甲醇是C1化工的母体。近年来国内甲醇生产装置规模日益扩大,但国内甲醇生产企业与国外相比普遍存在着生产成本偏高、能耗过大的问题。青海地处青藏高原,具有海拔高,气温、气压偏低,昼夜温差大的特点,因而甲醇生产也具有不同于内地的独特特征。本文针对这些特点,以青海某30万吨/年天然气制甲醇装置为对象,通过模拟计算,分析生产现状,提出工艺参数调整意见;找出适合于青海高海拔地区甲醇高效生产的方案,通过对生产全过程中用能、用水相关的系统进行集成分析与优化,以期提高企业物料利用率、促进节能减排和降低生产操作成本的目的;对地处“三江源头”、有“中华水塔”之称的青海化工企业,在提高生态资源与环境承载力,实施开展节能降耗、节水减排工作上更加具有社会与经济双重意义。主要开展了如下工作:(1)利用“ECSS工程化学模拟系统——化工之星”(简称“化工之星”)对天然气制甲醇过程的转化、合成、精馏及CO2回收工段进行了模拟计算,得到的结果与工厂现场采集数据能够良好地吻合,所建立的模型准确可靠,可以用来研究工艺操作的优化及用能、用水系统集成等后续工作。(2)通过模拟分析高海拔地区低气压对甲醇精馏过程可能产生的影响,对整个甲醇四塔精馏系统以及单独对常压精馏塔进行了优化:利用高海拔地区粗甲醇组分沸点低这一特点,在精甲醇产品合格和废水达标排放的前提下,改进后各塔的操作温度和压力均有所降低,新鲜水用量与冷却、加热负荷均得到节约;为保证常压精馏塔采出的精甲醇产品纯度达标,进料位置需选择在常压塔的中下部第20~25块理论板,操作回流比选用3.0~3.5,侧线采出位置应选在中下部的第20~25块理论板。(3)通过夹点分析找出了高海拔地区整个天然气制甲醇装置的用能“瓶颈”,提出能量合理利用的优化方案。经分析,优化后的换热网络可节约加热公用工程8622.7k W,节能效果为18.6%,节约冷却公用工程9891.1k W,节能效果为14.6%。(4)通过水夹点技术的应用,对地处三江源地区、原水中总含盐量较高的甲醇生产企业进行了水系统进行集成与优化:废水直接回用水网络相比原用水网络可节约原水11.57t/h,脱盐水8.12t/h,污水排放量减少14.7t/h。再生回用水网络相比原用水网络可减少原水的使用量17.79t/h,污水排放量减少19.95t/h。