【正文】 床層上部氣流的 軸向流動 —— 床層主要部分氣流為徑向流動； —— 催化劑筐的外壁開有不同分布的孔 ,以保證氣流分布； —— 各段床層底部封閉，反應(yīng)后氣體經(jīng)中心管流入合成塔外的換熱器 ,回收熱量。 —— 熱量回收好。 —— 反應(yīng)過程按最佳溫度線進(jìn)行。冷卻管吸收反應(yīng)放出的熱量發(fā)生蒸汽，根據(jù)反應(yīng)的放熱速率和移熱速率，合理選擇冷卻管的數(shù)量和間距，則使反應(yīng)過程按最佳溫度線進(jìn)行。 —— 整個合成回路（包括循環(huán)壓縮機(jī)、熱交換器等）的投資減少近 40%。 與單個管殼式合成塔工藝相比，兩段等溫甲醇合成工藝有以下特點(diǎn)： —— 與單臺反應(yīng)塔相比，第一反應(yīng)器尺寸減少了約 50%。 —— 催化劑時空產(chǎn)率不高，用量較大。 —— 甲醇合成塔設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，催化劑裝卸方便。英國 ICI公司甲醇合成塔屬于這種形式。結(jié)合本項(xiàng)目的情況，甲醇合成選用 低壓法工藝。本項(xiàng)目推薦采用深冷法分離 CO，而部分冷凝和甲烷洗工藝均可以同時得到高純度的 CO 和氫氣，應(yīng)此兩種工藝均可以采用，最終采用那種工藝將根據(jù)專利費(fèi)和設(shè)備 的報價的情況決定，在本項(xiàng)目中暫按部分冷凝工藝進(jìn)行編制。 甲烷洗工藝使利用低溫下甲烷對 CO溶解力強(qiáng)的特點(diǎn)，在洗滌塔中用液態(tài)甲烷洗滌原料氣中的 CO，再通過精餾得到高純度的 CO和氫氣。該法具有吸收溶液穩(wěn)定性好、選擇性高、 CO 收率和純度高、操作條件溫和等優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)是對原料氣中雜質(zhì)要求苛刻，如原料氣中含有 H2O、 0 H2S 及氨時，易與吸收溶液發(fā)生分解反應(yīng)，使溶液吸收能力下降，反應(yīng)常生成 HCl，使設(shè)備腐蝕；如含有不飽和烴，則與吸 收溶液反應(yīng)生成聚合物，堵塞管道。再用另一套裝置回收 CO，其純度可大于 96％，回收率約為 70％。 ★ 變壓吸附 法（ PSA法） 變壓吸附法是一種較新的 CO分離工藝，目前在工業(yè)上已得到廣泛采用，利用變壓吸附法可以分離 H O CO CO 等氣體。只需設(shè)置低溫甲醇洗裝置一段吸收系統(tǒng)，在脫硫的同時脫除二氧化碳?xì)怏w，與甲醇裝置低溫甲醇洗工序用同一套再生系統(tǒng)。 根據(jù)氣化煤種的性能和三種氣化工藝特點(diǎn)的分析，殼牌煤氣化工藝和 GSP 粉煤氣化工藝均可以作為本項(xiàng)目的備選氣化工藝，具體采用何種工藝，需在下一階段進(jìn)行詳細(xì)比較分析，現(xiàn)階段本項(xiàng)目暫按 GSP粉煤氣化工藝編制。 ★ 與 Shell 氣化工藝相同， GSP 氣化爐用于化工生產(chǎn)尚無先例，開車運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)少，可靠性有待驗(yàn)證。 ★ 氣化爐渣經(jīng)激冷后成玻璃狀顆粒，性質(zhì)穩(wěn)定，不污染環(huán)境?？梢栽O(shè)計 20202500 噸 /天，甚至更大能力的氣化爐。 GSP工藝技術(shù)有以下特點(diǎn)： ★GSP 氣化原料的適應(yīng)范圍廣，可以氣化褐煤、煙煤、無煙煤和石油焦，對煤的活性基本沒有要求，對煤的灰熔點(diǎn)適應(yīng)范圍比其他氣化工藝更寬，對于高灰份、高水分、高含硫煤同樣適應(yīng)。由于氣化爐龐大且復(fù)雜，在設(shè)備制造、安裝和工程實(shí)施方面難度大，周期長，預(yù)計達(dá)標(biāo)達(dá)產(chǎn)時間也較長。氣化污水不含焦油、 酚等，容易處理，需要時可作到零排放。 Shell 煤氣化的冷煤氣效率 達(dá)到 78～ 83%，其余～ 15%副產(chǎn)高壓或中壓蒸汽，總的原料煤的熱效率達(dá) 98%。正常使用維護(hù)量很小，運(yùn)行周期長，也無需設(shè)置備用爐。采用干煤粉進(jìn)料與水煤漿氣化相比不需在爐內(nèi)蒸發(fā)水分，氧氣用量因而可減少 15～ 25%，從而降低了成本。對煤種的適應(yīng)性比較廣泛，從較差的褐煤、次煙煤、煙煤到石油焦均可使用；對煤的灰熔點(diǎn)適應(yīng)范圍比其它氣化工藝更寬，即使是高灰分、高水分、高硫的煤種也能使用。國內(nèi)已經(jīng)完全掌握了 Texaco 氣化工藝，主要設(shè)備都可以國產(chǎn)化，只引進(jìn)燒嘴、煤漿泵等少量設(shè)備，因此，投資省。 ★ 對環(huán)境影響較小。其有效組分（ CO+H2）含量占 80%，甲烷量 %。制備的水煤漿可用隔膜泵來輸送，操作安全又便于計量控制。國內(nèi)企業(yè)運(yùn)行證實(shí)水煤漿氣化對使用煤質(zhì)有一定的選擇性：氣化用煤的灰熔點(diǎn)溫度 t3值低于 1350℃ 時有利于氣化；煤中灰分含量不超過 15%為宜，越低越好，煤的 熱值高于26000kJ/kg，并有較好的成漿性能，使用能制成 60～ 65%濃度的水煤漿之煤種，才能使運(yùn)行穩(wěn)定。目前國內(nèi)多家企業(yè)計劃引進(jìn)該技術(shù) 建設(shè)大型煤化工裝置。 近十年來，在中國的化肥工業(yè)中，美國德士古公司的水煤漿加壓氣化工藝已有四套應(yīng)用的業(yè)績，另外還有幾套裝置正在建設(shè)中。近期國內(nèi)新建甲醇裝置較多 ，規(guī)模有較大的提高，大型項(xiàng)目規(guī)模多在20～ 60 萬噸 /年之間。甲醇裝置的經(jīng)濟(jì)規(guī)模除了和投資成本有關(guān)外，還和原料資源量、市場銷售份額、建廠地點(diǎn)、交通運(yùn)輸?shù)确矫嬗嘘P(guān)。 生產(chǎn)規(guī)模 八十年代中后期，根據(jù)世界甲醇市場的需求和相關(guān)工業(yè)技術(shù)的水平，世界甲醇裝置的規(guī)模在 30～ 50 萬噸 /年之間。 從近期國際市場原油、天然氣價格的走勢及對將來的預(yù)期來看，短期內(nèi)原油、天然氣價格難以有較大的下降，有關(guān)權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)計，即使油價下降也難以降到 35 美元 /桶以下，因此，考慮到甲醇的供求狀況以及過去歷年的價格變化趨勢，預(yù)計，短期內(nèi)國內(nèi)主要消費(fèi)市場甲醇價格在 22002400 元 /噸之間，中長期甲醇價格將在 1900— 2100 元/噸之間變化。 2020 年和 2020 年市場甲醇價格基本保持在 2100～ 2850 元 /噸之間波動。 1998年、 1999 年世界甲醇市場競爭激烈，甲 醇價格最低跌到 1200～ 1250元 /噸。其中增幅較大的是用于甲醇燃料、醋酸和二甲醚的生產(chǎn)。 2020 年中國甲醇的消費(fèi)結(jié)構(gòu)如下表： 2020 年國內(nèi)甲醇消費(fèi)結(jié)構(gòu)（單位： %） 序號 產(chǎn)品名稱 比例 1 甲醛 % 2 醋酸 % 3 MTBE % 4 甲胺 % 5 DMT % 6 甲烷氯化物 % 7 二甲醚 % 8 醫(yī)藥 % 9 農(nóng)藥 % 10 溶劑 % 11 燃料 % 12 其他 % 序號 產(chǎn)品名稱 比例 合計 % 注：數(shù)據(jù)由石油和化學(xué)工業(yè)規(guī)劃院整理 甲醇需求預(yù)測 甲醇作為最基礎(chǔ)的有機(jī)原料，廣泛應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中。但客觀的說，雖然甲醇行業(yè)發(fā)展很快，但整體水平仍然較低，尤其是煤炭、動力、運(yùn)費(fèi)等價格的上漲，使得甲醇成本增加，整個行業(yè)的競爭力沒有得到明顯的改善。 近兩年國內(nèi)甲醇產(chǎn)能的大幅增長，使得甲醇的國內(nèi)滿足率大幅上升， 2020 年達(dá)到歷史最高點(diǎn)，國內(nèi)滿足率達(dá) %。國內(nèi)甲醇裝置開工率低的主要原因是中國聯(lián)醇裝置能力約占總能力的 50%左右，多數(shù)聯(lián)醇裝置規(guī)模小、產(chǎn)品成本高、缺乏競爭力，造成開工嚴(yán)重不足。其余小甲醇多是煤頭的聯(lián)醇裝置。 2020 年甲醇裝置的開工率將降低到 80%77%之間，因此，屆時甲醇 的市場競爭將會十分激烈。 根據(jù)預(yù)測，到 2020 年，全世界甲醇的生產(chǎn)能力將達(dá)到 4974 萬噸 /年，而屆時的需求量僅為 3723 萬噸。甲醇過剩的地區(qū)，尤 其是中南美、中東和大洋洲隨著大型甲醇的建設(shè)，甲醇過剩會進(jìn)一步加劇。 國外甲醇需求預(yù)測 從目前世界甲醇的供求平衡來看，存在供求缺口的是北美、亞洲和西歐。亞太已經(jīng)成為世界最大的甲醇消費(fèi)地區(qū)，消費(fèi)量占世界總量的 %，其次是北美占%、西歐占 %、中東占 %、中東歐占 %、南美洲占%、非洲占 %。 預(yù)計在今后一段時期內(nèi)世界甲醇的生產(chǎn)能力仍將有較大的增長，特別是在中東等天然氣資源豐富的國家或地區(qū)。其中南中美洲是世界上最大的甲醇生產(chǎn)地區(qū)，占世界總生產(chǎn)能力的 %，其它依次是中東、北美、亞洲、中東歐、西歐等。 化工過程設(shè)計可行性研究報告 年產(chǎn) 20 萬噸甲醇項(xiàng)目 班 級： 組 別： 小組成員： 年產(chǎn) 20 萬噸甲醇項(xiàng)目 概述 甲醇是重要的基礎(chǔ)化工原料，在世界范圍內(nèi)的化工產(chǎn)品中，其產(chǎn)量僅次于乙烯、丙烯和苯，居第四位。 市場需求預(yù)測 國外市場分析 國外甲醇生產(chǎn)現(xiàn)狀 2020 年全世界甲醇的總生產(chǎn)能力為 3952 萬噸 /年，產(chǎn)量為 3235 萬噸，裝置平均開工率為 %。如日本曾是世界主要的甲醇生產(chǎn)國，到現(xiàn)在已無甲醇生產(chǎn)，預(yù)計這種趨勢將會進(jìn)一步發(fā)展。 國外甲醇 消費(fèi)狀況 2020 年，世界甲醇的消費(fèi)量為 萬噸。其它增長較快的消費(fèi)領(lǐng)域有甲醇作直接燃料和 TAME，二者的年均增長率將分別達(dá)到 %和 %。預(yù)計今后世界甲醇地區(qū)性供求不平衡的情況將進(jìn)一步加劇，北美和西歐的甲醇缺口會進(jìn)一步增大，而亞洲甲醇缺口仍會存在，但變化不會很大。由于亞洲地