本论文论述了国内外甲醇生产技术的发展趋势,对国外鲁奇、戴维、卡萨利、托普索、MHI/MGC等主要甲醇技术的技术特点和优缺点进行了分析。结合国内甲醇技术的发展现状和现代甲醇合成工艺的技术要求与发展趋势,在重点对华东理工、杭州林达等国产甲醇生产技术的技术特点进行分析的基础上,提出了开发100万吨/年甲醇技术的必要性和主要研究内容。针对100万吨/年甲醇技术的主要研究内容,对百万吨级甲醇工艺进行设计,并提出创新思路。通过对工艺原理的分析,提出“水冷串联气冷”复合工艺,应用Aspen软件进行流程的建模,建立工艺系统的物料衡算和热量衡算,并通过空冷器替代水冷器、副产蒸汽过热化等措施,实现系统的优化及创新设计,以降低消耗。通过对甲醇合成工艺的流程的研究,提出工艺控制设计思路,并设置系统关键控制和主要安全控制方案,使得甲醇合成工艺更加完善,控制更加自动化,装置动力消耗、原料消耗等更加节约。为实现百万吨级甲醇工艺的设计要求,对水冷反应器和气冷反应器及汽包进行了重点研究。其中对水冷反应器产能及催化剂量、水冷反应器换热设计和水冷反应器阻力进行计算,提出水冷板反应器的主要特点;对于气冷反应器,对产能及催化剂量、换热和阻力进行计算和设计,提出气冷反应器主要技术关键和创新点;为更好的移热和安全生产,对汽包进行配套设计,主要有汽包容积的计算、汽包与水冷反应器的自循环设计、汽包丝网除沫器设计。最后,本文对年产100万吨甲醇合成技术的经济性进行了分析,主要与国内中小甲醇装置进行了对比,对空冷代水冷节水、节电费用、蒸汽过热化节电、人工成本进行了综合测算;并与国外引进的大型装置技术进行对比分析,技术指标达到了国外先进技术水平。在催化剂寿命延长、节省投资费用及综合效益,在投资节约成本上和运行成本上进行了综合测算、经济效益显著。本文旨在通过对百万吨甲醇技术的全面探讨、研究,实现“百万吨级的大型低压甲醇合成装置”国产化,降低甲醇装置投资成本,促进甲醇工业向大型化、低能耗方向经济模式发展。