【正文】 個(gè)，產(chǎn)能合計(jì) 419 萬(wàn)噸 /年。由于二甲醚生產(chǎn)技術(shù)國(guó)產(chǎn)化程度較高，預(yù)計(jì) “ 十一五 ”期間發(fā)展空間較大。 二甲醚具有無(wú)污染、燃燒熱值高等優(yōu)點(diǎn)，不但可以用作民用燃料，還能夠作為柴油替代產(chǎn)品。另外，預(yù)計(jì)到 2020 年我國(guó)將有 2020 萬(wàn)噸汽油摻燒甲醇，若比例按 15%計(jì)算，則需要 300 萬(wàn)噸甲醇。 醇醚燃料和甲醇制烯烴：發(fā)展醇醚燃料有利于緩解我國(guó)石油供需矛 盾，是近期替代能源工作的重點(diǎn)。若開(kāi)工率按 85%計(jì)，屆時(shí)羰基法醋酸產(chǎn)量將達(dá)到 378 萬(wàn)～ 600 萬(wàn)噸。其它 8個(gè)項(xiàng)目由于剛剛開(kāi)展工作或工作進(jìn)度緩慢， “ 十一五 ” 期間能不能形成實(shí)際產(chǎn)能還是未知數(shù)，這 8 個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)能力 260 萬(wàn)噸 /年。 由于甲醇羰基法制醋酸生產(chǎn)工藝先進(jìn)，且技術(shù)國(guó)產(chǎn)化程度較高， “ 十一五 ” 期間新建醋酸項(xiàng)目均采用羰基合成法生產(chǎn)工藝。醋酸乙烯與乙烯共聚樹(shù)脂也有巨大的市場(chǎng)。另外，醋酸化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 酯類(lèi)替代苯類(lèi)作溶劑，有利于環(huán)境保護(hù)，將在涂料等行業(yè)中有發(fā)展空間。 我國(guó)醋酸主要消費(fèi)領(lǐng)域是醋酸乙烯 /聚乙烯醇、醋酸酯類(lèi)、醋酐、對(duì)苯二甲酸（ PTA）、氯乙酸等。 醋酸：甲醇另一主要用途是生產(chǎn)醋酸。 據(jù)全國(guó)甲醛行業(yè)協(xié)作組預(yù)測(cè)，截至 2020 年，我國(guó)將新增甲醛 產(chǎn)能約 200 萬(wàn)噸 /年，總產(chǎn)能將達(dá)到約 1400 萬(wàn)噸 /年，產(chǎn)量約 1000 萬(wàn)噸 /年。中國(guó)化工、云天化等廠家都在新建或改擴(kuò)建 POM 裝置，隨著這些裝置的投產(chǎn)，甲醛消費(fèi)量也會(huì)同步增加。此外，隨著煙臺(tái)萬(wàn)華、上海拜爾等多套 MDI 裝置的落成， MDI 行業(yè)對(duì)甲醛的需求量將會(huì)大大增加。 目前，我國(guó)甲醛主要用于三醛膠（脲醛膠、酚醛膠和三聚氰胺甲醛膠）的生產(chǎn)，其次用于生產(chǎn)二苯基甲烷二異氰酸酯（ MDI），其他作為季戊四醇和聚甲醛（ POM）等產(chǎn)品的原料。根據(jù)全國(guó)甲醛行業(yè)協(xié)作組提供的數(shù)據(jù)顯示， 2020 年我國(guó)甲醛產(chǎn)能為 萬(wàn)噸，產(chǎn)量為 萬(wàn)噸。 近年來(lái)，煤化工國(guó)產(chǎn)化技術(shù)裝備相繼取得突破，醇醚燃料、甲醇制烯烴等新興煤 化工產(chǎn)業(yè)方興未艾，再加上甲醛、醋酸等傳統(tǒng)下游產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展，我國(guó)甲醇需求量不斷提高。這 7 個(gè)項(xiàng)目產(chǎn)能共計(jì) 670萬(wàn)噸 /年。其中， “ 十一五 ” 期間可以投產(chǎn)的項(xiàng)目為 35 個(gè)，產(chǎn)能合計(jì) 1198 萬(wàn)噸 /年。由此可見(jiàn)， 2020 年國(guó)內(nèi)甲醇 供應(yīng)存在著一定的缺口，需要進(jìn)口來(lái)彌補(bǔ)。綜合這兩部分?jǐn)?shù)據(jù)可知： 2020 年我國(guó)共有甲醇生產(chǎn)企業(yè) 167 家，產(chǎn)能合計(jì) 萬(wàn)噸，產(chǎn)量 萬(wàn)噸。這些數(shù)據(jù)顯示，除上述 142家甲醇企業(yè)外，我國(guó)還有 25個(gè)已投產(chǎn)的甲醇項(xiàng)目，產(chǎn)能合計(jì) 萬(wàn)噸，產(chǎn)量為 萬(wàn)噸。該數(shù)據(jù)顯示， 2020 年國(guó)內(nèi)共有甲醇生產(chǎn)企業(yè) 142 家，產(chǎn)能合計(jì)為 1036 萬(wàn)噸，產(chǎn)量為 萬(wàn)噸。 中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會(huì)提供的調(diào)研報(bào)告顯示， 2020 年，我國(guó)甲醇生產(chǎn)、消費(fèi)繼續(xù)同步增長(zhǎng)。從 2020年至 2020 年的 5年間，我國(guó)甲醇產(chǎn)能年均增長(zhǎng)率為 %，表觀消費(fèi)量年均增長(zhǎng)率為 %。同年，國(guó)內(nèi)甲醇產(chǎn)能 720 萬(wàn)噸，產(chǎn)量 536 萬(wàn)噸，開(kāi)工率 %。出現(xiàn)這種局面的原因，一是甲醇傳統(tǒng)消費(fèi)領(lǐng)域，如甲醛、醋酸等產(chǎn)品的產(chǎn)量穩(wěn)步提升，對(duì)甲醇的需求量逐步增加；二是新的消費(fèi)領(lǐng)域，如醇醚燃料、甲醇制烯烴等由于發(fā)展前景廣闊，也引發(fā)了國(guó)內(nèi)對(duì)甲醇裝置的投資熱?；ご髮W(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 前 言 生產(chǎn)甲醇的方法有多種 ,早期用木材或木質(zhì)素干餾法制甲醇的方法 ,今天在工業(yè)上已經(jīng)被淘汰了 .氯甲烷水解法也可以生產(chǎn)甲醇 ,但因水解法價(jià)格昂貴 ,沒(méi)有得到工業(yè)上的應(yīng)用 .甲烷部分氧化法可以生產(chǎn)甲醇 ,這種制甲醇的方法工藝流程簡(jiǎn)單 ,建設(shè)投資節(jié)省 ,但是 ,這種氧化過(guò)程不易控制 ,常因深度氧化生成碳的氧化物和水 .而使原料和產(chǎn)品受到很大損失 .因此甲烷部分氧化法制甲醇的方法仍未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化 .但它具有上述優(yōu)點(diǎn) ,國(guó)外在這方面的研究 — 直沒(méi)有中斷 .應(yīng)該是一個(gè)很有工業(yè)前途的制取甲醇的方法 。 化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 第 1 章 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 近年來(lái)，中國(guó)甲醇市場(chǎng)非?；鸨杭状純r(jià)格持續(xù)高位，甲醇生產(chǎn)裝置開(kāi)工率不斷提高，各地甲醇新建項(xiàng)目陸續(xù)開(kāi)工。 、甲醇發(fā)展前景 2020 年，我國(guó)消費(fèi)甲醇 666 萬(wàn)噸，進(jìn)口甲醇 136 萬(wàn)噸，出口 萬(wàn)噸，凈進(jìn)口 130 萬(wàn)噸。 2020 年 ，我國(guó)甲醇產(chǎn)能只有 348 萬(wàn)噸，表觀消費(fèi)量為 萬(wàn)噸。目前，我國(guó)甲醇消費(fèi)主要集中在甲醛、醋酸、醇醚等領(lǐng)域。據(jù)了解，石化協(xié)會(huì)收集了兩部分?jǐn)?shù)據(jù)：一是國(guó)家統(tǒng)計(jì)局的數(shù)據(jù)。二是經(jīng)過(guò)其他途徑得到的數(shù)據(jù)。在這 25 個(gè)項(xiàng)目中，有的是 2020 年建成投產(chǎn)或者完成技術(shù)改造的，由于投產(chǎn)時(shí)間較晚，實(shí)際產(chǎn)量不大；有的是因?yàn)榧夹g(shù)等方面的原因?qū)е麻_(kāi)工率不足，產(chǎn)量較低。 2020 年，我國(guó)進(jìn)口甲醇 萬(wàn)噸，出口 19 萬(wàn)噸，凈進(jìn)口量 94 萬(wàn)噸，表觀消費(fèi)量 萬(wàn)噸，甲醇消費(fèi)同比增長(zhǎng) 45%。 據(jù)統(tǒng)計(jì)， “ 十一五 ” 期間我國(guó)新建、擬建甲醇項(xiàng)目共 42 個(gè)（不包括二甲醚、甲醇制烯烴生產(chǎn)企業(yè)自身配套的甲醇生產(chǎn)裝置）。另外 7個(gè)項(xiàng)目尚處于前期工作階段，化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 尚未開(kāi)工建設(shè)， “ 十一五 ” 期間能不能投產(chǎn)暫不確定。預(yù)計(jì)到 “ 十一五 ” 末期，我國(guó)甲醇生產(chǎn)企業(yè)將為 200 家左右，產(chǎn)能將達(dá)到 2500 萬(wàn)噸 /年至 3200 萬(wàn)噸 /年。甲醇主要下游產(chǎn)品需求分析如下： 甲醛：甲醛是甲醇的主要下游產(chǎn)品， 2020 年甲醛消費(fèi)約占甲醇總消費(fèi)量的45%。 2020 年甲醛生產(chǎn)消耗甲醇 301 萬(wàn)噸， 2020 年增加到381 萬(wàn)噸。 據(jù)專(zhuān)家預(yù)測(cè)， “ 十一五 ” 期間用于木材加工、室內(nèi)裝飾裝修的三醛膠仍是中國(guó)甲醛最大的消費(fèi)領(lǐng)域，其對(duì)于甲醛的需求量將穩(wěn)步增長(zhǎng)。POM 是重要的工程塑料，市場(chǎng)需求量將會(huì)逐年增長(zhǎng)。其它產(chǎn)品，如烏洛托品、多元醇等對(duì)于甲醛的需求量也會(huì)有不同程度的增長(zhǎng)。按生產(chǎn) 1 噸甲醛需要 噸甲醇計(jì)算，屆時(shí)甲醛生產(chǎn)大約需要消耗甲醇 470 萬(wàn)噸。根據(jù)全國(guó)醋酸行業(yè)協(xié)作組提供的數(shù)據(jù)顯示， 2020 年我國(guó)甲醇羰基合成法制醋酸產(chǎn)能約為 90 萬(wàn)噸，產(chǎn)量 萬(wàn)噸，消耗甲醇 49 萬(wàn)噸； 2020 年產(chǎn)能約為 140 萬(wàn)噸，產(chǎn)量 萬(wàn)噸，消耗甲醇 76萬(wàn)噸。預(yù)計(jì) “ 十一五 ” 期間 ，受聚酯和滌綸工業(yè)快速發(fā)展的帶動(dòng)， PTA 需求將有較大幅度的增長(zhǎng)，其對(duì)醋酸的需求也會(huì)同步增長(zhǎng)。氯乙酸、醋酸纖維、醋酐行業(yè)對(duì)于醋酸的需求量也會(huì)有不同程度的增長(zhǎng)。預(yù)計(jì) 2020 年，醋酸市場(chǎng)需求約 500 萬(wàn)噸。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)羰基法醋酸擬建項(xiàng)目共有 20 個(gè)，其中于 “ 十一五 ” 期間可以建成投產(chǎn)的有 12 個(gè) ，產(chǎn)能累計(jì)305 萬(wàn)噸 /年。若只考慮 12 個(gè)項(xiàng)目可建成投產(chǎn)，則 2020 年我國(guó)羰基法醋酸生產(chǎn)能力可達(dá)到 445 萬(wàn)噸；若 20 個(gè)項(xiàng)目可以全部建成投產(chǎn)， 2020 年我國(guó)羰基法醋酸產(chǎn)能可達(dá)到 705 萬(wàn)噸。按生產(chǎn) 1噸醋酸需要 噸甲醇計(jì)算，則需要消耗甲醇 227 萬(wàn)～ 360 萬(wàn)噸。如果甲醇汽油標(biāo)準(zhǔn)能夠在 2020 年制定完畢，而且國(guó)家允許甲醇汽車(chē)上市，同時(shí)加油站等配套系統(tǒng)能夠得到完善，則預(yù)計(jì) 2020 年我國(guó) M85～ M100 的甲醇汽車(chē)將達(dá)到 1 萬(wàn)輛左右，按每輛汽車(chē)每年消耗 20噸甲醇計(jì)算，則共需要消耗甲醇 20 萬(wàn)噸。以上兩部分共需要甲醇 320萬(wàn)噸。目前，我國(guó)已經(jīng)具備 93萬(wàn)噸 /年的二 甲醚生產(chǎn)能力（全部是外購(gòu)甲醇生產(chǎn)二甲醚）。繼上海市二甲醚公交車(chē)投入試運(yùn)行之后，北京、武漢等地也有意引進(jìn)二甲醚公交車(chē)進(jìn)行試運(yùn)行。其中配套有甲醇的項(xiàng)目產(chǎn)能合計(jì) 90 萬(wàn)噸 /年；需要外購(gòu)甲醇的項(xiàng)目產(chǎn)能合計(jì) 329 萬(wàn)噸 /年。預(yù)計(jì)到 “ 十一五 ” 末期，生產(chǎn)二甲醚將化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 需要市場(chǎng)采購(gòu)甲醇 480 萬(wàn)～ 600 萬(wàn)噸 /年。同時(shí)，煤制烯烴也符合我國(guó) “ 少油富煤 ” 的能源形勢(shì)。目前，我國(guó)共有 6個(gè)甲醇制烯烴在建和擬建項(xiàng)目，烯烴產(chǎn)能合計(jì)為 325 萬(wàn)噸 /年，共計(jì)消耗甲醇 996 萬(wàn)噸 /年。 作為燃料添加劑的 MTBE，由于市場(chǎng)需求比較穩(wěn)定， “ 十一五 ” 期間對(duì)于甲醇的需求量不會(huì)有大幅度的增長(zhǎng)。 其他： 2020 年我國(guó)農(nóng)藥、醫(yī)藥行業(yè)共消費(fèi)甲醇 74 萬(wàn)噸，其他行業(yè)如染料、溶劑以及甲胺、氯甲烷等有機(jī)原料行業(yè)共消費(fèi)甲醇 萬(wàn)噸。預(yù)計(jì) “ 十一五 ” 末期，上述行業(yè)對(duì)于甲醇的需求量約為 260 萬(wàn)～ 300萬(wàn)噸 /年。 “ 十一五 ” 甲醇供需情況預(yù)測(cè) 根據(jù)上面的統(tǒng)計(jì)， “ 十一五 ” 期間，我國(guó)將至少新增甲醇產(chǎn)能 1200 萬(wàn)噸 /年，若其余 7個(gè)擬建項(xiàng)目能夠順利投產(chǎn)，則還要增加 670 萬(wàn)噸 /年的甲醇產(chǎn)能。若開(kāi)工率按 70%計(jì)算，屆時(shí)產(chǎn)量將達(dá)到 1780萬(wàn)～ 2248萬(wàn)噸；若開(kāi)工率按 80%計(jì)算，產(chǎn)量將達(dá)到 2033萬(wàn)～ 2570萬(wàn)噸。對(duì)甲醇需求影響最大的還是醇醚燃料領(lǐng)域，尤其是甲醇燃料。屆時(shí)，我國(guó)甲醇的生產(chǎn)和需求將基本平衡。 考慮到近幾年來(lái)，我國(guó)甲醇出口呈逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)， “ 十一五 ” 期間，如果化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 國(guó)內(nèi)甲醇行業(yè)出現(xiàn)過(guò)剩苗頭，則可以考慮鼓勵(lì)企業(yè)出口 甲醇。若甲醇出口不順利或增長(zhǎng)幅度不大，屆時(shí)國(guó)內(nèi)甲醇將明顯過(guò)剩。隨著世界化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，特別是中國(guó)及亞太地區(qū)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展，甲醇消費(fèi)市場(chǎng)正在迅速擴(kuò)大。 從近幾年我國(guó)甲醇工業(yè)的發(fā)展來(lái)看， 良好的宏觀經(jīng)濟(jì)環(huán)境和下游需求的高速增長(zhǎng)使我國(guó)的甲醇工業(yè)繼續(xù)保持著穩(wěn)定快速的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)， 2020 年國(guó)內(nèi)甲醇表觀消費(fèi)量達(dá)到 萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng) %， 1995～ 2020 年期間，甲醇消費(fèi)量的年均增長(zhǎng)速度為 %，良好的需求環(huán)境，使用我國(guó)的甲醇市場(chǎng)尚處于快速成長(zhǎng)階段。比前 5年的年均增長(zhǎng)率提高 10%。 目前我國(guó)有甲醇生產(chǎn)企業(yè) 200 多家，主要集中在幾個(gè)較大的生產(chǎn)企業(yè)，其產(chǎn)能均在 10萬(wàn)噸 /年左右， 2020 年我國(guó)甲醇總產(chǎn)能約為 650 萬(wàn) t/a，裝置開(kāi)工率為%。中海油海南 60 萬(wàn) t/a 裝置和日本三菱瓦斯在重慶 建設(shè)的 85 萬(wàn) t/a 裝置是我國(guó)目前在建的最大甲醇裝置， 2020 年國(guó)內(nèi)甲醇企業(yè)累計(jì)生產(chǎn)甲醇 萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng) %， 2020 年 112 月產(chǎn)量為 萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng) 34%，行業(yè)依存度也由去年同期的 %降至 %，同比下降 %。 2020～ 2020 年，化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 全世界將有近 4000 萬(wàn) t/a 甲醇產(chǎn)能投產(chǎn)，屆時(shí)甲醇行業(yè)必將面臨激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。 、甲醇汽油發(fā)展前景 由于目前經(jīng)濟(jì)大發(fā)展及汽車(chē)保有量的增加，我國(guó)汽柴油的供應(yīng)已出現(xiàn)嚴(yán)重短缺。但是，由于 3. 3 噸糧食才能生產(chǎn) 1噸乙醇，成本很高，而且我國(guó)糧食并不富裕，糧食安全線 4. 7 億噸。我國(guó)作為一個(gè)地處溫帶氣候的國(guó)家，生物質(zhì)能源并不是很豐富，加之人口眾多，環(huán)境保護(hù)的任務(wù)非常艱巨，所以像巴西用豐富的生物質(zhì)做原料轉(zhuǎn)化成為乙醇作為汽柴油的補(bǔ)充對(duì)我國(guó)來(lái)說(shuō)并沒(méi)有多大的借鑒意義。 化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 第 2 章 甲醇合成的主要設(shè)備和合成工藝 、甲醇合成的主要設(shè)備 甲醇合成反應(yīng)器是甲醇合成系統(tǒng)的最重要的設(shè)備，也稱(chēng)甲醇轉(zhuǎn)化器或甲醇合成塔。 ~39。 l2 J2 C CO＋ 2H2＝ CH3OH＋ kJ/mol（常壓 25 ℃） 提供最新化工產(chǎn)品 CO2＋ 3H2＝ CH3OH＋ H2O＋ kJ/mol；（常壓 25 ℃） 從上式可以看出，甲醇合成反應(yīng)是一個(gè)可逆的強(qiáng)放熱反應(yīng)過(guò)程?？v觀國(guó)內(nèi)外的固定床式甲醇合成反應(yīng)器，盡管其內(nèi)部結(jié)構(gòu)多種多樣，但其設(shè)計(jì)的主要指導(dǎo)思想不外乎上述兩種設(shè)計(jì)思想。 目前國(guó)內(nèi)外低壓合成工藝有多種形式，工藝過(guò)程大致相同，技 術(shù)都比較成熟，主要區(qū)別在于各種工藝所采用的反應(yīng)器不同，催化床層的溫控方式也不同。比較常用又冷激式、列管等溫式以及冷管反應(yīng)器。 ② 甲醇合成是在催化劑作用下進(jìn)行，生產(chǎn)能力與催化劑的裝填量成正比例關(guān)系，所以要充分利用合成塔的容積，盡量多裝催化劑，以提高設(shè)備的生產(chǎn)能力。同時(shí)，要求合成反應(yīng)器結(jié)構(gòu)必須簡(jiǎn)單，緊湊，堅(jiān)固，氣密性好，便于拆卸，檢修。 ⑤ 合成反應(yīng)器應(yīng)能防止氫，一氧化碳，甲醇，有機(jī)酸及羰基物高溫