甲醇合成工段工藝設(shè)計

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1、濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）(冶金化工系)題目年產(chǎn)十萬噸甲醇合成工段工藝設(shè)計專業(yè)應(yīng)用化工技術(shù)班級化工1001班姓名學(xué)號指導(dǎo)教師李曉樂完成日期2012年6月15日～2012年9月30日0-1-濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）目錄摘要1第一章綜述21.1甲醇在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的地位與作用21.2甲醇生產(chǎn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展21.3甲醇合成生產(chǎn)方法的綜述及選擇31.3.1高壓法31.3.2低壓法31.3.3中壓法31.3.4合成方法的選擇3第二章甲醇合成工段設(shè)計42.1甲醇的性質(zhì)42.1.1甲醇的物理性質(zhì)42.1.2甲醇的化學(xué)性質(zhì)42.2甲醇合成工段設(shè)計62.2.1甲

2、醇合成反應(yīng)的主要原理及特點(diǎn)62.2.2甲醇合成工藝條件的選擇62.2.3工藝流程的確定8第三章工藝計算103.1甲醇生產(chǎn)的物料平衡計算103.1.1合成塔物料平衡計算103.2熱量衡算163.2.1甲醇合成塔的熱平衡計算163.2.2水冷器熱量衡算19第四章設(shè)備的選型234.1合成塔234.2輔助設(shè)備254.2.1熱交換器254.2.2其它設(shè)備25致謝27-29-濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）參考文獻(xiàn)28附錄一甲醇合成流程圖29附錄二合成塔30-29-濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）-29-濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）摘要甲醇是一種重要的有機(jī)化工原

3、料，應(yīng)用廣泛，可以用來生產(chǎn)甲醛，合成橡膠、甲胺、對苯二甲酸二甲酯、甲基苯烯酸甲酯、氯甲烷、醋酸、甲基叔丁基醚等一系列有機(jī)化工產(chǎn)品，而且還可以加入汽油摻擾或代替汽油作為動力燃料以及由用來合成甲醇蛋白。隨著當(dāng)今世界石油資源的日益減少和甲醇單位成本的降低，用甲醇作為新的石化原料來源已經(jīng)成為一種趨勢。此外甲醇還可以用來生產(chǎn)能較好解決能源和污染之間矛盾的“21世紀(jì)的綠色燃料”二甲醚（DME）。本文依據(jù)年產(chǎn)10萬噸甲醇的工藝，設(shè)計年產(chǎn)10萬噸甲醇的合成工段工藝。關(guān)鍵詞：原料氣甲醇合成塔合成-29-濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）第一章綜述1.1甲醇在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的地位

4、與作用甲醇生產(chǎn)過程比較簡單，原料來源多樣,煤、石腦油和天然氣均可制甲醇。甲醇用途廣泛,它的下游產(chǎn)品多達(dá)幾百種。近年來由于世界各國環(huán)保意識的加強(qiáng),特別是美國國會于1990年11月15日通過清潔空氣法修正案以后,甲醇的身價備增,全球甲醇的需求增長加快。甲醇用途廣泛，是基礎(chǔ)的有機(jī)化工原料和優(yōu)質(zhì)燃料。主要應(yīng)用于精細(xì)化工，塑料等領(lǐng)域，用來制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫酸二甲酯等多種有機(jī)產(chǎn)品，也是農(nóng)藥、醫(yī)藥的重要原料之一。甲醇在深加工后可作為一種新型清潔燃料，也加入汽油摻燒。甲醇和氨反應(yīng)可以制造一甲胺。近年來，隨著技術(shù)的發(fā)展和能源結(jié)構(gòu)的改變，甲醇又開辟了許多新的用

5、途。甲醇是較好的人工合成蛋白的原料，蛋白轉(zhuǎn)化率較高，發(fā)酵速度快，無毒性，價格便宜；目前，世界上已有年產(chǎn)10萬噸甲醇制蛋白的工業(yè)裝置在運(yùn)轉(zhuǎn)，年產(chǎn)30萬噸的大型裝置已經(jīng)設(shè)計。甲醇是容易輸送的清潔燃料，可以單獨(dú)或與汽油混合作為汽車燃料，用它作為汽油添加劑可起節(jié)約芳烴、提高辛烷值的作用，汽車制造業(yè)將成為耗用甲醇的巨大部門；由甲醇轉(zhuǎn)化為汽油方法的研究成果，從而開辟了由煤轉(zhuǎn)換為汽車燃料的途徑。甲醇是直接合成醋酸的原料。甲醇可直接用于還原鐵礦（甲醇可以預(yù)先分解為CO、H2，也可以不作預(yù)分解），得到高質(zhì)量的海綿鐵。特別是近年來碳一化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，甲醇制乙醇、乙烯、乙二醇

6、、甲苯、二甲苯、醋酸乙烯、醋酸酐、甲酸甲酯和氧分解性能好的甲醇樹脂等產(chǎn)品，正在研究開發(fā)和工業(yè)化中。甲醇化工已成為化學(xué)工業(yè)中一個重要的領(lǐng)域。1.2甲醇生產(chǎn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展（1）二次轉(zhuǎn)化和自轉(zhuǎn)化工藝合成氣發(fā)生占甲醇裝置總投資的50％~60％，所以許多工程公司將其視為技術(shù)改進(jìn)重點(diǎn)。已經(jīng)形成的新工藝主要是Synetix(前ICI)的先進(jìn)天然氣加熱爐轉(zhuǎn)化工藝(AGHR)、Lurgi的組合轉(zhuǎn)化工藝(CR)和Topse的自熱轉(zhuǎn)化工藝(ATR)。（2）新甲醇反應(yīng)器和合成技術(shù)-29-濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）大型甲醇生產(chǎn)裝置必須具備與其規(guī)模相適應(yīng)的甲醇反應(yīng)器和反應(yīng)技術(shù)

7、。傳統(tǒng)甲醇合成反應(yīng)器有ICI的冷激型反應(yīng)器、Lungi的管殼式反應(yīng)器、Topsdpe的徑向流動反應(yīng)器等近期出現(xiàn)的新合成甲醇反應(yīng)器有日本東洋工程(TEC)的MRF—Z反應(yīng)器等，而反應(yīng)技術(shù)方面則出現(xiàn)了Lurgi推出的水冷一氣冷相結(jié)合的新流程。（3）引進(jìn)膜分離技術(shù)的反應(yīng)技術(shù)通常的甲醇合成工藝中，未反應(yīng)氣體需循環(huán)返回反應(yīng)器，而KPT則提出將未反應(yīng)氣體送往膜分離器，并將氣體分為富含氫氣的氣體，前者作燃料用，后者返回反應(yīng)器。（4）液相合成工藝傳統(tǒng)甲醇合成采用氣相工藝，不足之處是原料單程轉(zhuǎn)化率低、合成氣凈化成本高、能耗高。相比之下，液相合成由于使用了比熱容高、導(dǎo)熱系數(shù)

8、大的長鏈烷烴化合物作反應(yīng)介質(zhì)，可使甲醇合成在等溫條件下進(jìn)行。1.3甲醇合成生產(chǎn)方