初步设计说明书

尾气深度脱硫制甲硫醇项目-初步设计说明书目录第一章 总论11.1项目概况11.2设计依据和原则21.2.1设计依据21.2.2设计指导思想和原则21.3产品方案31.3.1产品方案及产品规格31.4工艺特点3第二章 原料与产品42.1 硫化氢制甲硫醇原料42.1.1 硫化氢42.1.2 甲醇52.1.3 甲硫醇72.2市场预测分析112.2.1全球市场分析112.2.2国内市场预测分析122.3副产品132.3.1甲硫醚132.4产品营销152.4.1营销理念152.4.2 产品策略152.4.3 价格策略162.4.4营销策略162.4.5网络营销172.4.6售后服务17第三章 厂址选择和总图运输193.1厂址选择193.1.1选址依据193.1.2选址原则193.1.3方案选择193.1.4工业园区概述223.1.4.1地理位置233.1.4.2地形地貌233.1.4.3自然条件243.1.4.4气候条件253.1.4.5交通运输条件263.1.5基础建设优势273.1.5.1供水273.1.5.2供电273.1.5.3供热283.1.5.4燃气283.1.5.5消防283.1.5.6安全工程283.1.6总结283.2工厂总平面设计293.2.1设计依据293.2.2总平面布置的一般规定293.2.3厂区结构333.2.4竖向布置423.2.5厂区绿化433.2.6总图设计主要指标443.2.7总图布置遵循的标准及安全距离463.2.7.1 厂房的火灾危险类别划分46第四章 工艺路线的选择514.1概述514.2脱硫工艺比较524.2.1常见的干、湿法烟气脱硫技术524.2.2脱硫工艺比较544.3深度脱硫工艺选择554.3.1超级克劳斯、超优克劳斯硫回收工艺564.3.2萨费林脱硫工艺574.3.3低温SCOT脱硫工艺584.3.4 Shell-Paques生物脱硫工艺604.3.5WSA工艺604.4工艺方案的投资比较614.5工艺方案的比选确认62第五章 化工工艺与流程模拟675.1 化工工艺系统675.1.1项目概述675.1.2设计概述685.2 工艺流程的模拟695.2.1 总流程模拟695.2.2 尾气处理转化工段715.2.3 甲硫醇生成工段725.2.4 甲硫醇精制工段735.3 工艺流程的模拟745.3.1 概述745.3.2 反应器的模拟755.3.2.1.R101反应器的模拟755.3.2.2 R201反应器的模拟775.3.3 反应物分离的模拟785.3.3.1 T301深冷分离塔的模拟785.3.3.2甲硫醇初步分离塔T302的模拟805.3.3.3 甲醇水分离塔T303的模拟805.3.3.4 甲硫醇精制塔(T304)的模拟815.4工艺流程的优化825.4.1 深冷分离塔（T301）的优化835.4.1.1塔板数的优化835.4.1.2进料塔板位置的优化845.4.1.3回流比的优化855.4.2初步分离塔（T302）的优化865.4.2.1 塔板数的优化865.4.2.2进料塔板位置的优化875.4.1.3回流比的优化885.4.3甲醇精制塔（T303）的优化885.4.3.1塔板数的优化895.4.3.2进料板位置的优化895.4.3.3回流比的优化905.5 物料衡算与能量衡算915.5.1 物料衡算915.5.1.2物料衡算的意义915.5.1.2 物料衡算的任务925.5.1.3物料衡算遵循的原则925.5.1.4 系统物料衡算935.5.2 能量衡算935.5.2.1能量衡算的目的935.5.2.2 能量衡算的任务935.5.2.3 能量衡算遵循的原则945.5.2.4系统能量衡算94第六章 能量集成与节能946.1 换热网络技术概述946.2 换热网络合成的目标956.3 夹点技术设计准则966.3.1夹点技术与定义966.3.2 物流数目准则966.4 换热网络集成976.4.1 工艺物流信息的提取976.4.2 夹点温度的确定986.5 换热网络的构建和优化1006.5.1手动匹配换热网络最终方案1006.5.2换热网络对比1016.5.3换热网络的比较和选择1036.5.4其他节能措施103第七章 设备选型与典型设备计算1047.1反应器设计1047.1.1概述1047.1.2反应器选型（以R201为例）1057.1.2.1釜式反应器1057.1.2.2管式反应器1057.1.2.3流化床反应器1067.1.2.4固定床反应器1077.1.3催化剂1087.1.3.1催化剂的选择1087.1.3.2甲硫醇的收率和选择性1087.1.4反应原理1097.1.4.1反应方程式1097.1.4.2反应器的进料1097.1.4.3反应机理1097.1.5反应条件1107.1.6物料衡算1107.1.7化学反应动力学1127.1.8 反应器工艺设计1147.1.8.1空时的选择1147.1.8.2反应器体积的计算1147.1.8.3层床压力降计算1157.1.8.4热量衡算1167.1.9 反应器结构设计1227.1.9.1反应器壳体内径设计1227.1.9.2 折流板的设计1237.1.9.3 反应器壳体壁厚设计1237.1.10反应器接管设计1257.1.11反应器封头设计1277.1.12反应器支座设计1277.1.13反应器高度设计1277.1.14反应器拉杆设计1287.1.15反应器接管法兰设计1287.1.16反应器管板、管箱、反应列管的连接结构设计1297.1.15.1壳体与管板的连接结构1297.1.15.2管箱与管板的连接结构1307.1.15.3反应管与管板的连接结构1307.1.15.4管板法兰及管板的结构设计1307.1.17使用SW6-2011详细计算1307.1.18反应器R201设计条件及结果1477.1.19反应器R201装配图1487.2塔设备选型1497.2.1 塔设备(T301)设计及选型1497.2.1.1塔设备选型及设计依据1497.2.1.2 塔设备简介1497.2.1.3 塔设备选型1507.2.1.4 塔盘的种类与选型1527.2.2 浮阀塔的工艺设计1547.2.3塔板流体力学验算1647.2.4 CUP-TOWER设计水力学校核1707.2.5塔机械工程设计1777.2.6深冷分离塔T301装配图1927.3换热器的设计1927.3.1 换热器设计依据1927.3.2换热器机械设计1967.3.2.2 物性参数的确定1977.3.2.3 总传热系数的计算1987.3.2.4传热面积的计算1987.3.2.5工艺结构尺寸1997.3.2.6 换热器核算2017.3.3换热器的主要结构尺寸和计算结果表2047.3.4设备设计条件图2047.3.5换热器校核2057.4气液分离器的设计2667.4.1设计依据2667.4.2气液分离器（F2）的设计2667.4.2.1设计任务2667.4.2.2分离器类型的选择2667.4.2.3立式重力分离器的尺寸设计2677.5储罐及回流罐的选型2697.5.1储罐设计选型依据2697.5.2 选型简述2697.5.3 选型原则2697.5.3.1立式平底筒形储罐的选型方法2707.5.3.2球形储罐的选型方法2707.5.4 储罐设计的一般程序2707.5.5原料储罐的选型2717.5.5.1甲醇储罐2717.5.6产品储罐的选型2727.5.6.1甲硫醇储罐2727.5.7 回流罐的设计2737.5.7.1回流罐选择依据2737.5.7.2工艺要求2737.6泵的选型2747.6.1 泵的选型原则2747.6.2 泵的选型依据2757.6.3 具体泵的选型2767.6.4 泵的选型计算2767.7压缩机选型（以Y201为例）2817.7.1概述2817.7.2 选型原则2827.7.3 选型介绍282第八章 自动控制及仪表2818.1概况2818.1.1化工生产常用仪表2818.1.2单元组合仪表的选择2828.1.3控制系统2838.2设备控制方案2848.2.1泵的基本控制方案2848.2.2压缩机的基本控制方案2868.2.3换热器的基本控制方案2918.2.4反应器的基本控制方案2968.2.5精馏塔的基本控制方案2978.2.6储罐的基本控制方案3038.3公用工程建设及控制方案3078.3.1循环冷却水系统3078.3.2蒸汽系统3088.4紧急停车系统ESD3098.5危险性分析与可操作性研究（HAZOP）3108.5.1 HAZOP分析概况3108.5.2 HAZOP的基本原理3118.5.3 HAZOP分析的过程3118.5.4 HAZOP分析的节点与划分3128.5.5 HAZOP分析的工艺引导词3138.5.6 HAZOP分析的常用方法3148.5.7 HAZOP分析应用3148.6动态模拟与优化3208.6.1丙烯酸精制塔动态模拟320第九章 布置与配管3229.1设计依据3229.2车间布置3229.2.1概述3229.2.2厂房布置3249.2.3单元设备布置方法3299.3管道设计与布置3359.3.1总述3359.3.2设计依据3369.3.3管道设计3369.3.4管道布置3439.3.5管道布置典型设计347第十章 分析化验35310.1 分析化验设计说明35310.2 分析化验设计规定35310.3 分析化验设计原则35410.4 分析化验室规模、组成和面积确定35410.5 产品的分析化验35510.5.1甲硫醇技术要求35510.5.2甲硫醚的技术要求35610.6 分析方法概述35710.7 甲醇的分析化验357第十一章 公用工程36011.1公用工程系统36011.1.1公用工程设计依据36011.1.2公用工程设计原则36011.2公用工程概述及来源分析36211.2.1规格和用量36211.2.2主要公用工程来源分析36311.2.2.1供水36311.2.2.2供电36311.2.2.3供热36311.2.2.4供煤364第十二章 给水排水工程36512.1 概述36512.2 设计依据36512.2.1厂址气候、水文情况36512.2.2 设计规范及标准36712.3 设计原则36712.4 给水系统36812.4.1 冷却软水子系统36912.4.2 生活供水子系统36912.4.3 防供水子系统37012.5 排水系统37112.5.1 排水系统设置37112.5.2 生活生产污水排水系统37112.5.3 雨水排水系统37212.5.4 排水方式37212.6节水措施373第十三章 供电和电讯37413.1设计范围37413.2设计依据37413.3 设计原则37513.3.1 供电可靠性37613.3.2 操作方便，运行安全灵活37613.3.3 经济合理37613.3.4 具有发展的可能性37613.4 电力负荷性质37613.4.1 一级负荷37613.4.2 二级负荷37613.4.3 三级负荷37713.4.4 本厂各级负荷说明37713.5供电电源37713.6 供电方案选择37713.6.1 配电室37713.6.2 控制方案37813.7 电气设备37813.8 电缆敷设37913.9 照明系统37913.9.1 室内照明37913.9.2 室外照明38013.9.3 应急照明38013.9.3.1 应急照明出口标志灯38013.9.3.2 应急照明疏散指示标志灯38013.9.3.3 应急照明疏散通道的疏散照明38013.10防雷及接地38113.10.1 防雷系统38113.10.2 接地系统38213.11 电讯系统382第十四章 土建工程38414.1 设计依据38414.1.1 标准及规范38414.1.2 项目特点38414.1.3设计原则38514.1.3设计方案38514.2 建筑工程38614.2.1 建筑材料38614.2.2结构设计及相应措施38614.2.3对有特殊要求的建、构筑物所采取的建筑措施38614.3 结构工程38714.3.1 结构型式38814.3.2 基础方案38814.3.3 特殊的结构措施38814.4安全疏散39014.5 厂区布置小结390第十五章 能耗与节能计算39315.1 项目能耗计算39315.1.1 能耗指标39315.1.2能耗比较39415.1.3 能源选择合理性分析39515.2节能措施39515.2.1 节水39515.2.1.1节水途径39515.2.1.2 节水措施39515.2.2节能39615.2.2.1 换热网络设计与热集成39615.2.2.2设备选用39615.2.2.3采暖通风节能39715.2.2.4 其他节能措施397第十六章 储运系统39916.1 设计依据39916.2 设计概述39916.3 储罐区39916.3.1 储罐设置方案39916.3.2 储罐辅助设施40116.3.3 储存注意事项40116.3.3.1 储罐间距40116.3.3.2 防火设计40116.3.3.3 防雷设计40216.3.3.4 防静电设计40216.3.3.5 防爆设计40216.3.3.6 防毒设计40216.3.3.7 氮封注意事项40216.4 管廊运输40316.5 装卸区设计40316.6 厂区内运输路线设计40316.7 包装运输40316.7.1甲硫醇包装403第十七章 采暖通风及空气调节40517.1 厂址所在地气候条件40517.2 设计参数40717.3 设计标准40717.4 设计范围及目标40717.4.1 设计范围40717.4.2 设计目标40817.5 采暖设计40817.5.1 设计原则40817.5.2采暖标准40917.5.3 采暖介质41017.6 通风41017.6.1 通风概述41017.6.2 通风设计41117.6.2.1 自然通风41117.6.2.2 机械通风41117.6.2.3 局部通风41217.6.2.4 通风柜41217.7 空气调节41217.7.1 空气调节概述41217.7.2 送风温差和换气次数41317.7.3 空气调节冷热源41317.7.4 防爆空调41317.7.5 空调节能413第十八章 维护与维修41518.1 设计说明41518.1.1 概述41518.1.2 TPM定义41518.1.3 TPM特点41518.2 设计依据41518.3 设计原则41618.4 维修体制41618.5维修途经41618.5.1注重平时的保养41618.5.2采用先进的检测技术41618.5.3适时适量采购配件，保证配件的供应41718.5.4建立专业化、系统化的维修队伍41718.5.5努力做到“绿色维护”41718.6 设备维护41718.6.1 设备维护目的41718.6.2 设备维护内容41718.6.3 设备维护工作程序41918.6.3.1 设备维护原则41918.6.3.2设备日常维护41918.6.3.3设备的定期保养42018.6.3.4 设备的季节性保养42018.6.3.5 使用工程故障维修42018.7 设备维修42118.7.1 设备维修体制42118.7.2 设备维护检修42118.7.2.1 检修前准备42118.7.2.2 检修前的安全教育42118.7.2.3 维护检修42218.8 检修举例42318.8.1 高危设备的安全检修要求42318.8.2 特种设备检修要求42318.8.3特种设备检修要求42318.8.4压力容器、管道的定期检修42418.8.5泵的检查与处理42418.9 维修人员工作职责42518.10 维修管理426第十九章 消防专章42819.1 设计依据42819.1.1 法律法规42819.1.2 设计规范和标准42819.2工程概况42819.3 火灾危险性及防火措施42919.3.1 主要物质危险性分析42919.3.2 生产的火灾危险分类及耐火等级42919.4 消防系统43019.4.1 消防站43019.4.2 消防给水系统43119.4.3 泡沫灭火系统43119.4.4 火灾自动报警系统43219.4.5 可燃及有毒气体检测报警系统43219.4.6 灭火器43219.4.7 室内消防栓系统43219.5 消防管理工作43219.5.1 基础消防措施43219.5.2 厂区消防布置43319.5.3 紧急事故处理43319.5.4 其他措施43419.5.5 员工安全管理434第二十章 环境保护43520.1设计依据43520.2 主要污染源及主要污染物43620.2.1废气43620.2.2废水43720.2.3 废渣43920.2.4 噪声44020.4 绿化440第二十一章 安全44221.1 重大危险源物质分析44221.1.1硫化氢的物性分析44221.1.2甲醇的物性分析44521.1.3甲硫醇物性分析44921.1.4甲硫醚物性45221.2重大危险源分析45421.2.1温度失控45521.2.2压力失控45621.2.3流量失控45621.2.4液位失控45721.3危险性与可操作性分析（HAZOP）45721.3.1 HAZOP分析概况45721.3.2 HAZOP分析的过程45821.3.3 HAZOP分析的节点与划分45821.3.4 HAZOP分析的工艺引导词45921.3.5 HAZOP分析的结果报告46021.3.6 HAZOP分析的优缺点46721.4安全措施及建议46721.4.1 采取对策措施的基本要求和原则46721.4.2总平面布置的对策措施46721.4.2.1 与周边环境的影响46721.4.3 厂区平面布置46821.4.4工艺设备安全对策46921.4.5 自动控制安全对策47021.5 储运对策措施47021.5.1 各物质出储运要求47021.5.2 管道要求47121.5.3 罐区仪表设施47121.5.4储罐防雷接地47121.5.5 罐区注意事项47221.6 防火防爆设施对策措施47221.6.1 工艺防火、防爆对策措施47221.7 电气设施对策措施47421.7.1 消防电源及配电47421.7.2 电气和仪表控制系统47521.7.3防雷47621.7.4 防静电47721.8安全标志对策措施47721.9 劳动卫生对策措施47821.10安全管理对策措施478第二十二章工厂组织和劳动定员48222.1 工厂体制及组织机构48222.2 生产班制和劳动定员估算48222.2.1 生产班制48222.2.2 劳动定员48222.3 人员来源48422.4 人员培训484第二十三章 概算48623.1 编制依据48623.2 工程概况48623.3 项目总投资估算48723.4 总成本费用估算48823.5净现金流量489参考文献：492495第一章 总论1.1项目概况本项目是为中国河南濮阳中原大化公司设计一座年产1300吨的以煤制甲醇工艺中气化炉中粗煤气的净化尾气中的硫化氢以及尾气中的二氧化硫转化的硫化氢制甲硫醇分厂。由于甲硫醇属于硫醇有机物中相对分子质量最小的，非常活泼，易于其它物质反应构成含硫物质，是合成农药、医药、食品和合成材料等主要原料。因而甲硫醇的用途较为广泛。甲硫醇作为一种重要的有机合成中间体，在合成材料，农药，氨基酸饲料和医药等方面具有广泛的应用。20002016年，我国甲硫醇产量从几百吨/年增长到5千吨/年，增幅不大，增长速度明显远低于下游需求增幅。近年来，我国饲料蛋氨酸产业的发展大大刺激了甲硫醇的需求，年均增速为11.56%。食品添加剂是我国甲硫醇的主要消费领域，食品添加剂消费占甲硫醇消费总量的80左右，用于蛋氨酸的生产。近年来我国蛋氨酸生产能力和产量持续增长，2015年产量达到6.4万吨，拉动了甲硫醇的消费量呈快速增长的趋势。我国2015 年国内蛋氨酸全年22.2万吨供应量，有15.8万吨为进口，自给率仅29%，71% 的蛋氨酸依靠进口满足，自给率低。国内市场对蛋氨酸的需求促进了甲硫醇的需求，而且国内只有几家企业生产，产量很少，甲硫醇在我国供不应求，市场前景非常大。本项目以煤制甲醇工艺中气化炉中粗煤气的净化尾气中的硫化氢以及尾气中的二氧化硫转化的硫化氢为原料通过与来自界区的氧气、氮气、水蒸汽等辅助原料制得最终产品甲硫醇及副产品甲硫醚。同时，将废气中的硫化氢、二氧化碳和氮气进行循环再利用达到最高的原子利用率，减轻了环保压力，以达到“环保、安全”的设计理念，具有较好的前景。1.2设计依据和原则1.2.1设计依据1）2017年“东华科技陕鼓杯”第十一届大学生化工设计竞赛指导书；2）濮阳区有关供水、供电、项目征用土地意见和建设项目环境保护意见的批文及资料。3）产业结构调整指导目录（2011年本）（修正）4）化工工厂初步设计文件内容深度规定（HG/T20688-2000）；5）中华人民共和国环境保护法和中华人民共和国劳动安全法等相关的国家法律、法规；6）发改投资20061325号建设项目经济评价方法与参数(第三版)；7）相关经济、技术分析文献、专利等。1.2.2设计指导思想和原则1) 认真贯彻落实国家基本建设的有关政策、法规，合理安排建设周期，严格控制工程建设项目的生产规模和投资；2) 严格遵循现行消防、安全、卫生、劳动保护等有关规定、规范，保障生产安全顺利进行和操作人员的安全；3) 产品生产与质量指标均符合国家级地方方法的各项标准；4) 重视环境保护、安全和工业卫生，坚持科学发展观，严格执行“三废”治理、“三同时”的方针，污染物的排放必须达到规定的指标，并保证工厂安全运行和操作人员的健康不受损害；5) 做好市场调研，分析和风险性评价，降低建设成本，在环保，经济的基础上，提高企业受益和经济效益，增强项目产品在市场上的优势；6) 坚持体现“社会经济效益、环保效益和企业经济效益并重”的原则，按照国民经济和社会发展的长远规划，行业、地区的发展规划，在项目调查、选择中对项目进行详细全面的论证。1.3产品方案1.3.1产品方案及产品规格该项目的主要产品有甲硫醇，主要副产品有甲硫醚。年产量及产品规格见表1-1。表1-1产品方案一览表产品名称规格（%）级别产量（吨/年）单价（万元/吨）主要产品甲硫醇99.9%优等品130020主要副产品甲硫醚99.5%优等品1111.4工艺特点本项目是为中原大化集团公司设计一座1300万吨/年的甲硫醇分厂。国内目前一种处理含硫尾气的方法是用克劳斯法将硫化氢制成硫磺，但硫的回收率不高，回收硫的质量也不高，国内70多套克劳斯法硫回收装置中只有17套满足国家尾气排放标准；也有一些厂家直接用硫化氢制硫酸，硫酸价格持续低迷，企业的经济效益得不到保证。硫化氢是许多精细硫化工产品的重要原料，合理利用硫化氢资源制备甲硫醇之类高附加值的产品，即可保护环境，又可以获得巨大的经济效益。甲硫醇合成方法很多，其中利用硫化氢制备甲硫醇的工艺主要有：硫化氢-甲醇气相合成法、硫化氢-甲硫醚合成法、一氧化碳（二氧化碳）-硫化氢催化反应合成法等。甲醇是常见的原料，可直接由中原大化工厂提供，不需要向其他工厂购买。硫化氢-甲醇气相合成法工艺，以硫化氢和甲醇为原料，使原料达到了极高的利用率，甲醇转化率高，甲硫醇收率高，工艺绿色环保，科技含量高。工艺要求不高，反应条件温和，催化剂无污染，是高效节能的清洁工艺。生产废水由处理车间处理达标后供工厂循环利用，体现了清洁环保理念。第二章 原料与产品2.1 硫化氢制甲硫醇原料2.1.1 硫化氢该项目采用的原料是来自河南中原大化厂的煤制甲醇过程中所产生的尾气中的硫化氢和二氧化硫（将二氧化硫转化为硫化氢）。硫化氢（H2S）是无色有臭鸡蛋味的毒性气体。分子量为34.08，比重1.19，沸点-60.2，熔点-83.8，自燃点260，溶于水，0时水中可溶437ml硫化氢，40时，可溶180ml硫化氢。硫化氢也溶于乙醇，汽油，煤油，原油中。溶于水后生成氢硫酸。硫化氢的化学性质不稳定，在空气中容易爆炸。爆炸极限为4.345.5%（体积）。它能使银，铜及其他金属制品表面腐蚀发黑，与许多金属离子作用，生成不溶于水或酸的硫化物沉淀。随着国际社会对环境保护高度关注和新能源技术的发展，对硫化氢的利用模式也提出了新的思路：从传统的能源化利用转向更为清洁环保高效的资源化利用。以硫化氢作为原料制取更高价值的化工产品甲硫醇。我国的甲硫醇资源尚不能自足，硫化氢的资源化利用技术的发展是一项具有重要现实意义的任务。厂区内硫化氢的成分如表 2-1 所示。表 2-1 硫化氢原料气组成成分质量分数H20.00104872H2S0.00688046SO20.00358156N20.71714444CO20.01811114H2O0.25010891CO0.00065247COS0.002472291吨煤制甲醇的过程中会产生1.25kg硫化氢和0.65kg二氧化硫尾气，园区内生产50万吨甲醇，所以每年共产生约625吨硫化氢和325吨二氧化硫，325吨二氧化硫通过低温SCOT工艺产生298吨硫化氢。因此，硫化氢每年有923吨。根据Aspen plus流程模拟结果，生产1吨甲硫醇需要0.71吨硫化氢。本园区内可利用硫化氢尾气生产1300吨甲硫醇。考虑甲硫醇市场波动和生产因素影响，拟定本项目甲硫醇生产规模为1000吨，富余的硫化氢尾气在总厂进行储存，以做应急备用。2.1.2 甲醇甲醇（Methanol，CH3OH）是结构最为简单的饱和一元醇，CAS号为67-56-1或170082-17-4，分子量为32.04，沸点为64.7。因在干馏木材中首次发现，故又称“木醇”或“木精”。甲醇是无色有酒精气味易挥发的液体。人口服中毒最低剂量约为100mg/kg体重，经口摄入0.31g/kg可致死。用于制造甲醛和农药等，并用作有机物的萃取剂和酒精的变性剂等。甲醇的主要应用领域是生产甲醛，甲醛可用来生产胶粘剂，主要用于木材加工业，其次是用作模塑料、涂料、纺织物及纸张等的处理剂。甲醇另一主要用途是生产醋酸。醋酸消费约占全球甲醇需求的7%，可生产醋酸乙烯、醋酸纤维和醋酸酯等，其需求与涂料、粘合剂和纺织等方面的需求密切相关。表2-2甲醇物理性质一览表中文名称甲醇化学式CH3OH中文别名羟基甲烷、木醇、木精英文名methanol折射率（20）1.3284临界压力，KPa7.95闪点（）12.2相对密度（水=1,20）0.79分子量32.04熔点（）-97沸点（）64.7溶度参数(Jcm-3)29.532黏度0.5525燃烧热（kJ/mol）72651.自燃温度（）436熔化热（kJ/kg）98.81比热容（kJ/(kg.K),20，定压）2.51甲醇是基本有机原料之一，用于制造氯甲烷、甲胺和硫酸二甲酯等多种有机产品。也是农药（杀虫剂、杀螨剂）、医药（磺胺类、合霉素等）的原料，合成对苯二甲酸二甲酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸甲酯的原料之一。甲醇的主要应用领域是生产甲醛，甲醛可用来生产胶粘剂，主要用于木材加工业，其次是用作模塑料、涂料、纺织物及纸张等的处理剂。甲醇另一主要用途是生产醋酸。醋酸消费约占全球甲醇需求的7%，可生产醋酸乙烯、醋酸纤维和醋酸酯等，其需求与涂料、粘合剂和纺织等方面的需求密切相关。甲醇可用于制造甲酸甲酯，甲酸甲酯可用于生产甲酸、甲酰胺和其他精细化工产品，还可用作杀虫剂、杀菌剂、熏蒸剂、烟草处理剂和汽油添加剂。甲醇也可制造甲胺，甲胺是一种重要的脂肪胺，以液氮和甲醇为原料，可通过加工分立为一甲胺、二甲胺、三甲胺，是基本的化工原料之一。甲醇可合成为碳酸二甲酯，是一种环保产品，应用于医药、农业和特种行业等。可合成为乙二醇，是石化中间原料之一，可用于生产聚酯和防冻剂。可用于制造生长促进剂；可以使作物大量增产，保持枝叶鲜嫩、茁壮茂盛、在夏天也不会枯萎，可大量减少灌溉用水，有利于旱地作物的生长；可合成甲醇蛋白，以甲醇为原料经微生物发酵生产的甲醇蛋白被称为第二代单细胞蛋白，与天然蛋白相比，营养价值更高，粗蛋白含量比鱼粉和大豆高得多，而且含有丰富的氨基酸、矿物质和维生素，可以代替鱼粉、大豆、骨粉、肉类和脱脂奶粉。还用于有机合成。通常甲醇是一种比乙醇更好的溶剂，可以溶解许多无机盐。亦可掺入汽油作替代燃料使用。20世纪80年代以来，甲醇用于生产汽油辛烷值添加剂甲基叔丁基醚、甲醇汽油、甲醇燃料，以及甲醇蛋白等产品，促进了甲醇生产的发展和市场需要。甲醇不仅是重要的化工原料，而且还是性能优良的能源和车用燃料。甲醇与异丁烯反应得到MTBE（甲基叔丁基醚），它是高辛烷值无铅汽油添加剂，亦可用作溶剂。除此之外，还可制烯烃和丙烯，解决资源短缺问题。甲醇可用于生产二甲醚，二甲醚除了在日用化工、制药、农药、染料、涂料等方面有广泛的用途，还具有方便清洁、十六烷值高、动力性能好、污染少。易加压为液体、易储存等燃料性能。甲醇和二甲醚按一定比例配制而成的新型液体燃料称为醇醚燃料。它的燃烧效率和热效率均高于液化气。2.1.3 甲硫醇物理性质无色气体，有不愉快的烂菜心气味。不溶于水，溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。用于有机合成及喷气机添加剂、杀虫剂的原料、催化剂等。由甲醇和硫化氢作用，或由烯烃和硫化氢作用后分离而得。甲硫醇主要物理性质如表2-3所示：表2-3 甲硫醇物理性质一览表中文名称甲硫醇英文名称methyl mercaptan中文别名硫氢甲烷CAS号74-93-1分子式CH4S分子量48.10熔点-123.1沸点（）7.6相对密度（20）0.87临界温度（）197临界压力(KPa)7.23闪点（）-17.8燃烧热（kJ/kg）12440爆炸上限（%，V/V）21.8爆炸下限（%，V/V）3.9化学性质甲硫醇容易氧化，在氢氧钠溶液中，常温下就可被空气中的氧所氧化，生成二硫化物：2CH3SH+1/2O2CH3-S-S-CH3+H2O。甲硫醇可以与卤素反应，分析化学中就是用碘来测巯基的存在，也能与氯反应，生成硫氯化物；能与烯烃加成，生成硫醚;与炔烃加成，生成一加成物或二加成物；与羰基化合物加成，生成硫缩醛； 与甲醛、氯化氢反应，生成卤代烷硫醚： CH3SH+HCHO+HClCH3SCH2Cl+H2O。也可与苯醌加成；能与许多阳离子金属反应，生成不溶性盐；与环氧化合物反应，生成羟基硫醚。在叔胺催化剂作用下，与异氰酸酯反应，生成硫化氨基甲酸酯。本品在胺存在下与硫反应，生成三硫化物：2CH3SH+2SCH3SSSCH3+H2S。与三氯化磷反应，生成三硫代磷酸甲酯：3CH3SH+PCl3(CH3S)3P+3HCl。在氢氧化钠溶液中易水解，生成硫醇钠：CH3SH+NaOH=CH3SNa+H2O。在氢氧化钠溶液中，甲硫醇与二硫化碳反应，生成三硫化碳酸酯的钠盐：甲硫醇与二硫化碳反应，生成三硫化碳酸酯的钠盐。甲硫醇是脂肪烃中最低级的硫醇，臭味极强，阈值 0.0110-6。有催眠性，高浓度时可使中枢神经麻痺。与硫化氢一样，可使结膜及角膜受害。与生物组织中的重金属有极强的化合能力，因而可将人体所需的微量元素化合而生成惰性化合物，排出体外，反复吸入是极危险的。与皮肤接触也有刺激性，引起充血。大鼠LD5010000 mg/kg。工作场所最高允许浓度1010-6。甲硫醇有毒和强刺激性。甲硫醇易燃，有较大的燃烧危险，能与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限3.921.8%。空气中的容许浓度美国为0.5ppm (1mg/m3)。消费领域甲硫醇是重要的有机化工原料，其主要消费领域为制备蛋氨酸，农药，有机中间体，医药和其他方面。2014的消费结构为：蛋氨酸消费市场占甲硫醇消费领域的69.13%，用于农药方面占甲硫醇消费领域的17.28%，有机中间体占甲硫醇消费领域的9.88%，医药和其他生产占甲硫醇消费领域的3.71%。图2-1 甲硫醇消费领域1.蛋氨酸蛋氨酸，又称甲硫氨酸，化学名称甲硫基丁氨酸，是构成蛋白质的基本单位之一，是必需氨基酸中唯一含有硫的氨基酸。在饲料工业中，蛋氨酸作为补充禽畜合成蛋白质的主要氨基酸之一。由于甲硫醇与蛋氨酸的关系紧密，全球大型甲硫醇生产装置都配套下游蛋氨酸生产。2015年全球蛋氨酸理论产能为153.4万吨，2015年全球蛋氨酸的实际供应量为 116.5万吨。其中赢创、安迪苏、诺伟司和住友四大寡头拥有2015年全球蛋氨酸产能的 90.2%占2015年全球供应量的92.9%。目前蛋氨酸生产基地分布在欧洲、北美洲和亚洲，其中欧洲占 60 万吨，亚洲（包含中国） 55.8 万吨。我国2015年国内蛋氨酸全年22.2万吨供应量，有15.8万吨为进口，自给率仅29%，71% 的蛋氨酸依靠进口满足，自给率低。近年来，我国的饲料工业发展迅速，市场对蛋氨酸的需求量也迅速增加，蛋氨酸的市场活跃，一定程度上刺激了甲硫醇的市场。2.农药（1）倍硫磷倍硫磷是对人畜低毒的有机磷杀虫剂，主要起触杀和胃毒作用，残效期长，主要用于大豆食心虫、棉花害虫、果树害虫、蔬菜和水稻害虫，用于防治蚊，蝇、臭虫、蟑螂也有良好的效果。（2）灭多威灭多威是内吸性氨基甲酸酯类杀虫剂，兼有触杀和胃毒作用，能有效防治多种害虫及其幼虫和卵，残效期较短。防治棉铃虫、棉潜蛾、烟夜蛾用24%水剂2436mL/100m2 对水喷雾。也可用叶面喷雾防治蚜虫、蓟马、红蜘蛛、卷叶虫、黏虫等，土壤处理防治线虫和叶部害虫。灭多威为一种内吸性具有触杀、胃毒作用的氨基甲酸酯类的广谱杀虫剂。1966年由美国Du Pont公司首批推荐作为杀虫、杀线虫剂。适用于棉花、烟草、果树、蔬菜防治蚜虫、蛾、地老虎等害虫，是目前防治抗药性棉蚜良好的替换品种。灭多威又用作硫双威（Thiodicarb）的中间体。是一种广谱、速效杀虫剂，对蚜虫、棉铃虫等多种害虫有效，可用于粮食、棉花、蔬菜、烟草、水果等作物（3）西草净西草净是内吸选择性除草剂。能通过根、叶吸收并传导全株。对稻田恶性杂草眼子菜有特效，对早期稗草、牛毛草均有显著效果。持效期长，以水稻安全。适用于稻田防除稗草、牛毛草、眼子菜、泽泻、野慈姑、母草、小慈姑等杂草，与杀草丹、丁草胺、禾大壮等除草剂混用，可扩大杀草谱。亦可用于玉米、大豆、小麦、花生、棉花等作物田除草。3.有机中间体（1）甲基磺酰氯甲基磺酰氯是生产甲磺酸的原料，用作酯化或聚合的催化剂、染色助剂及油墨、涂料的催干剂，还可用作合成医药、农药原料。甲烷磺酰氯与具有活性氢的化合物极易反应，可用来与氨基、羟基反应，引入甲烷磺酰基。甲基磺酰氯是除草剂氟磺胺草醚的中间体，还可制备甲基磺酸，用于杀菌剂烯唑醇的生产中分离异构体。在有机合成中可作催化剂，氯化剂，固化剂和稳定剂，在染料工业中可作为生产分散红343的原料，在医药方面可用于生产奥沙拉素等；可作为彩色照片的发色调节剂，也可用作杀菌剂等。（2）二甲基二硫二甲基二硫又称二甲基二硫化物，用于合成有机磷杀虫剂倍硫磷、螨胺磷的中间体对甲硫基间甲酚、硫丙磷的中间体对甲硫基苯酚，也用作溶剂、催化剂的纯化剂。二甲二硫与甲酚反应生成2-甲基-4-羟基苯甲硫醚，然后与O,O-二甲基硫化磷酰氯在碱性介质中缩合得到倍硫磷。这是一种高效低毒有机磷杀虫剂，对水稻螟虫、大豆食心虫和牛虻幼虫的防治效果优良。还可用作兽药方面歼除牛蝇蛆和牛壁虱。4.医药和其他甲硫醇在医药行业主要用于合成维生素中间体，还可合成紫外线辐射剂中间体。它也可用于橡胶工业硫化剂，在煤气、天然气、液化石油气等使用中用于赋臭剂等。另外，还可以用于合成感光材料、部分染料等。2.2市场预测分析2.2.1全球市场分析全球甲硫醇的生产主要集中在法国、日本、美国和德国，主要生产企业有法国埃尔夫阿托公司、罗纳普朗克公司、德固萨公司、美国杜邦公司、菲利浦斯石油公司等。法国是最大甲硫醇生产国，其次是日本、美国和德国，世界甲硫醇消费也比较集中，法国、德国和日本消费量占世界总消费量的76.5%。由于法国、德国和日本甲硫醇市场基本成熟，生产能力过剩，需求增长趋缓，而亚洲等其它地区由于缺口较大、需求增长快，预计将有一定新增产能。2015 年全球甲硫醇年需求量达到 62.3万吨，2011年甲硫醇的需求量增长速率达到最高9.75%，此后2012-2015年同比增速一直稳定在 5%-6.8% 之间，需求增速稳定。 图2-2 2009-2015年甲硫醇需求量增长率2010年世界甲硫醇总生产能力45万吨。用于蛋氨酸生产消费甲硫醇31.1万吨，占甲硫醇总消费量的69.13%；农药领域消费甲硫醇7.78万吨，占甲硫醇总消费量的17.28%。预计2017-2020年世界甲硫醇需求年均增长率为5.5，2020年需求量将达到120万吨；生产能力将达到160万t/a，开工率按76%计算，产量将达到121.6万吨，供需平衡。由于蛋氨酸等工业的强劲需求，我国甲硫醇不能满足市场日益增长的需求，每年都得大量进口，且进口量呈逐年增加的态势。我国甲硫醇进口主要来自日本、法国、美国、德国等地区。2.2.2国内市场预测分析据统计，2012年国内甲硫醇的需求量为7.32万吨，但国内仅有山东兴武集团有限公司、南京化学工业公司、丹东制药厂、河南新乡溶剂厂、重庆兴发金冠化工有限公司、山东华阳科技股份有限公司等几家公司生产，年产量不到两万吨，远远不能满足国内需求。我国甲硫醇主要消费领域是蛋氨酸生产及农药和有机中间体。其中，用于蛋氨酸生产约占总消费量的69.13%，在农药和有机中间体方面，甲硫醇主要用于生产甲基磺酰氯和二甲基二硫等有机中间体。甲硫醇需求的主要增长动力为蛋氨酸的需求量不断增加。近年来，我国的饲料工业发展迅速，市场对蛋氨酸的需求量也迅速增加，蛋氨酸的市场活跃，一定程度上刺激了甲硫醇的市场。目前国内仅有部分厂家为解决酸性废气问题，才开发了小规模硫化氢甲醇生产甲硫醇工业化项目，且产率不高，效益较差。20世纪末山东兴武集团在为其产品液体硫化氢寻求下游产品时选择了硫化氢甲醇法合成甲硫醇生产项目，经过多次探索性试验和对催化剂进行研制和开发，到2004生产能力达到年产甲硫醇3000t、甲硫醚500t 。南京化学工业公司为解决合成氨净化工段排放大量含硫化氢的酸性气体问题，建成一套年产7千吨甲硫醇装置和年产l0kt蛋氨酸装置。近年国内甲硫醇工业快速而稳步的发展可以在一定程度上改善国内供不应求的现状。随着国家环保力度的进一步加大，其它甲硫醇合成路线因环保问题受到很大限制。因此，国内硫化氢甲醇法生产甲硫醇的规模化工业生产将具有很大的市场前景。2.3副产品2.3.1甲硫醚甲硫醚是无色至淡黄色透明易挥发液体，有难闻的气味，极度稀释时有蔬菜样香气，不溶于水，溶于乙醇、乙醚等多数有机溶剂，遇明火、高热极易燃烧爆炸，低浓度的二甲基硫醚蒸汽一般引起恶心，食欲减退，高浓度蒸汽对中枢神经系统有麻痹作用，热分解产生有毒的硫化物烟气，可用作许多无机化合物的溶剂，还可以用于调配食用香精。表2-5 甲硫醚物