1.2.2其他方法
目前，甲醇的生产方法还主要有①甲烷直接氧化法：2CH4+O2→2CH3OH.②由一氧化碳和氢气合成甲醇，③液化石油气氧化法
1.2.3本设计所采用的合成方法
比较以上三者的优缺点，以投资成本，生产成本，产品收率为依据，选择中压法为生产甲醇的工艺，用CO和H2在加热压力下，在催化剂作用下合成甲醇，其主要反应式为：CO+ H2→CH3OH
二．工艺概述
总工艺路线图见图1-1。
2.1 造气工段
（1）原料：由于甲醇生产工艺成熟,市场竞争激烈,选用合适的原料就成为项目的关键,以天然气和重油为原料合成工艺简单，投资相对较少，得到大多数国家的青睐，但从我国资源背景看，煤炭储量远大于石油、天然气储量，随着石油资源紧缺、油价上涨，在大力发展煤炭洁净利用技术的形势下，应该优先考虑以煤为原料,所以本设计选用煤作原料[2]。
图1-1 甲醇生产工艺示意图
（2）工艺概述：反应器选择流化床，采用水煤浆气化激冷流程。原料煤通过粉
4
碎制成65%的水煤浆与99.6%的高压氧通过烧嘴进入气化炉进行气化反应，产生的粗煤气主要成分为CO，CO2，H２等[3]。
2.2 净化工段
由于水煤浆气化工序制得粗煤气的水汽比高达1.4可以直接进行CO变换不需加入其他水蒸气，故先进行部分耐硫变换，将CO转化为CO2，变换气与未变换气汇合进入低温甲醇洗工序，脱除H2S和过量的CO2，最终达到合适的碳氢比，得到合成甲醇的新鲜气[4]。
CO反应式： CO+H2O=CO2+H2 1-1）
2.3 合成工段
2.3.1合成工段工艺
流程图如图2-1。合成反应要点在于合成塔反应温度的控制，另外，一般甲醇合成反应10～15Mpa的高压需要高标准的设备，这一项增加了很大的设备投资，在设计时，选择目前先进的林达均温合成塔，操作压力仅5.2MPa，由于这种管壳式塔的催化剂床层温度平稳均匀，反应的转化率很高。在合成工段充分利用自动化控制方法，实行连锁机制，通过控制壳程的中压蒸汽的压力，能及时有效的掌控反应条件，从而确保合成产品的质量[5]。
合成主反应： CO+2H2→CH3OH+102.37 kJ/kmol 1-2） 副反应： 2CO+4H2→(CH3O)2+H2O+200.3 kJ/kmol 1-3） CO+3H2→CH4+ H2O+115.69 kJ/kmol 1-4） 4CO+8H2→C4H9OH+3H2O+49.62 kJ/kmol 1-5） CO+H2→CO +H2O-42.92 kJ/kmol 1-6） 除（1-5）外，副反应的发生，都增大了CO的消耗量，降低了产率，故应尽量减少副反应。
5
2.3.2反应热力学
一氧化碳加氢合成甲醇的反应式为： CO+2H2?CH3OH(g)
这是一个可逆放热反应，热效应?H?298K???90.8KJ/mol。 当合成气中有CO2时，也可合成甲醇。 CO2 + 3H2 ? CH3OH(g) + H2O
这也是一个可逆放热反应，热效应?H?298K???58.6KJ/mol
2.4 精馏工段
精馏工段工艺流程图见图2-2。合成反应的副产主要为醚、酮和多元醇类，本设计要求产品达质量到国家一级标准，因此对精馏工艺的合理设计关系重大，是该设计的重点工作。设计中选用双塔流程，对各物料的进出量和回流比进行了优化，另外，为了进一步提高精甲醇质量，从主塔回流量中采出低沸点物继续进预塔精馏，这一循环流程能有效的提高甲醇的质量。
三．生产工艺及主要设备计算
工艺计算作为化工工艺设计，工艺管道，设备的选择及生产管理，工艺条件选择的主要依据，对平衡原料，产品质量，选择最佳工艺条件，确定操作控制指标，合理利用生产的废料，废气，废热都有重要作用。
6
氢循环285℃驰放气锅炉给水合 成 塔中压蒸汽215 ℃ 5.0 MPa分 离器 新鲜气2.24 MPa过热蒸汽去锅炉 5.0 MPa合成操作条件1. 反应压力：5.0MPa2. 反应温度：250~270℃ 3. 流量： 出口 699.8 kmol/h 入口 783.6 kmol/h粗甲醇去精馏甲醇合成工段工艺流低沸物回流程图低沸物预精馏塔主精馏塔 闪蒸气粗甲醇饱和蒸汽塔底残液产品甲醇
3.1 合成塔物料平衡计算
已知：年产100000吨精甲醇，每年以300个工作日计。
7
