(yīng)器，并首先在四川瀘天化建成一套6000噸/年的工業(yè)示范裝置，以后分別在陜西、江蘇等地建成多套1～20萬(wàn)噸/年的低壓甲醇裝置。低壓合成技術(shù)以英國(guó)ICI公司和德國(guó)Lurgi公司為代表。e. 超臨界相合成甲醇工藝超臨界相合成甲醇新工藝是一個(gè)前人尚未探索過的新過程，屬重大原始性創(chuàng)新項(xiàng)目，它徹底打破了甲醇合成反應(yīng)熱力學(xué)平衡，把理論上的可逆反應(yīng)變成實(shí)際上的不可逆過程。c. 丹麥Topsφe工藝Topsφe工藝中，甲醇合成是在徑向反應(yīng)器中進(jìn)行，兩反應(yīng)器中間設(shè)置了中間冷卻器，反應(yīng)放出的熱量由中間冷卻器中移出。甲醇合成反應(yīng)在填充有催化劑的列管式反應(yīng)器中進(jìn)行，放出的熱量由管間沸水除去。該工藝中低位熱能用來(lái)預(yù)熱鍋爐給水，使其得以利用。其中以ICI和Lurgi工藝生產(chǎn)的甲醇占世界甲醇總產(chǎn)量的80%以上。（3）低壓法20世紀(jì)60年代發(fā)展了銅系催化劑，其活性高于鋅鉻系催化劑，可在較低溫度（240～270℃）、較低壓力（～）下獲得較高的甲醇收率，而且選擇性好，改善了甲醇質(zhì)量，降低了原料消耗。（1）高壓法該法已有70多年的生產(chǎn)歷史，采用鋅鉻催化劑，反應(yīng)溫度為360～400℃，～。目前甲醇合成工業(yè)化技術(shù)，仍然以氣相法合成技術(shù)為主，其中又分高壓法和低壓法。(一) 國(guó)外甲醇工藝技術(shù)概況80年代以來(lái)，由于甲醇用途的不斷擴(kuò)大，需求量日益增長(zhǎng)，致使甲醇成為高速發(fā)展的基本有機(jī)化工產(chǎn)品。Clinsulf直接氧化法特點(diǎn)是可以從低硫化氫含量的氣體中回收9295%的硫，適應(yīng)于酸性氣中硫化氫濃度約120%。這些工藝方法都較成熟、可靠。表53 酸性氣體脫除工藝比較項(xiàng)目低溫甲醇洗NHDMDEA相對(duì)電耗相對(duì)蒸汽消耗相對(duì)冷卻水消耗相對(duì)汽提氮消耗相對(duì)化學(xué)品消耗相對(duì)裝置投資相對(duì)能耗脫硫效果脫CO2效果 從上表可以看出，與NHD法、MDEA法相比，低溫甲醇洗法雖然一次投資相對(duì)較高，但其能耗（運(yùn)行費(fèi)用）都較低，且脫硫效果更好。國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多的液體物理吸收法主要有低溫甲醇洗法、NHD法、碳酸丙烯酯法，應(yīng)用較多的化學(xué)吸收法主要有熱鉀堿法和MDEA法。 凈化工藝甲醇合成催化劑易受原料氣中硫化物的毒害而失活，必須將原料氣中的硫化物脫除。變換的能耗取決于催化劑所要求的汽/氣比和操作溫度，在上述三種變換工藝中，耐硫?qū)挏刈儞Q工藝在這兩方面均為最低，因此，具有能耗低的優(yōu)勢(shì)。采用Co Mo系變換催化劑的變換工藝，操作溫度在200～550℃，稱為寬溫變換工藝。FeCr系變換催化劑的抗硫毒能力差，適用于總硫含量低于100PPm的氣體。CO變換技術(shù)是隨變換催化劑的進(jìn)步而發(fā)展的。根據(jù) 公司聯(lián)營(yíng)煤礦提供的羊泉煤礦提供的原料煤種，為無(wú)煙煤，煤種的灰熔點(diǎn)在1500℃左右，采用Shell（1450℃）和Texaco（1350℃）兩種氣化方法，都需加助熔劑（石灰石），以降低灰熔點(diǎn)。目前國(guó)際上技術(shù)比較成熟，工藝指標(biāo)比較先進(jìn)、業(yè)績(jī)較多的幾種煤氣化工藝比較見表51。c. 氣化反應(yīng)速度快，效率高，提供了氣化爐單位容積能力。氣化溫度的選擇主要取決于原料煤的物理化學(xué)性質(zhì)，氣化壓力的確定主要取決于產(chǎn)品煤氣的最終利用途徑。水冷壁可以通過固化熔渣層厚度的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)氣化爐的運(yùn)行工況。反應(yīng)室為一由水冷壁圍成的圓柱形空間，其上部為噴嘴，下部為排渣口，氣化反應(yīng)就在此進(jìn)行。與其他同類氣化技術(shù)相比，該技術(shù)因采用頂部干粉加料和反應(yīng)器周圍水冷壁結(jié)構(gòu)，因而在氣化爐結(jié)構(gòu)以及工藝流程上有其獨(dú)到之處。e. GSP氣化工藝GSP加壓氣流床氣化技術(shù)由前東德的德意志燃料研究所開發(fā)，始于上世紀(jì)七十年代末，最初用于高灰份褐煤生產(chǎn)民用煤氣，并在弗來(lái)堡建立了一套3MW中試裝置，完成了一系列基礎(chǔ)研究和工藝驗(yàn)證工作。(7)操作壓力，相對(duì)而言不高。(3)氣化爐操作溫度高，干粉煤在數(shù)秒內(nèi)全部氣化，碳轉(zhuǎn)化率達(dá)99%，煤氣中甲烷含量低，%(體積)左右，有效氣體(H2+CO)高達(dá)90%以上，氣化熱效率高。d. Shell干粉煤加壓氣流床氣化Shell氣化技術(shù)特點(diǎn)：(1)Shell干粉煤氣化技術(shù)是將原料煤烘干磨粉后，煤粒度80%(重量)≤100μm，粉煤在氣化爐中用氧和少量高壓蒸汽在高溫下以氣流床形式氣化。燃燒噴嘴壽命短，一般60天左右。(5)灰渣成玻璃狀，不污染，易堆放，可做水泥的配料。(2)氣化爐為鋼制外殼，內(nèi)襯耐火磚，爐體結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單?；胰劬蹥饣に囉芍锌圃好夯_發(fā)成功，但還未建工業(yè)規(guī)模的工廠。(3)氣化溫度控制在煤的灰軟化點(diǎn)附近，屬固態(tài)排渣。國(guó)內(nèi)有兩家化肥廠和兩家城市煤氣廠采用此工藝技術(shù)。如果作為合成原料氣則需增加甲烷轉(zhuǎn)化裝置，流程較長(zhǎng)；此外該工藝由于氣化溫度較低，故粗煤氣中焦油、酚等含量較高，污水處理較為復(fù)雜，廢水處理系統(tǒng)的投資大。(1)可使用高水份、高灰份劣質(zhì)煤氣化；(2)由于逆流床氣化，氧耗、煤耗低，氣化效率碳轉(zhuǎn)化率高；(3)副產(chǎn)焦油等副產(chǎn)品有利于綜合利用。各種煤氣化工藝對(duì)原料煤的品質(zhì)均有一定要求，不同工藝所得的煤氣成分不同。從規(guī)模來(lái)看，目前全國(guó)約有160個(gè)廠，最大的生產(chǎn)能力為20萬(wàn)噸/年；從原料來(lái)看，世界甲醇工業(yè)以天然氣為主，而我國(guó)以煤、焦為原料的甲醇產(chǎn)量占總產(chǎn)量70%，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比有明顯差距。項(xiàng)目廠址擬建于 公司聯(lián)營(yíng)煤礦附近，所使用的原料及燃料煤通過皮帶可直接輸送至氣化（備煤）工段及熱電站，節(jié)約用地，減少投資。 環(huán)境條件**** 縣大氣污染屬于典型的煤煙型污染，二氧化硫和煙塵是最主要的大氣污染物。擬新建變電所，以滿足項(xiàng)目用電需求。 水源、供排水情況公司水源為地表水，可打井取水作為本項(xiàng)目生產(chǎn)用水，水源有充分保證。全縣共有公路695條，25個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，全部通了公路，其中20個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的縣鄉(xiāng)公路鋪上了瀝青路面，通油路鄉(xiāng)鎮(zhèn)占到全縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)總數(shù)的80%，縣域內(nèi)公路基本達(dá)到四通八達(dá)。 地區(qū)和城鎮(zhèn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)況及發(fā)展規(guī)劃**** 縣是山西省和晉城市經(jīng)濟(jì)區(qū)劃中重要的組成部分，是山西省的重點(diǎn)產(chǎn)煤縣，工業(yè)生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)顯著，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)雄厚，鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)發(fā)展穩(wěn)居全省“十強(qiáng)”，區(qū)位優(yōu)越，交通便利，人口資源豐富，并以獨(dú)具特色的自然景觀資源和人文景觀資源聞名于世，隨著國(guó)家和省重點(diǎn)工程在**** 縣縣域內(nèi)的相繼建設(shè)與建成，**** 縣作為山西省和晉城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展重點(diǎn)縣的地位將日益得到鞏固和提高。最大積雪深度為20cm。 氣候條件**** 縣屬暖溫帶半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，氣候特征比較顯著：春季干旱多風(fēng)，夏季炎熱多雨，秋季涼爽濕潤(rùn)，冬季寒冷少雪。礦區(qū)地?zé)岜蔽鞲吣蠔|低，相對(duì)高差384m，地貌上屬低山丘陵區(qū)。另外，礦區(qū)中部及北部發(fā)育有小的斷裂及褶皺構(gòu)造，總的來(lái)說，礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造簡(jiǎn)單。另外第四系在礦區(qū)零星分布。縣域南部為奧陶系寒武系石灰?guī)r區(qū)、前寒武系變質(zhì)巖區(qū)。該廠址可利用面積約為200畝。29′。西與垣曲縣、沁水縣接壤，東與澤州縣為鄰，北靠沁水縣，南連河南省濟(jì)源市。隨著公司的進(jìn)一步發(fā)展，如能聯(lián)產(chǎn)合成氨或?qū)⑵渫怃N到合成氨廠，將會(huì)提高項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益。 副產(chǎn)品本項(xiàng)目設(shè)有硫回收裝置，可生產(chǎn)副產(chǎn)品硫磺，產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)滿足GB244992標(biāo)準(zhǔn)，作為副產(chǎn)品銷售。該項(xiàng)目的建成投產(chǎn)，將為工廠結(jié)合市場(chǎng)情況，繼續(xù)開發(fā)后續(xù)產(chǎn)品提供原料基礎(chǔ)。表212 我國(guó)甲醇價(jià)格變化情況 單位：（元/t）199619971998199920002001160026002400310012002400145020001450255518502290表2 13 目前（）一些主要甲醇生產(chǎn)廠的出廠價(jià)格序號(hào)甲醇生產(chǎn)廠家出廠價(jià)（元/噸）1大慶油田230024002榆林甲醇廠2100 22003上海焦化2320 24504格爾木2000 20005齊魯石化2250 22506川維245026007河南安陽(yáng)216021708石家莊新化2250 22709長(zhǎng)慶油田1900 190010哈氣化2250 230011四川江油21502400 國(guó)內(nèi)外二甲醚產(chǎn)品價(jià)格現(xiàn)狀美國(guó)氣溶劑級(jí)二甲醚（槽車），近年來(lái)二甲醚的價(jià)格一直堅(jiān)挺，在2005年之前降價(jià)的可能性不大。另一個(gè)重要原因是4月下旬后我國(guó)非典肆虐，為防非典，有些地方出現(xiàn)過度反應(yīng)，使交通運(yùn)輸受到很大障礙，疫區(qū)廠家甲醇銷售嚴(yán)重受阻，導(dǎo)致價(jià)格節(jié)節(jié)下滑。4月中下旬后，甲醇市場(chǎng)價(jià)格出現(xiàn)快速下跌走勢(shì)，“五一”剛過，更是出現(xiàn)暴跌行情，在短短幾天時(shí)間里，許多廠家出廠價(jià)就下調(diào)了300元，個(gè)別廠家甚至調(diào)低500元。2001年下半年至今甲醇價(jià)格持續(xù)低迷。受國(guó)際經(jīng)濟(jì)全球化的影響，國(guó)內(nèi)甲醇價(jià)格隨國(guó)際市場(chǎng)甲醇價(jià)格的變化而上下波動(dòng)。其間，世界最大甲醇生產(chǎn)廠商—美國(guó)Methanex Corporation甲醇實(shí)際銷售價(jià)格從56美分/加侖跌到36美分/加侖，1998年底跌到20美分/加侖。采用先進(jìn)的低壓法合成工藝，與國(guó)內(nèi)其它規(guī)模較小、效率較低的裝置相比，具有兩大優(yōu)勢(shì)：一是成本低，二是華北地區(qū)尚無(wú)單產(chǎn)甲醇廠，其他裝置均為聯(lián)醇，且規(guī)模均較小。這些裝置多以煤為原料，規(guī)模小，主要建在合成氨廠，且合成工藝技術(shù)落后、能耗高，產(chǎn)品成本高，因此很容易受市場(chǎng)影響。二甲醚項(xiàng)目產(chǎn)品目標(biāo)應(yīng)定位在需求空間大、市場(chǎng)前景廣的消費(fèi)方向上。晉城及周邊地區(qū)每年需石油液化氣2－（－），全部從省外運(yùn)入。國(guó)外硫酸二甲酯幾乎都采用甲醇硫酸法，不過隨著二甲醚產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)，采用二甲醚合成硫酸二甲酯替代傳統(tǒng)方法勢(shì)在必行。今后氣霧推進(jìn)劑對(duì)二甲醚的需求將穩(wěn)步增長(zhǎng)。2001年二甲醚的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求量約5萬(wàn)t，而且今后的需求還將不斷增加。表211 國(guó)內(nèi)主要二甲醚生產(chǎn)企業(yè)能力表 （萬(wàn)t/a）序號(hào)企業(yè)名稱生產(chǎn)能力1湖北田力實(shí)業(yè)有限公司2廣東中山精細(xì)化工實(shí)業(yè)有限公司3成都華陽(yáng)威遠(yuǎn)天然氣化工廠4上海石油化工研究院5陜西新型燃料燃具公司6安徽蒙成縣化肥廠7廣東江門氮肥廠8浙江義烏光陽(yáng)化工實(shí)業(yè)有限公司合計(jì)陜西新型燃料燃具有限公司已與美國(guó)兆運(yùn)資源有限公司簽定了聯(lián)合開發(fā)“煤基合成氣一步法合成20萬(wàn)t/a二甲醚超潔凈燃料”工程協(xié)議書，該項(xiàng)目正在籌備階段。多數(shù)引進(jìn)國(guó)外甲醇?xì)庀喾夹g(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，只有湖北田力實(shí)業(yè)公司采用國(guó)內(nèi)自行開發(fā)的合成氣直接合成法技術(shù)生產(chǎn)。 國(guó)內(nèi)外二甲醚產(chǎn)品供需現(xiàn)狀及預(yù)測(cè)在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，二甲醚由高壓合成甲醇的副產(chǎn)物經(jīng)精餾制得，隨著低壓合成甲醇工藝的興起，國(guó)外高壓法合成甲醇幾乎被低壓法替代，因而開發(fā)出甲醇脫水及由合成氣合成二甲醚的技術(shù)?？傊窈笪覈?guó)甲醇的需求仍將保持較為強(qiáng)勁的增長(zhǎng)勢(shì)頭。甲烷氯化物供不應(yīng)求，每年均需要大量進(jìn)口。甲胺系列產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于有機(jī)合成、農(nóng)藥、染料、醫(yī)藥等各個(gè)部門的生產(chǎn)。入世將加快燃料甲醇和甲醇汽車市場(chǎng)的培育和發(fā)展，推動(dòng)人們對(duì)汽車的需求，使汽油、柴油供不應(yīng)求的矛盾更加突出。它不僅是一種符合國(guó)情，使用安全方便、價(jià)格適中、值得推廣的民用燃料，而且可以用作優(yōu)質(zhì)汽車代用燃料、煤氣化發(fā)電的高能燃料及工業(yè)用燃料，有利于節(jié)約