甲醇业发展前景甲醇业发展前景

甲醇业发展前景
甲醇业发展前景

甲醇合成工艺的选用通过对甲醇合成原料、催化剂及合成方法等多方面进行优缺点对比,为我公司列入安徽省“861”行动计划和安徽省“十一五”重大项目计划———1 700 kt/a甲醇及转化烯烃项目一期暨600 kt/a甲醇、200 kt/a二甲醚工程甲醇合成工艺技术的选择提供决策.1 原料选择生产甲醇的原料大致有煤、石油、天然气和含H2、CO (或CO2)的工业废气等.早期以煤为主要原料生产水煤气合成甲醇.从20世纪50年代开始,天然气逐步成为制造甲醇的主要原料,具有工艺流程简单、输送方便、成本低等优点,据估算,其投资约是以煤为原料投资的50%,成本也只有其50%.目前全球甲醇总产量中约有70%左右是以天然气为原料合成的.其实,利用工业废气(如乙炔尾气或乙烯裂解废气)生产甲醇更为经济,但量能受到限制.以不同的原料制取甲醇的经济效果如表1 (以褐煤为100)所示.可见,以煤为原料生产甲醇的装置投资要高于天然气、乙炔尾气和焦炉气.但随着石油和天然气供给紧张、价格上涨,如果选用廉价的粉煤为原料生产甲醇,会使生产成本大大降低.合成甲醇原料气的生产工艺技术选择应根据当地的原料资源状况来确定,淮化地处淮南,本地煤资源相对比较丰富,所以加大对淮南煤的技术研究,尽可能利用本地煤炭资源,就可以最大限度地减少投资,较好地利用资源.2 合成催化剂选择甲醇合成工艺目前总的趋势是由高压向低、中压发展,而低、中压流程所用的催化剂都是铜基催化剂.铜基催化剂与锌铬催化剂的优缺点比较如表2,两者合成甲醇平衡时合成塔出口甲醇摩尔分数比较如表3,不同氧化物组成的铜基催化剂的合成反应参数如表4 (反应气组成为H2+CO+CO2+CH4).3 合成工艺比较(1)高压法(19·6~29·4 MPa)是最初生产甲醇的方法,采用锌铬催化剂,反应温度360~400℃.随着脱硫技术的发展,高压法也在逐步采用活性高的铜系催化剂来改善合成条件以增产提效.高压法虽有70多年的历史,但由于原料及动力消耗大,反应温度高,生成粗甲醇中有机杂质含量高,且投资大,成本高,长期以来发展处于停滞状态.(2)低压法(5·0~8·0 MPa)是20世纪60年代后期发展起来的甲醇合成技术,选用高活性的铜系催化剂.铜系催化剂的活性明显高于锌铬催化剂,反应温度低(240~270℃),在较低的压力下可获得较高的甲醇收率,选择性好,副反应少,从而改善了合成的甲醇产品的质量,降低了原料的消耗.此外,由于压力低,不仅动力消耗比高压法降低很多,而且工艺设备的制造也比高压法容易,投资得以降低.因此低压法比高压法优越性显著.(3)中压法(9·8~13·0MPa)是随着甲醇工业规模的大型化(目前已有日产3 000 t的装置甚至更大单系列装置),为了减小工艺管道和设备,在低压法的基础上适当提高合成压力发展起来的甲醇合成技术.中压法仍采用高活性的铜系催化剂,反应温度与低压法相同,它具有与低压法相似的优点,但由于提高了压力,相应动力消耗略有增加.目前世界上新建或扩建的甲醇装置几乎都采用低压法或中压法,其中尤以中压法为最多.4 合成塔性能比较甲醇合成是甲醇生产的关键工序,甲醇合成塔又是合成工序的关键设备.表5为几种典型甲醇合成塔的性能对比.在这些合成塔中,Lurgi管壳式等温合成塔、ICI多段冷激塔以及Linde螺旋蛇管等温合成塔是工业化应用最广泛的.因为每种塔型都有自己合适的温度、压力等方面的要求,设计时需要根据特定要求来选择特定的塔型,保证设计的合理性和可行性,以获得较好的经济效益.近年来,甲醇合成装置趋向大型化,设备利用率和能源利用率较好,可以节省单位产品的投资和降低产品的成本.不同规模甲醇装置投资与产品成本估算见表6,不同规模的煤制甲醇装置的投资与产品成本估算见表7.数据显示,随生产能力的增加,装置的单位产品投资和成本递减缓慢,因此对生产规模的选择亦非越大越好.5 结语(1)我国煤炭资源丰富,以煤为原料制取甲醇合成原料气是甲醇生产的最好选择.我公司地处淮南,本地煤资源相对来说比较丰富,所以加大对淮南煤的技术研究,尽可能利用本地煤炭资源,可以最大限度地减少投资.(2)低压法合成设备比较庞大,不适合大型工业化,因此我公司大型化甲醇生产采用中压法为宜.(3)铜基催化剂活性温度低,选择性高,是最佳的中、低压法催化剂.(4)从能量最佳