畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-年產(chǎn)十萬(wàn)噸甲醇合成工段工藝設(shè)計(jì)

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1、濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）(冶金化工系)題目年產(chǎn)十萬(wàn)噸甲醇合成工段工藝設(shè)計(jì)專業(yè)應(yīng)用化工技術(shù)班級(jí)化工1001班姓名學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師完成日期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(jì)（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(jì)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(jì)62.2.1甲醇合成反應(yīng)的主要原理及特點(diǎn)62.2.2甲醇

2、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(jì)算103.1甲醇生產(chǎn)的物料平衡計(jì)算103.1.1合成塔物料平衡計(jì)算103.2熱量衡算163.2.1甲醇合成塔的熱平衡計(jì)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(jì)（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(jì)（論文）-29-濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘要甲醇是一種重要的有機(jī)化工原料，應(yīng)用廣泛，可以用來(lái)生產(chǎn)甲醛，合成橡膠、甲胺、對(duì)苯二甲酸二甲酯、甲基苯烯酸甲

3、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(dòng)力燃料以及由用來(lái)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(lái)源已經(jīng)成為一種趨勢(shì)。此外甲醇還可以用來(lái)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(wàn)噸甲醇的工藝，設(shè)計(jì)年產(chǎn)10萬(wàn)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(jì)（論文）第一章綜述1.1甲醇在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的地位與作用甲醇生產(chǎn)過(guò)程比較簡(jiǎn)單，原料來(lái)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

4、來(lái)由于世界各國(guó)環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng),特別是美國(guó)國(guó)會(huì)于1990年11月15日通過(guò)清潔空氣法修正案以后,甲醇的身價(jià)備增,全球甲醇的需求增長(zhǎng)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(lái)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(lái)，隨著技術(shù)的發(fā)展和能源結(jié)構(gòu)的改變，甲醇又開(kāi)辟了許多新的用途。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(wú)毒性，價(jià)格便宜；目前，世界上已有年產(chǎn)10萬(wàn)噸甲醇制蛋白的工業(yè)裝置在運(yùn)轉(zhuǎn)，年產(chǎn)30萬(wàn)噸

5、的大型裝置已經(jīng)設(shè)計(jì)。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(mén)；由甲醇轉(zhuǎn)化為汽油方法的研究成果，從而開(kāi)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(lái)碳一化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，甲醇制乙醇、乙烯、乙二醇、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(shù)脂等產(chǎn)品，正在研究開(kāi)發(fā)和工業(yè)化中。甲醇化工已成為化學(xué)工業(yè)中一個(gè)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)

6、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(jì)（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)。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(dòng)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

7、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)大的長(zhǎng)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)方法的綜