1、北京化工大學(xué)北方大學(xué)北京大學(xué)北方學(xué)院化學(xué)工藝學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告:年產(chǎn)25萬(wàn)噸甲醇合成工藝設(shè)計(jì)學(xué)校：化學(xué)工程和材料工程學(xué)院專業(yè)：化學(xué)工程與技術(shù)班級(jí)：1203學(xué)生：沒(méi)有。120110093姓氏：邵靜教員：蔡京文獻(xiàn)評(píng)論先前的評(píng)論我畢業(yè)設(shè)計(jì)的論文是年產(chǎn)25萬(wàn)噸甲醇的合成工藝設(shè)計(jì)。隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展，甲醇是一種應(yīng)用廣泛的重要有機(jī)化工原料。甲醇工業(yè)生產(chǎn)對(duì)其他相關(guān)行業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要意義。隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展，21世紀(jì)的化工產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整，精細(xì)化工的主導(dǎo)地位日益凸顯。近幾十年來(lái)，特別是隨著我國(guó)甲醇工業(yè)的發(fā)展，生產(chǎn)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，下游產(chǎn)品種類不斷增加，社會(huì)需求不斷增加，能源消耗也不斷增加。為了解決我

2、國(guó)石油供應(yīng)過(guò)于依賴進(jìn)口的能源安全問(wèn)題，解決機(jī)動(dòng)車排放的一氧化碳、碳?xì)浠衔锖偷趸锏膰?yán)重污染，本文綜述了國(guó)內(nèi)外甲醇的研究現(xiàn)狀、煤制甲醇催化劑的選擇以及甲醇的意義。甲醇在我們的生活中越來(lái)越受到重視。甲醇是C1化學(xué)的基本物質(zhì)，也是重要的有機(jī)化工原料。它也是一種清潔高效的汽車材料和高功率燃料電池的原材料。主要用于精細(xì)化工、塑料等領(lǐng)域，可用于制造各種有機(jī)產(chǎn)品，如甲醛、醋酸、合成橡膠、甲胺、對(duì)苯二甲酸二甲酯、苯基苯甲酸甲酯、氯甲烷、醋酸、甲基叔丁基醚、氯甲烷、甲基氨、硫酸二甲酯等。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源和環(huán)境問(wèn)題日益突出，甲醇作為燃料的比例越來(lái)越大。近20年來(lái)，甲醇生產(chǎn)發(fā)展迅速，技術(shù)不斷提高，生

3、產(chǎn)規(guī)模逐年擴(kuò)大，生產(chǎn)工藝逐漸成熟，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)不斷提高。特別是近年來(lái)甲醇汽油和柴油的開發(fā)和應(yīng)用，使其作為替代燃料在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。甲醇在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中起著非常重要的作用。近年來(lái)，隨著甲醇產(chǎn)品的發(fā)展，特別是甲醇燃料的推廣應(yīng)用，對(duì)甲醇的需求大大增加。一、國(guó)內(nèi)研究綜述1.甲醇生產(chǎn)現(xiàn)狀世界各地的甲醇生產(chǎn)主要以天然氣為原料。2006年，世界甲醇總產(chǎn)量為4695萬(wàn)噸/年。從2007年到2010年，全球甲醇產(chǎn)能年增長(zhǎng)率為4.5% 5.0%，到2010年，產(chǎn)能將達(dá)到5800萬(wàn) 6000萬(wàn)噸/年。自本世紀(jì)初以來(lái)，新的裝置集中在中東、拉丁美洲和東亞，這些地區(qū)擁有豐富的天然氣資源，尋求以成本優(yōu)勢(shì)占領(lǐng)市場(chǎng)。

4、工廠的規(guī)模也呈現(xiàn)大規(guī)模的趨勢(shì)(5000 12000噸/日)。世界甲醇生產(chǎn)模式的變化導(dǎo)致消費(fèi)模式的巨大變化。美國(guó)、歐洲和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)的甲醇消費(fèi)量已逐漸從自給自足轉(zhuǎn)變?yōu)橐蕾囘M(jìn)口。中國(guó)也已成為世界甲醇生產(chǎn)商的目標(biāo)市場(chǎng)。中國(guó)甲醇工業(yè)的發(fā)展中國(guó)甲醇工業(yè)始于20世紀(jì)50年代，主要依靠前蘇聯(lián)的援助，采用高壓鋅鉻催化劑從煤中合成甲醇。1957年，吉林化工公司第一套高壓法鋅鉻催化劑甲醇合成裝置投產(chǎn)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為100t/d，隨后在蘭州、太原和Xi安投產(chǎn)。20世紀(jì)60年代，上海吳涇化工廠建立了自己的以焦炭和石腦油為原料的甲醇廠；同時(shí)，南京化學(xué)工業(yè)公司研究院開發(fā)了中壓銅基甲醇催化劑，推動(dòng)了中國(guó)特色氨甲醇聯(lián)

5、產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。自2002年初以來(lái)，下游需求和生產(chǎn)成本的增加有力地推動(dòng)了中國(guó)甲醇市場(chǎng)的發(fā)展，甲醇價(jià)格呈現(xiàn)出穩(wěn)步上升的趨勢(shì)。甲醇市場(chǎng)價(jià)格漲幅最高超過(guò)100%，甲醇生產(chǎn)利潤(rùn)相當(dāng)豐厚。效益好的廠家每噸凈利潤(rùn)超過(guò)1000元。因此，甲醇生產(chǎn)企業(yè)紛紛擴(kuò)建和新建，這使得中國(guó)的甲醇產(chǎn)能急劇增加。隨著甲醇生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)的甲醇生產(chǎn)技術(shù)越來(lái)越高，生產(chǎn)工藝逐漸成熟，生產(chǎn)規(guī)模逐漸擴(kuò)大。特別是甲醇、柴油和汽油的出現(xiàn)，已經(jīng)成為一種經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上的替代燃料2.國(guó)內(nèi)甲醇生產(chǎn)現(xiàn)狀22002年，中國(guó)甲醇產(chǎn)能達(dá)到450萬(wàn)噸，產(chǎn)量231萬(wàn)噸，進(jìn)口量180萬(wàn)噸，出口量1000萬(wàn)噸，表觀消費(fèi)量410萬(wàn)噸，占市場(chǎng)需求的56%；2003年生

6、產(chǎn)能力為5000萬(wàn)噸，產(chǎn)量為3000萬(wàn)噸，進(jìn)口量為1400萬(wàn)噸，出口量為5000萬(wàn)噸，表觀消費(fèi)量為435萬(wàn)噸，占市場(chǎng)需求的69%。2004年生產(chǎn)能力達(dá)到7Mt，產(chǎn)量為4.4Mt，進(jìn)口量為1.36Mt，出口量約為30 mt，表觀消費(fèi)量為5.73Mt，占市場(chǎng)需求的77%；2005年生產(chǎn)能力10Mt，產(chǎn)量5 Mt，進(jìn)口量1.15 Mt，表觀消費(fèi)量615 Mt，占市場(chǎng)需求的80%。2006年上半年，中國(guó)共生產(chǎn)了340萬(wàn)噸甲醇，比2005年同期增長(zhǎng)了29.7%。2006年下半年，200萬(wàn)噸新甲醇裝置相繼建成投產(chǎn)，使2006年中國(guó)甲醇產(chǎn)量超過(guò)700萬(wàn)噸大關(guān)，比2005年增加200萬(wàn)噸。與此同時(shí)，2006年

7、，中國(guó)的甲醇需求仍將保持高增長(zhǎng)率，其消費(fèi)量將超過(guò)700萬(wàn)噸，創(chuàng)歷史新高。2006年，中國(guó)(主要是韓國(guó))的甲醇出口量超過(guò)100萬(wàn)噸。中國(guó)已成為世界第二大甲醇消費(fèi)國(guó)和甲醇產(chǎn)量增長(zhǎng)最快的國(guó)家，并將繼續(xù)高速發(fā)展。2008年，產(chǎn)能達(dá)到2338萬(wàn)噸。2009年，產(chǎn)能增加379萬(wàn)噸，總產(chǎn)量達(dá)到2717萬(wàn)噸。2010年，中國(guó)甲醇產(chǎn)能增長(zhǎng)38.26%，總產(chǎn)能達(dá)到3756.5萬(wàn)噸。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局網(wǎng)站數(shù)據(jù)，2010年產(chǎn)量為1575.26萬(wàn)噸，是1990年63.97萬(wàn)噸的24.62倍。2010年，中國(guó)甲醇生產(chǎn)企業(yè)近200家，生產(chǎn)能力3756.5萬(wàn)噸/年，產(chǎn)量1575.26萬(wàn)噸。表1 2002-2014年國(guó)內(nèi)甲醇生產(chǎn)和

8、消費(fèi)情況3年容量/10，000噸/年產(chǎn)量/萬(wàn)噸進(jìn)口/10，000噸出口量/萬(wàn)噸表觀消耗量/10，000噸200238231.1879.96.088411.72003500298.17840.1516.08433.92004600440.14645.8335.29573.22005955.9651.15936.053.45782.520061365886112.1973.00979.720071697121884.556.271246.2200823381285143.3040.781391.6200926281130528.1080.381657.4201038401752518.195.24

9、2269.7201146542627573.420.393195.820125149.13129500.611.733622.420135696.23584.48475.7785.213993.320146860.45358.7433.7324.934717.03.到目前為止，國(guó)內(nèi)學(xué)者的研究主要集中在以下幾個(gè)方面：(1)煤制甲醇項(xiàng)目煤氣化技術(shù)選擇馮、鄭明峰、尹曉輝和張軍池(2014)解釋了發(fā)展煤炭的重要性姜波(2014)在煤制甲醇項(xiàng)目的煤氣化技術(shù)選擇 5中闡述了煤制甲醇項(xiàng)目的工藝技術(shù)，并對(duì)BGL氣化技術(shù)、多噴嘴對(duì)置式氣化技術(shù)和殼牌干粉煤氣化技術(shù)進(jìn)行了對(duì)比分析，以尋找最適合的煤制甲醇技術(shù)。(2)

10、甲醇制汽油穆建軍(2011)采用關(guān)于如何進(jìn)行煤制甲醇項(xiàng)目的煤氣化技術(shù)選擇工作的探究 6中理論與實(shí)踐相結(jié)合的方法，將項(xiàng)目評(píng)價(jià)方法和工程建設(shè)項(xiàng)目管理的相關(guān)知識(shí)理論應(yīng)用于山西煤炭集團(tuán)MTG項(xiàng)目建設(shè)的評(píng)價(jià)中，詳細(xì)分析了影響MTG項(xiàng)目建設(shè)的各種主要因素，將項(xiàng)目基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析與工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，進(jìn)行了詳細(xì)分析，綜合評(píng)價(jià)了甲醇合成油項(xiàng)目(MTG項(xiàng)目)的發(fā)展前景。、袁鳳珍、趙(2011)介紹了甲醇制汽油項(xiàng)目的發(fā)展前景研究 7中固定床工藝、流化床工藝、多管反應(yīng)器和一步甲醇制汽油()的工藝特點(diǎn)和工藝流程，并對(duì)幾種工藝進(jìn)行了比較。二、國(guó)外研究綜述1.國(guó)外甲醇生產(chǎn)現(xiàn)狀甲醇是世界上流通的大宗產(chǎn)品。中國(guó)、歐洲和北美是甲醇

11、最重要的需求地區(qū)，其貿(mào)易量約占全球甲醇貿(mào)易的3/4。目前，全球甲醇行業(yè)的主要貿(mào)易流是南美產(chǎn)品流向北美市場(chǎng)，對(duì)其他地區(qū)的影響相對(duì)較弱；考慮到東方和西方市場(chǎng)，中東產(chǎn)品流向歐洲和東北亞，是全球甲醇市場(chǎng)的主要供應(yīng)商；此外，東北亞部分甲醇來(lái)自東南亞市場(chǎng)，但數(shù)量較少。中東和南美是主要的出口地區(qū)，而東亞、西歐和北美是主要的進(jìn)口地區(qū)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2013年全球有效甲醇產(chǎn)能為1207萬(wàn)噸/年，產(chǎn)能主要集中在中國(guó)、中東、南美和東歐部分地區(qū)，其中中國(guó)約4900萬(wàn)噸/年，中東1610萬(wàn)噸/年，美國(guó)1360萬(wàn)噸/年，占全球甲醇產(chǎn)能的三分之二以上。除了整合了生產(chǎn)和需求的中國(guó)，這兩個(gè)地區(qū)都主要是出口，很少在當(dāng)?shù)叵状肌１?

12、2013年國(guó)際甲醇供需情況3有效容量/10，000噸/年產(chǎn)量/10，000噸需求量/10000噸進(jìn)口量/萬(wàn)噸出口量/萬(wàn)噸凈進(jìn)口量/10，000噸全球的1207076757676270327030非洲330235205220-215歐洲8006401010560190370美國(guó)13601080870590800-210亞16101330298681100-1032亞洲7970439032814803921088印度603014013020110東北亞地區(qū)733038905078119021188東南亞5804700260160370-2103.到目前為止，國(guó)外學(xué)者的研究主要集中在以下幾個(gè)方面：(

13、1)在甲醇制汽油工藝概述 8中，任光(2010)總結(jié)并比較了國(guó)外甲醇合成工藝中的5種煤氣化技術(shù)：HTW流化床氣化工藝、德士古水煤漿氣化工藝、SCGP氣化工藝、GSP干煤粉氣化工藝和魯奇塊煤加壓氣化工藝。(2)KungHH(1980) 煤制甲醇過(guò)程中煤氣化技術(shù)的選取 9描述了低溫和高轉(zhuǎn)化率下甲醇的合成過(guò)程。(3) Cybulski A，Edvinsson R，Irandoust S等(1993)，在CatalM.Rev 10中描述了液相低溫法合成甲醇的過(guò)程。(4)化學(xué)。英語(yǔ)M。(紐約)(1981) 11簡(jiǎn)要介紹了低溫漿態(tài)床甲醇合成技術(shù)，該技術(shù)具有單程轉(zhuǎn)化率高、甲醇含水量低、能耗低等優(yōu)點(diǎn)。(5)劉

14、勇，早川，田田，等(2003) .Liquid-phase methanol synthesis:modeling of a monolithic reactorJ.Chem.Eng.Sci, 12發(fā)現(xiàn)CuO/CeO2是一種非常有效的甲醇水蒸氣重整反應(yīng)催化劑。(6) Eswaramorthi，Dalai A K. (2009) Steam reforming a methanol over Cu/CeO2 catalysts studied in comparisor with Cu/ZnO and Cu/Zn(Al)O catalystsJ. Top Catal 13描述了大面積SBA-15

15、載體的水熱合成，其甲醇轉(zhuǎn)化率和H2選擇性隨著鈀負(fù)載量和反應(yīng)溫度的增加而增加。(7)Kanshi Kansha，Masanori Ishizuka，宋春鋒，Tsushi Tsummi(2014)在A comparative study on the performance of mesoporous SBA-15 supported Pd-Zr catalysts in partial oxidation and steam reforming a methanol for hydrogen productionJInt J Hydrogen Energy 14中開發(fā)了一種稱為自熱回收技術(shù)的創(chuàng)新工藝設(shè)計(jì)技術(shù)，這種技術(shù)可節(jié)約能源。采用這種技術(shù)，整個(gè)過(guò)程的熱循環(huán)中沒(méi)有熱量增加，從而節(jié)省了大量能源。從節(jié)能角度出發(fā)，研究了自熱回收技術(shù)應(yīng)用于甲醇合成工藝的可行性。并提出了一種新的甲醇合成工藝。第三，t甲醇產(chǎn)業(yè)將按照?qǐng)@區(qū)化、集約化、循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展模式，加快發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，不斷提高產(chǎn)業(yè)集中度，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。到2015年，中國(guó)甲醇總產(chǎn)能控制在5000萬(wàn)噸，甲醇企業(yè)數(shù)量控制在150家以內(nèi)