【正文】 包括：廠址場地條件，土地征用的數(shù)量、質量及處理難度，廠址下有無礦藏等；距離水源地的熱設施的工程量遠近和給排水的揚程；修建鐵路專用線與場外公路等交通設施的工程量與投資；供電、供熱設施的工程量及投資；距已有城鎮(zhèn)生活區(qū)域公共服務區(qū)設施的遠近；“三廢”排放對城鎮(zhèn)和周圍環(huán)境的影響及環(huán)保費用等。 本次甲醇生產(chǎn)廠址選擇在黑龍江省大慶市讓胡路區(qū)馬鞍山， 大慶市是中華人民共和國 黑龍江省 西部下轄的 地級市 。市區(qū)地理位置北緯 45176。 至 46176。 ，東經(jīng) 124176。 至 125176。 之間，東與 綏化 地區(qū)相連，沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第一章 文獻綜述 7 南與 吉林省 隔江（ 松花江 ）相望，西部、北部與齊齊哈爾市接壤。全市總面積 21219平方公里，其中市區(qū)面積 5107 平方公里 ,截至 20xx 年底市區(qū)建成區(qū)面積 207 平方公里 為 、大慶油田為 中國第一大 油田 、 大慶是 世界第十大油田 大慶油田 所在地；是一座以石油 、 石化 為支柱產(chǎn)業(yè)的的新興城市。全市年平均氣溫℃ ，最冷月平均氣溫－ ℃ ，極端最低氣溫－ ℃ ；最熱月平均氣溫 ℃ ，極端最高氣溫 ℃ ，年均 無霜期 143 天；年均風速 ，年 16 級風日數(shù)為 30天；年降水 ，年蒸發(fā) 635mm，年干燥度為 ，大陸度為 ；年日照時數(shù)為 2726 小時，年太陽總 輻射 量 。冬季受大陸冷高壓控制影響，盛行偏北風，寒冷少雪，熱量嚴重匱乏；夏季受副熱帶海洋氣團影響，盛行 偏南風，夏季前期干熱，后期降水集中且變率大，時有旱澇；春秋兩季為過渡季節(jié)，春季冷暖多變，干旱多風，風借旱情，旱助風威， 水資源 嚴重匱乏；秋季多寒潮，降溫急劇，春溫高于秋溫，春雨少于秋雨。由于氣候的大陸性和季風交替共同影響，在春季的增溫和秋季的降 溫過程中，溫度升降頻繁且劇烈；同時，由于晴天日數(shù)多，晝夜溫度變差大。年降水量在 400 至 550 毫米之間，生長期降水量一般在 350 至 480 毫米之間，占年降水量的 85%以上。截至十一五計劃結束，大慶市地區(qū)生產(chǎn)總值由 1400 億元增長到 2900 億元，地方經(jīng)濟增加值由 310億元增長到 1100 億元，固定資產(chǎn)投資由 302 億元增長到 1036 億元，糧食總產(chǎn)由 億斤增長到 億斤，社會消費品零售總額由 億元增長到 591 億元，地方財政收入由 70 億元增長到 億元，主要指標都翻一番以上，實現(xiàn)歷史性突破。地方經(jīng)濟總量突破千億元，油與非油經(jīng)濟比例由 65:35 調整到 52:48，萬元 GDP 綜合能 耗下降 20%，發(fā)展方式不斷轉變，經(jīng)濟結構持續(xù)優(yōu)化。它與石油伴生，每噸原油含天然氣 50－ 70 立方米；它以甲烷為主，占 －%，可直接作為生產(chǎn)化肥的原料；凝析油含量較高，每立方米含 70－ 170 克之多，工業(yè)價值極高。得天獨厚的原料優(yōu)勢，現(xiàn)金的生產(chǎn)工藝，現(xiàn)代化的質量監(jiān)測手段，嚴格的內部管理。 甲醇生產(chǎn)方法的對比、確定 甲醇合成生產(chǎn)技術十分成熟，工藝技術主要分三種：高壓甲醇合成（ 30MPa 以上）、中壓甲醇合成（ 10～ 15MPa）和低壓甲醇合成（ 5～ 10MPa）。 當代甲醇生產(chǎn)技術以海爾德 托普索（ Haldor Topsoe）公司、 Kvaerner 工藝技術 /Syix 公司（英國 ICI）、克虜伯 烏德公司、魯齊油氣化學（ Lurgi）公司。該技術適用于較小規(guī)模也適用于很大規(guī)模（大于 10000t/d）的裝置。天然氣與蒸汽的混合物預熱后進入一次轉化器，出來的氣體直接進入注氧的二次轉化器。煙氣熱量預熱轉化器進料。冷卻后合成氣經(jīng)一段壓縮后進入合成回路，合成回路有三臺絕熱反應器。粗甲醇分出后直接送去蒸餾（擁有三座蒸餾塔）。 該工藝總能耗（包括制氧用能）約為 29GJ/t。伊朗正在建設 3030t/d 大規(guī)模裝置，定了 20xx年投運。 CO2 轉化的優(yōu)點在于可優(yōu)化用于甲醇生產(chǎn)的合成氣組成。然而只有當有大量相對較純的 CO2 可用和費用較低時， CO2 轉化才是經(jīng)濟的。該裝置有 825t/d 過剩的 CO2 可資利用。轉化部分（占投資 60%）的 CO2 轉化器要小得多，而合成反應器（占投資10%~15%）稍大。 三菱氣體化學公司和三菱重工公司提出一種流程，從轉化爐煙氣中回收 CO2 和利用轉化器中的 CO2。 CO2 回收過程可使用三菱重工專有的受阻胺 KS1，作為單乙醇胺（ MEA）吸收劑的替代品。 ⑵ 克虜伯 伍德公司工藝 伍德公司甲醇技術特點采用 I. C. I 低壓合 成工藝及催化劑 , 日產(chǎn) 20xx 甲醇沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第一章 文獻綜述 10 裝置合成壓力為 8. 0M Pa。 CA SAL E 公司 ARC 合成塔 (多層軸徑向合成塔 ) , 單系列生產(chǎn)能力最高可達 3000M TPD。等溫合成塔 : 副產(chǎn)中壓蒸汽的管殼式合成塔 , 中壓蒸汽壓力為 3. 5～ 4. 0M Pa, 單塔生產(chǎn)能力最高可達 1200M TPD。冷管式合成塔 : 軸向、冷管間接換熱 , 單塔生產(chǎn)能力最高可達 20xxM TPD?？刹捎?2塔、 3 塔精餾或 4 塔精餾 , 其比較如下 : 2 塔精餾 , 甲醇回收率為 98. 5% , 1 噸甲醇耗 1. 2 噸低壓蒸汽。 4 塔精餾 , 設甲醇回收塔 , 甲醇回收率為 99. 5% ,1 噸甲醇耗 0. 45 噸低壓蒸汽。其特點是合成塔為列管式 , 副產(chǎn)蒸汽 ,管內是 L u rgi 合成催化劑 , 管間是鍋爐水 , 副產(chǎn) 3. 5～ 4. 0M Pa 的飽和中壓蒸汽。若規(guī)模更大 , 則采用列管式合成塔后再串一個冷管式或熱管式合成塔 , 同時還可采用兩個系列的合成塔并聯(lián)。有時也采用兩塔精餾。因此 , 精餾消耗的低壓蒸汽很少。采用低壓甲醇（ LPM）合成工藝。合成氣蒸汽轉化采用鎳基催化劑。合成回路由循環(huán)機、甲醇轉化器、熱回收和冷卻器及甲醇分離塔組成。 總能耗為 32GJ/t。己有 58 套裝置采用 ICI LPM 工藝，二套在設計中。合成氣生產(chǎn)占甲醇裝置總投資的 50%～60%。現(xiàn)已取得一些重沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第一章 文獻綜述 11 要進展。 1989 年，魯齊公司在南非建設的合成氣裝置，生產(chǎn)當量甲醇能力 9000t/d，需用三個系列，每一系列都有各自的自熱轉化器和蒸汽轉化器。 大規(guī)模生產(chǎn)甲醇的可行性己在印度尼西亞 20xxt/d 裝置上得以驗證。特立尼達 2500t/d 的裝置也于 20xx 年開工。兩套裝置均采用魯齊公司新的大型化甲醇工藝。約 10%的甲烷進料在裝有約 180 根管子的蒸汽轉化器中在低溫下被轉化，其余的進料在用氧操作的自熱式轉化器中在高壓下被轉化。聯(lián)合轉化器選用德國南方（ SUD）化學公司高選擇性的銅基催化劑。在較高溫度下反應較快，在較低溫度下有利于平衡。魯奇公司的聯(lián)合轉化器較好地解決了這一問題的權衡。催化劑的毒物（如硫）被催化劑所吸收。這樣， 2/3的催化劑既不在高熱情況下又不會中毒。使合成回路費用可節(jié)約 40%，甲醇生產(chǎn)費用約為 80 美元 /t，要低55 美元 /t。該裝置采用不到 900 根管子的單系列轉化器。轉化時無需供氧。在相對較低壓力下操作，可降低能耗和投資費用。合成氣直接進入管式反應器的管程，并徑向透過催化劑進入多孔外管。催化劑床層中插入的熱交換器用于取走反應熱。 TEC 現(xiàn)正在設計 10000t/d 的甲醇合成裝置，采用二臺 TEC 專有的熱交換器式轉化器（ TAFXS）、一臺吹氧二次轉化器和二臺 MRFZ 反應器。 KPT 公司還與 BP公司聯(lián)合開發(fā)了緊湊式轉化器。常規(guī)的反應器必須將未反應氣體循環(huán)至反應器。這一設計使甲醇合成反應器可比常規(guī)反應器操作在較低壓力下，從而允許反應器和管道使用造價較低的材 質。據(jù)稱，投資費用可比常規(guī)方法低 25%~40%，生產(chǎn)費用低 25~50 美元 /t。 H CO2 和 N2 組成的合成氣由天然氣部分氧化來制取。富氧空氣由來自裝置透平壓縮機被抽出的空氣通過膜法來產(chǎn)生，避免了昂貴的致冷制氧裝置。布局比需要并列設置的常規(guī)甲醇裝置更為經(jīng)濟。已投產(chǎn)的最大裝置規(guī)模已達到或接近 20 萬噸 /年。 該低壓均溫型甲醇塔是不同于現(xiàn)有國內外甲醇塔的全新反應 器結構，為國內外首創(chuàng)，經(jīng) PCT 國際檢索、初步審查和國家實審，授予發(fā)明專利權，具多項獨特的創(chuàng)新技術。小彎頭 U 形管套在大彎頭 U 形管內構成一對雙 U 形管，雙 U 形管中大小彎頭 U 形管反向排列套裝，氣體在每二根相鄰冷管內上下流動，方向均為逆流，達到觸媒層等溫均溫反應目的，溫差低達 10℃。另一種型式為具上下雙環(huán)管的低壓均溫型甲醇塔， 冷管膽有上環(huán)管和下環(huán)管，上環(huán)管連結進氣管和下行冷管，下環(huán)管連結下行冷管和上行冷管。裝填 325m 國產(chǎn) C306 催化劑，操作最高壓力為 ，實際產(chǎn)能 2/ kmkg 可達 萬 t/a。隨后開發(fā)塔徑 mm2200 ，二層軸向、二層徑向、四層絕熱塔型合成塔，采用兩段橫插式層間換熱結構。 20xx 年 4月用于久泰能源 15 萬 t/a 甲醇裝置，實際生產(chǎn)能力達 16 萬 t/a。該塔的特點是操作彈性大，調節(jié)靈活方便，催化劑壽命長，設備高徑比大、易運輸、造價低。缺點：副產(chǎn)蒸汽品位低，氣產(chǎn)量小 GC 低壓徑向水冷板甲醇合成塔 采用板式換熱器，比圓管型水冷結構換熱面積大，水側流動阻力和傳熱阻力降低。 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第一章 文獻綜述 14 ICI 工藝 結構簡單、催化劑裝卸容易、易于放大；投資省。徑向 ~23℃）、單程轉化 率較低（僅為 1520%）、循環(huán)倍率較高（約 6~10），出塔氣中甲醇含量低 34%，雜質較多（溫度不穩(wěn)定副反應多）。操作費用高，開工需設開工加熱爐。 結構復雜、制作較困難、材料要求高、放大較困難、催化劑裝填系數(shù)低。床層與冷管之間的傳熱效率也很高，每噸甲醇能產(chǎn)生 1 噸多（在給水預熱的條件下）。反應過程按最佳溫度線進行。 杭州林達均溫型（ JW）甲醇合成塔 合成催化劑裝填系數(shù)大，有利于縮小合成塔尺寸，投資低，結構簡單可靠（ U 型管），易大型化可發(fā)揮催化劑活性，提高甲醇合成率和催 化劑生產(chǎn)強度，減小副產(chǎn)物量，提高產(chǎn)品質量，延長催化劑壽命 。 副產(chǎn)蒸汽品位低，氣產(chǎn)量小 GC 低壓徑向水冷板甲醇合成塔 換熱面積大，水側流動阻力和傳熱阻力降低。高壓法由于原料和動力消耗大 ， 反應溫度高 ， 生成粗甲醇中有機雜質含量高 ， 而且投資大 ， 其發(fā)展長期以來處于停頓狀態(tài)。低壓法基于高活性的銅系催化劑 ， 其活性明顯高于鋅鉻催化劑 ， 反應溫度低 （ 240270℃ ） 。此外 ， 由于壓力低 ， 動力消耗降低，很多工藝設備 制造容易。中壓法仍采用高活性的銅系催化劑 ， 反應溫度與低壓法相同 ， 但由于提高了壓力 ， 相應的動力消耗略有增加。 由于天然氣蒸汽轉化法制的合成氣中 ,氫過量而一氧化碳與二氧化碳量不足 ,工業(yè)上解決這個問題的方法一是采用添加二氧化碳的蒸汽轉化法 ,以達到合適的配比 ,二氧化碳可以外部供應 ,也可以由轉化爐煙道氣中回收 .另一種方法是以天 然氣為原料的二段轉化法 ,即在第一段轉化中進行天然氣的蒸汽轉化 ,只有約 1/4 的甲烷進行反應 ,第二段進行天然氣的部分氧化 ,不僅所得合成氣配比合適而且由于第二段反應溫度提高到 800℃以上 ,殘留的甲烷量可以減少 ,增加了合成甲醇的有效氣體組分。 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第一章 文獻綜述 16 表 13 GB 338－ 20xx(工業(yè)上 ) 項目 指標 優(yōu)等品 一 等品 合格品 色度 /Hazen 單位（鉑 鈷色號） ≤ 5 10 密度（ 20? ） /(g/cm3 ) ～ ～ 沸程（ 0℃ ,在 ℃～ 范圍內，包括 +℃） /℃ ≤ 高錳酸鉀試驗 /min ≥ 50 30 20 水混溶性試驗 通過試驗（ 1+3） 通過試驗（ 1+9） 水的質量分數(shù)／％ ≤ 酸的質量分數(shù)（以 HCOOH 計）／％ ≤或堿的質量分數(shù)（以 NH3 ：計）／％ ≤ 碳基化合物的質量分數(shù)（以 HCOOH 計）／％ ≤ 蒸發(fā)殘渣的質量分數(shù)／％ ≤ 硫酸洗滌試驗／ Hazen 單位（鉑鉆色號） ≤ 50 乙醇的質量分數(shù)／％