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甲酸甲酯是一种用途广泛的低沸点溶剂，可直接用作杀虫剂、杀菌剂和用于处理谷物、水果、干果、烟草的熏蒸剂。常用作医学、农药和有机合成的中间体，醋酸纤维素的溶剂。目前，工业上主要用作生产二甲基甲酰胺和甲酸的中间产品，近年来甲酸甲酯作为碳一化学的中间体和无毒羰基化试剂，引起各方面关注，对甲酸甲酯的应用研究非常活跃。
我国早期工业上都以甲酸、甲醇酯化法小规模生产甲酸甲酯，工艺落后，消耗大，成本高，且排放含酸污水造成环境污染。根据国内需求，西南化工研究设计院于1984年着手开展甲醇脱氢制甲酸甲酯及其配套催化剂的研究，1986年完成扩大试验研究，开始在国内推广应用，原计划1987年可实现工业化，后因厂家基建任务推迟，于1990年在江苏武进化肥厂第一套2000t/a工业甲酸甲酯装置投产成功（产品用于生产二甲基甲酰胺），此后相继在黑龙江牡丹江化工五厂、连云港曙光化工厂、河北乐亭化工厂、广东开平氮肥厂、辽宁大洼化工总厂及我院内共建立装置七套，装置总生产能力约2.2万吨/年。本项目1993年获化工部科技进步二等奖，专用催化剂1999年获四川省科技进步三等奖。
1、
项目名称
5000t/a甲醇脱氢制甲酸甲酯工艺技术和装置。
2、
装置规格和技术指标
2.1
原料规格
甲醇：要求符合国家GB
338－92标准
2.2
产品规格：
（1）甲酸甲酯：纯度
97%
水
〈
0.5%
甲醇
～2.5%
（2）副产脱氢尾气：
含氢量：
～85%
气量：800～1000Nm3/t甲酸甲酯
压力：常压
2.3
装置水平：
（1）
能保证连续稳定生产纯度97%的甲酸甲酯5000t/a。
（2）
每年连续运行7200小时。
（3）
采用集中控制系统。
2.4
工艺原理：
甲醇经汽化、过热后，在专用催化剂作用下，进行脱氢反应生成甲酸甲酯，同时付产氢气。反应方程式如下：
主反应：2CH3OH
=HCOOCH3 ＋
2H2
－52.56
KJ/mol
副反应：CH3OH
= CO ＋
2 H2
－90.7
KJ/mol
CO ＋
H2O = CO2 ＋
H2
＋41.2
KJ/mol
该反应为吸热反应，需外部供热。生成的甲酸甲酯经冷却、冷凝、吸收、分离、精制后，含量为97%的甲酸甲酯产品，副产尾气送出系统。
2.5
工艺流程简述：
甲醇先经过汽化塔汽化、过热器过热到反应温度后，进入脱氢反应器进行脱氢反应。反应生成的甲酸甲酯、未反应的甲醇和脱氢尾气一起经冷却、冷凝后，进入甲酸甲酯吸收塔，塔釜含甲酸甲酯和甲醇的粗产品送至产品精馏塔，塔顶得含97%的甲酸甲酯产品，塔釜甲醇返回反应系统重新参与反应。由甲酸甲酯吸收塔顶部送出来的尾气，经水洗塔水洗涤后送出系统，塔釜含甲醇的水洗液送入甲醇回收塔回收甲醇，回收的甲醇送回系统作原料。本工艺用低温甲醇吸收反应物中的甲酸甲酯。
原料甲醇过热和脱氢反应所需的热量由一套专用的导热油循环供热装置提供。
2.6
公用工程条件：
1）.
冷却水：
0.35MPa 28℃
300 m3/h
2）.
脱盐水：
0.30MPa 25℃
0.5 m3/h
3）.
供电：
220V/380V
500 Kw
4）.
蒸汽：
0.35MPa
4 t/h
5）.
仪表空气：
0.60MPa
80 m3/h
6）.
燃料煤（加热导油）：
0.30 t/h
7）.
工业纯氮：
O2≤0.2%
200 Nm3/每次（催化剂活化用）
8）.
氢气：
99.5%
800 Nm3/每次（催化剂活化用）
2.7占地面积：
甲酯主厂房区
18×18 m2（五层框架）
导热油装置区
12×10 m2（一层平房，层高≥8米）
冷冻站
12×10 m2（一层平房）
主控制室
8×5 m2
分析控制室
6×5 m2
（其他管理、卫生、生活、备品、检修用房另设）
3、装置运行费用估算
3.1
原料及公用工程消耗（以吨97%甲酸甲酯产品计）
甲醇
99.5%
1.35吨/吨
脱盐水
0.35MPa 1.00吨/吨
冷却水
0.35MPa 500
吨/吨
电
380V/220V
400Kwh/吨
蒸汽
0.35MPa
4.4
吨/吨
仪表空气
0.60MPa
150 m3/吨
煤
0.52
吨/吨
回收副产尾气（H2～85%）
800～1000
Nm3/吨
3.2
成本估算：
依据当前原料甲醇市价2000元/吨计，根据甲酸甲酯单耗进行估算，预计每吨产品车间成本为3800～4150元/吨。
本车间付产含85%的氢气，可回收至用于合成甲醇或合成氨，则甲酸甲酯吨成本可下降600~800元。
3.3
操作人员配备：
本装置操作岗位设为主控、现场、冷冻站、导热油、分析五个岗位
另加三名维修人员及适当管理人员，全车间配备25人左右。 |
