年产15万吨甲醇工艺设计大学本科毕业论文
年产15万吨甲醇工艺设计
With an Annual Production Capacity of 150 Thousand Tons
of Methanol Process Design
年产15万吨甲醇工艺设计
摘要：甲醇是一种极重要的有机化工原料，也是一种燃料，是碳一化学的基础产品，在国民经济中占有十分重要的地位。近年来，随着甲醇下属产品的开发，特别是甲醇燃料的推广应用[1]，甲醇的需求大幅度上升。为了满足经济发展对甲醇的需求，开展了此15万t/a 的甲醇项目。设计的主要内容是进行物料衡算、热量衡算和主要设备的计算。本设计采用低压下利用Lurgi工艺合成甲醇;三塔精馏工艺精制甲醇，并对常压精馏塔进行工艺设计，设计出塔径为1600mm、填料层高度为17800mm、塔高为25640mm的填料精馏塔;此外严格控制三废的排放，充分利用废热，降低能耗，保证人员安全与卫生。
关键词: 工艺流程；甲醇合成；气体精馏
With an Annual Production Capacity of 150 Thousand Tons of
Methanol Process Design
Abstract: Methanol is a kind of very important organic raw materials, also a kind of fuel and the basis of chemicals products. Methanol occupies an important position in national economy. With the development of methanol affiliate products, especially the application of methanol fuel [1], the demand of methanol is rising sparkly. In order to meet the need of economic development of methanol, we carry out the project of 150 thousand t/a methanol. The main content of design are material balance, energy balance and the design of main equipment. The Lurgri technique is used for synthesizing methanol; Methanol is refined by three towers distillation process, and this process choose to design the atmospheric distillation tower, which packing column height is 17800mm, the diameter of tower is 1600 mm, the total height is 25640mm; In addition to strictly control the “three waters” emissions, this process make full use of water heat, reduce the energy consumption and safeguard personnel safety and hygiene.
Key word: technological process; methanol synthesis; the methanol distillation
引言
甲醇是当代中国煤制化学品中最具代表性的产品，产能大、使用范围广、后续产品多、大规模生产技术成熟，无疑是煤化工产业最重要的产品。随着经济发展，燃料的需求量急速增加，导致石油匮乏，而甲醇作为一种新型燃料，进入人们的生活，迅速得到人们的关注，所以甲醇的生产对国民经济具有重大的意义。
本次设计主要对甲醇的物性、用途及国内外生产消费现状进行分析，对其现有各种生产工艺做简要介绍及比对，重点探究Lurgi工艺（管壳式甲醇合成工艺），对甲醇的生产、分离及提纯阶段精馏塔进行详细设计，分析全塔正常操作时的工作原理、影响因素、操作条件等最佳操作点，并根据物性及操作条件等综合因素对塔进行选型、设计，通过物料衡算、热量衡算做出我认为年产15万吨甲醇最理想的设计方案。
第一章总论
1.1概述
1.1.1甲醇的性质
甲醇俗称木醇、木精，英文名为methanol，分子式CH3OH。是一种无色、透明、易燃、有毒、易挥发的液体，略带酒精味;分子量32.04，相对密度0.7914(d420)，蒸气相对密度1.11(空气=1)，熔点-97.8℃，沸点64.7℃，闪点（开杯）16℃，自燃点473℃，折射率(20℃)1。3287，表面张力（25℃）45.05mN/m，蒸气压（20℃）12。265kPa，粘度（20℃）0.5945mPa•s。能与水、乙醇、乙醚、苯、酮类和大多数其他有机溶剂混溶。蒸气与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限6.0％～36.5﹪（体积比）。化学性质较活泼，能发生氧化、酯化、羰基化等化学反应。
1.1.2甲醇用途
甲醇是重要有机化工原料和优质燃料，广泛应用于精细化工，塑料，医药，林产品加工等领域。甲醇主要用于生产甲醛，消耗量要占到甲醇总产量的一半，甲醛则是生产各种合成树脂不可少的原料。用甲醇作甲基化试剂可生产丙烯酸甲酯、对苯二甲酸二甲酯、甲胺、甲基苯胺、甲烷氯化物等;甲醇羰基化可生产醋酸、醋酐、甲酸甲酯等重要有机合成中间体，它们是制造各种染料、药品、农药、炸药、香料、喷漆的原料，目前用甲醇合成乙二醇、乙醛、乙醇也日益受到重视。甲醇也是一种重要的有机溶剂，其溶解性能优于乙醇，可用于调制油漆。作为一种良好的萃取剂，甲醇在分析化学中可用于一些物质的分离。甲醇还是一种很有前景的清洁能源，甲醇燃料以其安全、廉价、燃烧充分，利用率高、环保的众多优点，替代汽油已经成为车用燃料的发展方向之一;另外燃料级甲醇用于供热和发电，也可达到环保要求。甲醇还可经生物发酵生成甲醇蛋白，富含维生素和蛋白质，具有营养价值高而成本低的优点，用作饲料添加剂，有着广阔的应用前景。
1.1.3甲醇生产工艺的发展
甲醇是醇类中最简单的一元醇。1661年英国化学家R。波义耳首先在木材干馏后的液体产物中发现甲醇，故甲醇俗称木精、木醇。在自然界只有某些树叶或果实中含有少量的游离态甲醇，绝大多数以酯或醚的形式存在。1857年法国的M·贝特洛在实验室用一氯甲烷在碱性溶液中水解也制得了甲醇。
1923年德国BASF公司首先用合成气在高压下实现了甲醇的工业化生产，直到1965
年，这种高压法工艺是合成甲醇的唯一方法。1966年英国ICI公司开发了低压法工艺，接着又开发了中压法工艺。1971年德国的Lurgi公司相继开发了适用于天然气－渣油为原料的低压法工艺。由于低压法比高压法在能耗、装置建设和单系列反应器生产能力方面具有明显的优越性，所以从70年代中期起，国外新建装置大多采用低压法工艺。世界上典型的甲醇合成工艺主要有ICI工艺、Lurgi工艺和三菱瓦斯化学公司(MCC)工艺。目前，国外的液相甲醇合成新工艺具有投资省、热效率高、生产成本低的显著优点，尤其是LPMEOHTM工艺，采用浆态反应器，特别适用于用现代气流床煤气化炉生产的低H2／(CO ＋CO2)比的原料气，在价格上能够与天然气原料竞争[2]。
我国的甲醇生产始于1957年，50年代在吉林、兰州和太原等地建成了以煤或焦炭为原料来生产甲醇的装置[3]。60年代建成了一批中小型装置，并在合成氨工业的基础上开发了联产法生产甲醇的工艺。70年代四川维尼纶厂引进了一套以乙炔尾气为原料的95 kt/a 低压法装置，采用英国ICI技术[4]。1995年12月，由化工部第八设计院和上海化工设计院联合设计的200 kt/a甲醇生产装置在上海太平洋化工公司顺利投产，标志着我国甲醇生产技术向大型化和国产化迈出了新的一步[5]。2000年，杭州林达公司开发了拥有完全自主知识产权的JW低压均温甲醇合成塔技术，打破长期来被ICI、Lurgi等国外少数公司所垄断拥的局面，并在2004年获得国家技术发明二等奖[6]。2005年，该技术成功应用于国内首家焦炉气制甲醇装置上。
1.2设计的依据
本设计选用的课题：“年产15万吨甲醇生产工艺设计”。依据任务书规定的设计内容，进行生产方案、工艺流程设计、工艺计算和设备设计等。本设计遵循：“符合国情、技术先进、经济环保”的原则，在综合分析诸多甲醇生产方法的基础上，采用“以煤、煤焦为原料，经脱硫二段转化-合成气，在管壳式合成塔合成甲醇”的技术路线，精甲醇的生产采用“三塔精馏工艺”。此外，即严格控制“三废”的排放、空气中甲醇的含量以及保证生产安全、环境卫生等方面参照国内外先进经验和方法。
第二章生产方案与工艺流程设计
2.1生产方案确定
煤、煤焦经气化制得煤气，煤气经热交换回收热进入变换，变换反应后，进行脱硫脱碳，脱除对合成甲醇工艺流程不利的气体，然后经过压缩、加热使原料气体满足合成甲醇需要的条件后送入合成塔，由于合成甲醇工艺单程转化率较低，未反应气体需要循环压缩机压缩，再次进入合成塔中合成甲醇。合成的粗甲醇经过三塔精馏，可得到合格的精甲醇产品。
2.2工艺流程设计与论证
经综合分析甲醇生产的各种生产路线，本设计选用：以煤、煤焦为原料，经脱硫二段转化-合成气，在管壳式合成塔中合成甲醇，精甲醇的生产采用“三塔精馏工艺”的技术路线。
2.2.1工艺流程图
→→→
图2.1煤、煤焦制甲醇的简单工艺流程
工艺流程简述：首先是采用凯洛格法气化工艺将煤气转化为合成气[7];原料煤气先用ZnO脱硫，再通过二段转化炉变为合成气;其次就是甲醇的合成，将合成气加压到5.14Mpa，升温到225℃后输入管壳式反应器中，在铜基催化剂的作用下合成甲醇，再就是甲醇的精馏，本工艺采用三塔精馏工艺将粗甲醇精制得到精甲醇。
2.2.2甲醇合成工艺流程简述
现在国内大多数采用Lurgi工艺采用管壳式合成塔，管内填装催化剂，管间为2.5~4.0Mpa的沸腾水，反应气体走管内，反应热经管壁传递给管间的沸水，产生蒸汽。管中心的温度与沸水温度相差不大与10度，反应压力为5~10Mpa，催化剂使用德国南方公司的铜基催化剂，粗甲醇的回收则是通过冷凝的方式来完成，如图二所示。甲醇合成气经压缩机升至5.2Mpa，与循环气以1:5的比例混合经热交换器加热至220~230℃，含甲醇7%左右、温度约250℃的出塔气，经换热冷却85℃，再经水冷却，进分离塔分离，得到的粗甲醇进入甲醇储罐;未反应的气体循环使用，以提高转化率。在实际生产中为了是合成回路中的惰性气体含量维持在一定范围内，再进循环机前驰放一股未反应的气体作为燃料，绝
大部分气体进入压缩机与新鲜的合成气混合返回合成塔循环使用。
图2.2 lurgi工艺流程图
1.压缩机
2.换热器
3.锅炉水预热器
4.水冷却器
5.合成塔
6.汽包
7.甲醇分离器
8.粗甲醇储槽
Lurgi工艺主要优点如下：反应器内催化剂床层温度分布均匀，大部分床层的温度在250~255℃之间;由于传热面与床层体积比大，传热迅速，床层同平面温度小，有利于延长催化剂寿命，并允许原料气中含较高的CO;催化剂床层的温度可以通过调节汽包蒸汽压力进行控制，效果精确、灵敏;可以回收高位热能，能量合理利用;反应器出口甲醇含量高;设备紧凑，开停车方便;反应的副反应少，粗甲醇中杂质少。
铜基催化剂的主要特征
铜基催化剂是一种低温低压甲醇合成催化剂[8]，其主要成分为CuO/ZnO/Al2O3，低中压法操作温度为210~300度，压力为5Mpa~10Mpa，比传统的合成工艺温度低得多，对甲醇平衡有利。其特点是：（1）活性好，单程转化率为7%~8%;（2）选择性好，大于99%，之杂质只有微量的甲烷、二甲醚、甲酸甲酯，易于得到高纯度的精甲醇;（3）耐高温型差、对硫敏感。
2.2.3甲醇精馏工艺流程简述[9]
来自甲醇合成装置的粗甲醇（74℃，0.4MPa），通过预塔进料泵，进入预精馏塔，预塔再沸器用0.4MPa的低压蒸汽加热，低沸点的杂质如二甲醚等从塔顶排出，冷却分离出水后作为燃料;回收的甲醇液通过预塔回流泵作为该塔回流液。预精馏塔底部粗甲醇液经加
压塔进料泵进入加压精馏塔，加压塔再沸器以1.3MPa低压蒸汽作为热源，加压塔塔顶馏出甲醇气体（0.6MPa，122℃）经常压塔再沸器后，甲醇气被冷凝，精甲醇回到加压塔回流槽，一部分精甲醇经加压塔回流泵，回到加压精馏塔作为回流液，另一部分经加压塔甲醇冷却器冷却后进入精甲醇计量槽中。加压精馏塔塔底釜液（0.6MPa ，125℃）进入常压精馏塔[10]，进一步精馏。常压塔再沸器以加压精馏塔塔顶出来的甲醇气作为热源。常压精馏塔顶部排出精甲醇气（0.13MPa ，67℃），经常压塔冷凝冷却器冷凝冷却后一部分回流到常压精馏塔，另一部分打到精甲醇计量槽内贮存。产品精甲醇由精甲醇泵从精甲醇计量槽送至精甲醇贮罐装置。
甲醇粗甲醇
釜液
甲醇
图2.3 三塔精馏工艺流程
1 预精馏塔2加压精馏塔 3 常压精馏塔
工艺说明：
（1）为防止粗甲醇中含有的甲酸、二氧化碳等腐蚀设备，在预塔进料泵后甲醇溶液中配入适量的烧碱溶液，用来调节粗甲醇溶液的PH值[11]。
（2）甲醇精馏系统各塔排出的不凝气进入燃料气系统。
（3）由常压精馏塔底部排出的精馏残液经废水冷却器冷却至40℃后，由废水泵送到生化处理装置。
（4）由甲醇精馏来的精甲醇贮存到精甲醇贮槽中。精甲醇贮槽为两台30000m3的固
定贮罐，贮存量按15天产量计[12]。
第三章物料衡算
3.1合成工段物料衡算
已知：年产150000吨精甲醇，每年以300个工作日计。
精甲醇中甲醇含量(wt)：99.95%
粗甲醇组成(wt)：[Lurgi低压合成工艺]
甲醇：93.89%
轻组分[以二甲醚(CH3)2O计]：0.188%
重组分[以异丁醇C4H9OH计]：0.026%
水：5.896%
所以：时产精甲醇：1500001000
30024
⨯
⨯
=20833.34 kg/h
时产粗甲醇：20833.3499.95%
22177.995
93.89%
⨯
=kg/h
根据粗甲醇组分，算得各组分的生成量为：
甲醇(32)：20833.34kg/h 651.04kmol/h 13915.83Nm3/h
二甲醚(46)：41.6 9kg/h 0.906 kmol/h 20.30 Nm3/h
异丁醇(74)：5.77 kg/h 0.078 kmol/h 1.75 Nm3/h
水(18)：1307.61 kg/h 72.65 kmol/h 1573.26 Nm3/h
合成甲醇的化学反应为：
主反应：CO+2H2→CH3OH+102.37 KJ/mol （3-1）
副反应：2CO+4H2→(CH3)2O+H2O+200.39 KJ/mol （3-2）
CO+3H2→CH4+H2O+115.69 KJ/mol （3-3）
4CO+8H2→C4H9OH+3H2O+49.62 KJ/mol （3-4）
CO2+H2→CO+ H2O-42.92 KJ/mol （3-5）生产中，测得每生产1吨粗甲醇生成甲烷7.56 Nm3，即0.34 kmol，故CH4每小时生成量为：7.56⨯22.177995=167.66564Nm3，即7.485kmol/h，119.76 Kg/h。
忽略原料气带入份，根据（3-2）、（3-3）、（3-4）得反应（3-5）生成的水的量为：72.65-0.906-0.078⨯3-4.987=64.025 kmol/h，即在CO逆变换中生成的H2O为64.025 kmol/h，即1434.16Nm3/h[13]。
5.06 MPa，40℃时各组分在甲醇中的溶解度列表于表3.1。
表3.1 5.06Mpa ，40℃时气体在甲醇中的溶解度
据测定：35 ℃时液态甲醇中释放CO 、CO 2、H 2等混合气中每立方米含37.14 g 甲醇，假定溶解气全部释放，则甲醇扩散损失为：
(1.514+7.584+0.757+0.794+1.514)
1000
14
.37= 0.452 kg/h 即0.014kmol/h ，0.316 Nm 3/h 。
根据以上计算，则粗甲醇生产消耗量及生产量及组成列表3.2、3.3。
表3.2 甲醇生产消耗物量及组成
消耗方式 单位 消耗物料量
（3-1）式
kmol 651.04 1302.08 Nm 3
13915.83 27831.66 （3-2）式
kmol 1.812 3.624 Nm 3
40.589 81.180 （3-3）式
kmol 7.485 22.455 Nm 3
167.664 502.992 （3-4）式
kmol 0.312 0.624 Nm 3
6.989 13.928 （3-5）式
kmol -64.025 64.025 64.025 Nm 3
-1434.16 1434.16 1434.16 气体溶解 Nm 3 1.514 0 7.584 0.757 扩散损失 Nm 3 0.316 0 0.632 合计 Nm 3 12698.74 29863.97 1442.38 0.757 消耗组成 %(v)
28.85
67.86
3.28
0.0001
表3.3甲醇生产物量及组成
消耗方式单位生成物料量合计
CH4CH3OH C4H9OH (CH3)2O H2O 消耗生成（3-1）式kmol 651.04
Nm313915.83 41747.49 13915.83 （3-2）式kmol 0.906 0.906
Nm320.290 20.290 121.77 40.58 (3-3)式kmol 7.485 7.485
Nm3167.66 167.664 670.656 335.328 (3-4)式kmol 0.078 0.234
Nm3 1.747 5.241 20.967 6.988 (3-5)式kmol 64.025
Nm31434.16 1434.16 1434.16 气体溶解Nm3 1.514 9.855
扩散损失Nm3-0.316 0.948 0.316 合计Nm3169.18 13915.51 1.747 20.29 1627.355 43995.04 15733.20 生成质量kg 19879.31 5.77 41.67 1307.69 21234.44 生成组分%(wt) 93.89 0.026 0.188 5.896 100
，驰放气为新鲜气的9%[14]。
设新鲜气量为G
新鲜气
表3.4驰放气组成
G新鲜气＝G消耗气+G驰放气=G消耗气+0.09 G新鲜气=43995.04+0.09 (3-1)
＝48346.20 Nm3/h
所以：G
新鲜气
新鲜气组成见表3.5。
表3.5甲醇合成新鲜气组成
测得：甲醇合成塔出塔气中含甲醇7.12%.根椐表3.2、3.3和表3.5，设出塔气量为G 出塔。又知醇后气中含醇0.61%。
所以：
13915.510.61%G G 醇后
出塔
=7.12% (3-2)
G 醇后=G 新鲜-(G 醇＋G 副＋G 扩)+G CH4= 48346.20-43995.043+169.178 （3-3）
=4520.34 Nm 3/h
所以：G 出塔＝195829.83Nm 3/h
G 循环气= G 出塔-G 醇后-G 生成+G CH4-G 溶解=175735.43 Nm 3/h (3-4)
甲醇生产循环气量及组成见表3.6。
表3.6 甲醇生产循环气量及组成
单位：Nm 3/h 组成：%
G 入塔= G 循环气+G 新鲜气=17573.43+48346.20=224081.63 Nm 3/h (3-5)
由表3.5及表3.6得到表3.7。
表3.7甲醇生产入塔气流量及组成
组分
CO
CO 2 H 2 N 2 CH 4 Ar CH 3OH H 2O 合计 流量： 25001.64 7736.5 172183.5 5610.79 8417.73 4041.91 1071.99 17.93 224081.63 组成% 11.157
3.453
76.84
2.504
3.757
1.804
0.479
0.005
100
单位：Nm 3/h
又由G 出塔= G 循环气-G 消耗＋G 生成 （3-6） 据表3.3、3.7、得甲醇出塔流量及组成表3.8。
表3.8 甲醇出塔流量及组成
组分 CO CO 2 H 2 N 2 CH 4 Ar CH 3OH H 2O C 4H 9OH (CH 3)2
O 合计 出塔 12396.16
6230.18 142266.57 5614.73 8596.1 4046.91 14988.86 1645.29 1.747 20.29 195808.99 组成 6.331
3.182
72.666
2.867
4.39
2.067
7.655
0.084
0.0001
0.01
100
组分 CO CO 2 H 2 N 2 CH 4 Ar CH 3OH H 2O 合计 流量 11053.76 6150.74 139375.7 5605.96 8417.73 4041.91 1071.99 17.57 175735.43 组成
6.29
3.50
79.31
3.19
4.79
2.30
0.61
0.01
100
甲醇驰放气流量及组成见表3.9。
表3.9 甲醇驰放气流量及组成
组成CO CO2H2CH4Ar CH3OH H2O N2合计
流量273.688 152.291 3450.903 208.420 100.077 126.977 微138.801 4351.158
组成 6.49 3.61 81.92 4.95 3.30 0.63 3.19 100 单位：Nm3/h 组成：%
粗甲醇贮罐气流量及组成风表3.10。
表3.10 贮罐气组成、流量
组成CO CO2H2CH4Ar CH3OH N2合计
流量 1.514 7.584 0 1.514 0.794 0.316 0.757 12.479
组成12.132 60.774 0 12.132 6.363 2.532 6.066 100 单位：Nm3/h 组成：%
由表3.3到表3.10可得表3-11。
表3.11甲醇生产物料平衡汇总表
组成新鲜气循环气入塔气出塔气醇后气流量组成流量组成流量组成流量组成流量组成
Nm3(v)% Nm3(v)% Nm3(v)% Nm3(v)% Nm3(v)% CO 13947.88 28.85 11053.76 6.29 25001.64 11.157 12396.16 6.331 1249.14 27.70 CO21585.76 3.28 6150.76 3.50 7736.5 3.453 6230.18 3.182 143.384 3.18 H232807.73 67.86 139375.77 79.31 172183.5 76.84 142266.57 72.656 2943.76 65.28 N2 4.83 0.0001 5605.96 3.19 5610.79 2.504 5614.73 2.867 4.073 0.09 Ar 4046．91 2.30 4041.91 1.804 4046.91 2.067
CH48417．73 4.79 8417.73 3.757 8596.1 4.390 169.178 3.75 CH3OH 1071.99 0.61 1071.99 0.479 14988.86 7.655
C4H9OH 0.01 1.747 0.001
(CH3)2O 20.29 0.01
H2O 17.57 17.93 0.005 1645.29 0.084 微量
合计48346.20 100 175735.43 100 224081.63 100 195808.99 100 4509.53 100
根椐计算结果，可画出甲醇生产物流图，如
图3.1 甲醇生产物流图
3.2甲醇精馏的物料衡算
3.2.1预塔的物料衡算
(1)进料
A.粗甲醇：22782.21kg/h以上计算列表3.12。
表3.12粗甲醇的进料组分和组成
B.碱液：据资料，碱液浓度为8%时，每吨粗甲醇消耗0.1 kg的NaOH.则消耗纯NaOH：
0.1⨯22.78221=2.278kg/h
换成8%为：2.278
8%
=28.475kg/h
C.软水据资料记载，软水加入量为精甲醇的20%计，则需补加软水：
21412.66⨯20%-28.475⨯（1-8%）=4256.335 kg/h 据以上计算列表3.13。
表3.13 预塔进料及组成
物料量：kg/h CH3OH H2O NaOH (CH3)2O C4H9OH 合计粗甲醇22412.66 1322.11 41.67 5.77 22782.21 碱液26.197 2.278 28.475 软水4256.335 4256.335 合计22412.66 5604.642 2.278 41.67 5.77 27067.02
(2)出料
A.塔底：甲醇：22412.66 kg/h
B.塔底水：粗甲醇含水：1322.1 kg/h
碱液带水：26.194 kg/h
补加软水：4256.335 kg/h
合计：5604.642 kg/h
C.塔底异丁醇及高沸物：5.77 kg/h
D.塔顶二甲醚及低沸物：41.67 kg/h
由以上计算列表3.14。
表3.14预塔出料流量及组成
物料量CH3OH H2O NaOH (CH3)2O C4H9OH 合计
塔顶41.67 41.67
塔底21412.66 5604.642 2.278 5.77 27025.35 合计21412.66 5604.642 2.278 41.67 5.77 27067.02 单位：kg/h
3.2.2 主塔的物料平衡计算
加压塔和常压塔的采出量之比为2:1，常压塔釜液含甲醇1%。
(1)进料
加压塔：预后粗甲醇：27067.02 kg/h
常压塔：27067.02-21412.66 2/3=12750.24 kg/h
(2)出料
A.加压塔：塔顶：21412.66⨯2/3=14275.11 kg/h
塔釜：12750.24 kg/h
B.常压塔：塔顶：21412.66⨯1/3⨯99%=7066.18 kg/h
塔釜：（12750.24-7066.18）⨯1%+5604.642+2.278+5.77=5684.06 kg/h
总出料：由以上计算.得表3.15甲醇精馏塔物料平衡汇总表：单位：kg/h
表3.15甲醇精馏塔物料平衡汇总
物料物料加压塔顶出料常压塔顶出料常压塔釜出料合计
甲醇21412.66 14275.11 7066.18 71.37 21412.66 NaOH 2.278 2.278 2.278
水5604.642 5604.642 5604.642 高沸物 5.77 5.77 5.77
合计27025.35 14275.11 7066.18 5684.06 27025.35 单位：kg/h
根椐计算结果可画出粗甲精馏物流图，见图3.2。
4.预塔顶出料 6.加压塔顶出料7.常压塔顶出料
2．软水
3．碱液
5.预塔底出料8.常压塔釜出料
图3.2 粗甲醇精馏物料流程图
第四章 甲醇生产的能量平衡计算
4.1 合成塔能量计算
∑Q=∑（G×Cm×Tm ） （4-1）
G ——各组分流量，m 3/h;
Cm ——各组分的比热容，kJ/（m 3.k ）; Tm ——气体温度，k;
已知：合成塔入塔气为220 ℃，出塔气为250 ℃，热损失以5%计，壳层走4MPa 的沸水.
查《化工工艺设计手册》得，4 MPa 下水的气化潜热为409.7 kmol/kg ，即1715.00 kJ/kg ，密度799.0 kg/m 3，水蒸气密度为19.18 kg/m 3，温度为250 ℃.入塔气热容见4.1.
表4.1 5MPa ，220℃下入塔气除(CH 3OH)热容
组分 CO CO 2 H 2 N 2 Ar CH 4 合计 流量 25001.64 7730.5 172183.5 5610.79 4041.91 8417.73 222986.07 比热 30.15 45.95 29.34 30.35 21.41 47.05 30.64 比例%
11.21
3.47
77.22
2.52
1.81
3.77
100
比热：kJ/（kmol ℃） 流量：Nm 3
查得220℃时甲醇的焓值为42248.46 kJ/kmol ，流量为1071.99Nm 3.
所以：Q 入=42248.46⨯
1071.99
22.4
+222986.07⨯30.64=2021871.73+6832293.19 =8854164.92kJ 出塔气热容除(CH 3OH)见表4-2.
表4.2 5MPa ，250℃下出塔气除(CH 3OH)热容
组分 CO CO 2 H 2 N 2 Ar CH 4 C 4H 9OH (CH 3)2O H 2O 合计 流量
12396.16
6230.18 142266.57 5614.73
4046.91
8596.1
1.747
20.29
1645.29
180820.13
比热
30.13
46.58 29.39 30.41 21.36 48.39 170.97 95.85 83.49 28.89 比例% 6.331
3.182
72.656
2.867
2.067
4.39
0.0001
0.01
0.084
100
流量3
Nm ，比热/(kmol )kJ C ⋅。
查得250℃时甲醇的焓值为46883.2 kJ/kmol，流量为14988.86 Nm3.
所以：Q
出=46883.2⨯
14988.86
22.4
+28.89⨯180820.13=31371683.98+5223893.556
=36595577.53kJ
Q反应=[13915.83
22.4
⨯102.37+
20.29
22.4
⨯200.39+
167.664
22.4
⨯115.69
+
1.747
22.4
⨯49.62+
1434.16
22.4
⨯(-42.92)] ⨯1000=61856469.16kJ
Q热损失=(Q入＋Q反应) ⨯5%=(8854164.92+61856469.16) ⨯5% (4-2) =3535531.7 kJ
所以：壳程热水带走热量
Q传= Q入+ Q反应- Q出- Q热(4-3) =8854164.92+61856469.16-3535531.7-36595577.53 =30579524.84 kJ
又：Q
传= G
热水
r
热水(4-4)
所以：G
热水=
30579524.84
1714.99
=17830.73kg/h
即时产蒸气
17830.73
19.18
=929.65m3 4.2 常压精馏塔能量衡算
X f=
(7066.1871.37)32
(7066.1871.37)32 2.278405604.6418.02
+÷
+÷+÷+÷
=0.415 (4-5)
查《化工工艺设计手册》，甲醇露点温度t=66.81℃≈67℃
操作条件：塔顶67℃，塔釜105℃，进料温度124℃，回流液温度40℃。4.2.1带入热量
表4.3常压塔各组分入热量
物料进料回流液加热蒸汽
组分甲醇水+碱甲醇
流量：kg/h 7137.55 5606.92 560692.4
温度：℃124 124 40
比热：kJ/kg℃ 2.68 4.26 2.68
热量:kg/h 2371950.62 2961477.19 5434225.28 Q加热
年产50万吨煤制甲醇生产的工艺设计毕业论文
年产50万吨煤制甲醇生产的工艺设计毕业论文 目录 1 前言 (1) 1.1 合成甲醇的发展历程 (1) 1.2 合成甲醇的重要性 (1) 1.3 国外甲醇的生产和供需概况 (2) 1.3.1 国外甲醇的生产和供需概况 (2) 1.3.2 国甲醇的生产和供需概况 (3) 1.4 甲醇的生产方法 (4) 1.5 甲醇的生产规模 (6) 1.6 粗甲醇的精制原理 (6) 1.6.1 粗甲醇的组成 (6) 1.6.2 粗甲醇中杂质的分类 (7) 1.6.3 精甲醇的质量标准 (8) 1.7 几种典型的甲醇精制工艺流程 (9) 2 甲醇合成催化剂及合成工艺选择 (12) 2.1 催化剂选择 (12) 2.2 反应温度 (12) 2.3 反应压力 (13) 2.4 气体组成 (13) 2.5 空速 (13) 3 原料气的制取工艺 (15) 3.1 煤的选用 (15) 3.2 气化工艺 (15) 3.3 原料气的变换 (17) 3.4 脱硫脱碳工艺 (18) 3.5 合成工艺流程 (20) 3.6 精馏方案选择 (21) 4 物料衡算 (22) 4.1 合成过程的反应方程 (22)
4.2 合成塔物料衡算 (22) 4.3 合成反应中各气体消耗和生产量 (23) 4.4 新鲜气和驰放气量的确定 (24) 4.5 循环气气量的确定 (25) 4.6 入塔气和出塔气组成 (26) 4.7 甲醇分离器出口气体组成 (28) 4.8 贮罐气组成 (29) 5 热量衡算 (31) 5.1 合成塔热量衡算相关计算式 (31) 5.1.1 合成塔入塔热量计算 (31) 5.1.2 合成塔的反应热 (32) 5.1.3 合成塔出塔热量计算 (32) 5.2 合成塔热量损失 (33) 5.3 蒸汽吸收的热量 (33) 5.4 合成气换热器的热量衡算 (34) 5.4.1 合成气入换热器的热量 (34) 5.4.2 合成气出换热器的热量 (34) 5.5 换热器的热量衡算 (34) 5.5.1 入换热器的出合成塔气热量 (34) 5.5.2 出换热器的出合成塔气热量 (35) 5.6 水冷器的热量衡算 (35) 5.6.1 入水冷器的热量 (35) 5.6.2 出水冷器的热量 (35) 5.6.3 冷却水的用量 (36) 5.7 甲醇分离器的热量衡算 (36) 6 合成工段的设备选型 (37) 6.1 催化剂的使用量 (37) 6.2 合成塔的设计 (37) 6.2.1 换热面积的确定 (37) 6.2.2 换热管数的确定 (37) 6.2.3 合成塔直径 (38) 6.2.4 合成塔的壁厚设计 (38) 6.2.5 壳体设计液压强度校核 (38) 6.2.6 合成塔封头设计 (39) 6.2.7 折流板和管板的选择及设计 (39)
年产15万吨甲醇工艺设计大学本科毕业论文
年产15万吨甲醇工艺设计 With an Annual Production Capacity of 150 Thousand Tons of Methanol Process Design
年产15万吨甲醇工艺设计 摘要：甲醇是一种极重要的有机化工原料，也是一种燃料，是碳一化学的基础产品，在国民经济中占有十分重要的地位。近年来，随着甲醇下属产品的开发，特别是甲醇燃料的推广应用[1]，甲醇的需求大幅度上升。为了满足经济发展对甲醇的需求，开展了此15万t/a 的甲醇项目。设计的主要内容是进行物料衡算、热量衡算和主要设备的计算。本设计采用低压下利用Lurgi工艺合成甲醇;三塔精馏工艺精制甲醇，并对常压精馏塔进行工艺设计，设计出塔径为1600mm、填料层高度为17800mm、塔高为25640mm的填料精馏塔;此外严格控制三废的排放，充分利用废热，降低能耗，保证人员安全与卫生。 关键词: 工艺流程；甲醇合成；气体精馏
With an Annual Production Capacity of 150 Thousand Tons of Methanol Process Design Abstract: Methanol is a kind of very important organic raw materials, also a kind of fuel and the basis of chemicals products. Methanol occupies an important position in national economy. With the development of methanol affiliate products, especially the application of methanol fuel [1], the demand of methanol is rising sparkly. In order to meet the need of economic development of methanol, we carry out the project of 150 thousand t/a methanol. The main content of design are material balance, energy balance and the design of main equipment. The Lurgri technique is used for synthesizing methanol; Methanol is refined by three towers distillation process, and this process choose to design the atmospheric distillation tower, which packing column height is 17800mm, the diameter of tower is 1600 mm, the total height is 25640mm; In addition to strictly control the “three waters” emissions, this process make full use of water heat, reduce the energy consumption and safeguard personnel safety and hygiene. Key word: technological process; methanol synthesis; the methanol distillation
年产15万吨甲醇合成二甲醚工艺设计毕业论文
年产15万吨甲醇合成二甲醚工艺设计 The Process Design of 150kt/a Dimethyl Ether Prepared by Methanol 目录 摘要 ..................................................................................................I矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。Abstract........................................................................................... II聞創沟燴鐺險爱氇谴净。引言 ............................................................................................... 1残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。第一章文献综述.. (3) 1.1 二甲醚概况 (3) 1.1.1 二甲醚的发展状况 (3) 1.1.2 二甲醚的传统领域的应用及其拓展............................................. 4酽锕极額閉镇桧猪訣锥。 1.2 国内二甲醚市场简况 (5) 1.2.1 现状 (5) 1.2.2 国内市场预测 (7) 1.3 国外二甲醚市场简况 (8) 1.3.1 现状 (8) 1.3.2 国外市场预测 (10) 1.4 原料说明.......................................................................................... 12彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。 1.4.1 物理性质 (11) 1.4.2 化学性质....................................................................................... 12謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。 1.5 二甲醚的性质.................................................................................. 13厦礴恳蹒骈時盡继價骚。 1.5.1 化学性质....................................................................................... 13茕桢广鳓鯡选块网羈泪。 1.5.2 物理性质....................................................................................... 13鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。 1.5.3 DME的毒性.................................................................................. 14籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。
应用化工技术毕业设计(论文)-甲醇合成技术的研究进展
毕业设计（论文）甲醇合成技术的研究进展 专业名称：应用化工技术 学生姓名：丁志敏 班级： 2010应化（1）班 学号： 1006100101 指导教师：刘迪 2012 年12月15日
摘要 介绍了近年国内甲醇产业最新发展情况，特别对煤基甲醇和以它为原料生产低碳烯烃作了比较详细论述。煤基甲醇制乙烯和丙烯在我国具有重要意义，2006年我国甲醇表观消费量达800万吨，2007年需求量将达900万吨以上，今后几年还将以每年8%-10%的速度增长。甲醇生产能力和产量的快速增长、特别是煤基甲醇的兴起已引起关注。预计，煤基甲醇为原料生产乙烯、丙烯和作为新型燃料以及相关技术，在中国具有璀璨的发展空间和广阔的市场前景。 关键词：甲醇，煤气化，燃料，烯烃
目录 前言 (1) 1 天然气制甲醇合成气工艺及进展 (2) 1.1天然气添加CO2一段蒸汽转化 (2) 1.2天然气与CO2催化转化 (2) 1.3两段转化法 (3) 1.3.1常规两段蒸汽转化法 (3) 1.3.2纯氧换热转化工艺 (3) 1.4甲烷部分氧化 (4) 1.4.1非催化部分氧化 (4) 1.4.2催化部分氧化 (4) 2 甲醇合成反应器的分析与选择 (5) 2.1国外主要甲醇合成反应器 (5) 2.1.1 ICI冷激型反应器 (5) 2.1.2 Lurgi管壳型甲醇合成塔 (5) 2.2国外甲醇反应器发展趋势 (6) 2.3国内甲醇反应器研发情况 (7) 2.3.1绝热管壳式反应器 (7) 2.3.2内冷管壳式反应器 (7) 3 LURGI型轴向低压甲醇合成技术 (9) 3.1工艺流程 (9) 3.2合成塔结构 (9) 3.3技术特点 (11) 4 大型甲醇技术发展现状评述 (12) 4.1计算技术的发展 (12) 4.2新的甲醇工艺流程配置 (12) 4.3甲醇合成催化剂性能的不断提高 (14) 5 总结 (15) 参考文献 (16) 致谢 (17)
甲醇生产工艺毕业论文
甲醇生产工艺毕业论文 毕业论文-------甲醇生产工艺简介甲醇是重要的有机化工产品，本文对甲醇的生产工艺和国内发展现状进行了分析，目前生产甲醇的主要原料是煤和天然气，未来3~5年国内甲醇装置将供过于求，建议控制国内甲醇装置建设过热的势头，提出加快甲醇下游生物产品的开发步伐。甲醇是一种透明、无色、易燃、有毒的液体，略带酒精味。熔点-97.8度，沸点64.8度，闪点12.22度，自燃点470度，相对密度0.7915(20度/4度)，爆炸极限 下限6%，上限36.5%，能与水、乙醇、乙醚、苯、丙酮和大多数有机溶剂相混溶。 它是重要有机化工原料和优质燃料。主要用于制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫酸二甲脂等多种有机产品，也是农药、医药的重要原料之一。甲醇亦可代替汽油作燃料使用。 甲醇是假酒的主要成分，过多食用会导致失明，甚至死亡! 一．国外生产情况和分析 国外甲醇工艺技术：国外以天然气为原料生产的甲醇占92% , 以煤为原料生产的甲醇2. 3% , 因此国外公司的甲醇技术均集中于天然气制甲醇。国际上广泛采用的先进的甲醇生产工艺技术主要有:DAV Y (原I. C. I)、O PSO E、U hde、L u rgi 公司甲醇技术等, 不同甲醇技术的消耗及能耗差异不大, 其主要的差异在于所采用的主要设备甲醇合成塔的类型不同。 DAV Y甲醇技术特点:DAV Y 低压甲醇合成技术的优势在于其性能优良的低压甲醇合成催化剂, 合成压力: 5. 0~10M Pa, 大规模甲醇生产装置的合成压力为8~10M Pa。合成塔型式有: 第一种, 激冷式 合成塔, 单塔生产能力大, 出口甲醇浓度约为4~ 6%vo l。第二种, 内换热冷管式甲醇合成塔。又开发了水管式合成塔。精馏多数采用二塔, 有时也用三塔精馏,与蒸汽系统设置统一考虑。蒸汽系统: 分为高压10.5M Pa、中压2. 8M Pa、低压0. 45M Pa 三级。转化产生的废热
甲醇合成的毕业设计
甲醇合成的毕业设计 篇一：年产22万吨甲醇合成工艺设计毕业论文 年产22万吨甲醇合成工艺设计 The Synthesis Process Design of 220kt/a Methanol 毕业论文（设计）原创性声明 本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名：日期： 毕业论文（设计）授权使用说明 本论文（设计）作者完全了解**学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许论文（设计）进入学校图书馆被查阅。学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容。保密的论文（设计）在解密后适用本规定。
作者签名：指导教师签名： 日期：日期： 注意事项 1.设计（论文）的内容包括： 1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作） 2）原创性声明 3）中文摘要（300字左右）、关键词 4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入） 6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论 7）参考文献 8）致谢 9）附录（对论文支持必要时） 2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。 3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文
（复印件）。 4.文字、图表要求： 1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写 2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画 3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印 4）图表应绘制于无格子的页面上 5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档 5.装订顺序 1）设计（论文） 2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订 3）其它 目录
年产1万吨甲醇工艺设计
年产1万吨甲醇工艺设计
中南民族大学 毕业设计 学院：化学与材料科学学院 专业：化学工程与工艺年级：09级题目: 年产1万吨甲醇工艺设计学生姓名：周蓉学号：09081239
指导教师姓名：洪景萍职称: 副教授 年月日 中南民族大学本科毕业论文（设计）原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：年月日
目录
一前言 (5) 1.1甲醇的生产发展历史 (5) 1.2甲醇的性质 (5) 1.3甲醇的用途 (5) 1.4甲醇的生产方法 (6) 1.5甲醇的应用 (6) 1.6甲醇生产工艺条件的确定 (6) 1.7甲醇市场前景 (9) 1.8甲醇生产原料 (10) 1.9 原料煤的规格 (10) 二甲醇生产的工艺流程设计 (10) 2.1 煤气化路线的选择 (11) 2.2净化工艺方案的选择 (13) 2.3合成甲醇工艺选择 (14) 2.4甲醇精馏 (16) 三工艺流程 (18) 3.1 GSP气化工艺流程 (18) 3.2净化装置工艺流程 (19) 3.3甲醇合成工艺流程 (25) 3.4甲醇精馏工艺流程 (26) 3.5氨吸收制冷流程 (27) 四工艺计算 (29) 4.1物料衡算 (29) 4.2能量衡算 (35) 五甲醇合成塔的工艺计算及选型 (41) 六三废处理 (45) 6.1甲醇生产对环境的污染 (46) 6.2 处理方法 (46) 参考文献 (47)
(完整版)年产8万吨甲醇的生产工艺设计毕业设计
年产8万吨甲醇的生产工艺设计 An annual output of 80ktons of methanol process design 目录 摘要 ....................................................................................................................... Abstract ................................................................................................................前言 .......................................................................................................................第一章概述....................................................................................................... 1.1 甲醇的性质........................................................................................................ 1.2 甲醇的用途........................................................................................................ 1.3 甲醇生产工艺的发展......................................................................................... 1.4 甲醇的合成方法 ................................................................................................ 1.4.1 常用的合成方法 .................................................................................................... 1.4.2 本设计所采用的生产方法 .................................................................................... 1.5 生产方案与工艺流程设计 ................................................................................. 1.6 工艺流程简述.................................................................................................... 1.6.1 甲醇合成工艺流程简述 ........................................................................................ 1.6.2 甲醇精馏工艺流程简述 ........................................................................................第二章工艺计算...............................................................................................
【最新版】年产15万吨甲醇合成工艺设计毕业论文
年产15万吨甲醇合成工艺设计 The Design of Methanol Synthesis Process of 150kt/a
目录 摘要 (Ⅰ) Abstract (Ⅱ) 引言 (1) 第一章概述 (2) 1.1甲醇的设计背景 (2) 1.1.1甲醇的性质 (2) 1.1.2甲醇的用途 (2) 1.2 甲醇生产的发展 (3) 1.2.1甲醇工业的发展 (4) 1.2.2甲醇生产相关技术的发展 (4) 1.3 甲醇合成工艺原理 (5) 1.4甲醇的合成方法 (5) 1.4.1.常用的合成方法 (5) 1.4.2 合成方法的选择 (5) 第二章工艺流程设计 (6) 2.1 合成工艺流程介绍 (6) 2.2工艺条件的选择 (7) 第三章合成工艺设计计算 (9) 3.1物料衡算 (10) 3.1.1合成塔物料衡算 (10) 3.1.2分离器物料衡算 (13) 3.2 甲醇生产的能量平衡计算 (14) 3.2.1合成塔热量衡算 (14) 3.2.2水冷器热量衡算 (17) 第四章设备计算及选型 (19)
4.1 甲醇合成塔设备工艺计算 (19) 4.1.1确定流体流量 (19) 4.2 传热面积的确定 (20) 4.3催化剂用量的确定 (20) 4.4设备参数计算 (20) 4.4.1传热管数的确定 (20) 4.4.2合成塔壳体直径的确定 (20) 4.4.3 合成塔壳体厚度的确定 (20) 4.4.4合成塔封头的确定 (21) 4.4.5管子拉脱力的计算 (21) 4.5折流板的确定 (22) 4.6塔体工艺设计参数验算 (22) 4.6.1热流量核算 (22) 4.6.2传热面积核算 (23) 结论 (24) 致谢 ........................................................................................................... 错误！未定义书签。参考文献 (24) 附录 (33) 附录A工艺流程图 (33) 附录B 设备图 (33) .
年产15万吨甲醇制乙烯精馏工段工艺设计毕业设计
中国矿业大学银川学院本科毕业设计 （2010 届） 题目年产15万吨甲醇制乙烯精馏工段 工艺设计
1.设计年产15万吨甲醇精馏段，年开车时间7920小时，工艺采用以煤制气为原料合成粗甲醇，经预精馏塔、加压精馏塔和常压精馏塔分离后得到精甲醇的新节能型三塔工艺流程开发的 2.计算条件： ①原料气组成 CH3OH H2O CH3CH2OH 轻馏分杂醇 Wt% 95 3.72 0.1 1.11 0.07 ②精甲醇收集：99.6% ③废水中甲醇含量：50ppm 3.设计要求： ①编写计算说明书，其中包括综述，工艺路线选择，物料衡算与工艺计算，主要塔设备计算，热量衡算等。 ②图纸（3张）：甲醇精馏段带控制点工艺流程图，平面布置图，工段主要物料管道图，精馏塔图，主要设备图等 ③说明书可以电脑打字，图纸均为CAD绘图
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
年产5万吨甲醇合成工段工艺设计
年产15万吨甲醇合成工段工艺设计 Process Design of 150 kt/a Methanol Synthesis Section 目录 摘要............................................. ...............I Abstract........................................................ I I 引言. (1) 第1章概述 (2) 1.1甲醇的概述 (2) 1.1.1理化性质 (2) 1.1.2制法 (2) 1.1.3用途 (2) 1.1.4健康危害 (2) 1.1.5市场分析 (3) 1.2焦炉煤气 (3) 1.2.1概述 (3) 1.2.2构成 (4) 1.2.3特点 (4) 1.3甲醇的生产方法 (4) 1.4焦炉煤气制甲醇的发展前景 (5) 第2章甲醇的合成 (5) 2.1甲醇合成的基本原理 (5) 2.2甲醇合成的工艺条件 (7) 2.2.1温度 (7) 2.2.2压力 (8)
2.2.3原料气组成 (8) 2.2.4空间速率 (8) 2.3甲醇合成的工艺流程 (9) 2.4甲醇合成反应器 (10) 2.4.1工艺对甲醇合成反应器的要求 (10) 2.4.2合成反应器的结构和材质 (10) 2.4.3反应器的材质 (13) 第3章物料衡算 (13) 3.1物料衡算 (13) 3.2能量衡算 (16) 第4章甲醇合成塔的工艺计算 (22) 4.1传热面积及催化剂用量 (22) 4.1.1传热面积 (22) 4.1.2催化剂用量 (22) 4.2换热管的选用及排列 (22) 4.2.1管子的选用 (22) 4.2.2管子的排列 (22) 4.3壳体和封头的计算 (23) 4.3.1壳体直径 (23) 4.3.2壳体厚度 (23) 4.3.3封头的确定 (23) 4.4管子拉脱力的计算 (23) 4.5管板、折流板的确定 (24) 4.5.1管板 (24) 4.5.2折流板 (25) 4.6支座的设计 (25) 4.7合成塔设计汇总表 (25) 结论 (26) 致谢.......................................... 错误!未定义书签。
年产30万吨粗甲醇精馏工段的设计毕业论文
年产30万吨粗甲醇精馏工段的设计毕业论文目录 第1章总论 (1) 1.1 概述 (1) 1.1.1意义及作用 (1) 1.1.2 国外现状 (1) 1.1.3 产品性质与特点 (4) 1.1.4 产品的生产方法概述 (5) 1.2 设计依据 (5) 1.3 设计规模 (6) 1.4 原料及产品规格 (6) 1.4.1 主要原料规格及技术指标 (6) 1.4.2 产品规格 (6) 第2章设计方案 (8) 2.1 工艺原理 (8) 2.2甲醇精馏工艺论证 (8) 2.2.1精馏工艺和精馏塔的选择 (8) 2.2.2单塔精馏工艺 (8) 2.2.3双塔精馏工艺 (9) 2.2.4三塔精馏工艺 (10) 2.2.5双塔与三塔精馏技术比较 (11)
2.2.6精馏塔的选择 (12) 2.3工艺流程简述 (13) 第3章工艺设计计算 (16) 3.1工艺参数 (16) 3.2 物料衡算的意义和作用 (17) 3.2.1 物料衡算 (17) 3.2.2 总物料衡算表 (20) 3.3热量衡算 (21) 3.3.1预塔热量衡算 (23) 3.3.2主塔热量衡算 (25) 3.3.3常压精馏塔能量衡算 (27) 3.4热量衡算表 (31) 第4章主要设备的工艺计算及选型 (32) 4.1理论板数的计算 (32) 4.1.1常压塔理论塔板计算 (32) 4.2常压精馏塔主要尺寸的计算 (34) 4.2.1常压精馏塔设计的主要依据和条件 (34) 4.2.2初估塔径 (36) 4.2.3塔件设计 (38) 4.2.4塔板流体力学验算 (41) 4.2.5 负荷性能 (43) 4.2.6常压塔主要尺寸确定 (46)
年产10万吨甲醇羰基化制醋酸工艺流程论文
诚信声明 本人声明： 我所呈交的本科毕业设计论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名：日期：年月日
毕业设计（论文）任务书 设计（论文）题目：年产10万吨甲醇羰基化制醋酸工艺流程学院：专业：工业分析与检验班级： 学生：指导教师： 1．设计（论文）的主要任务及目标 (1) 醋酸的性质 (2) 乙酸的性质 (3) 物料衡算 2．设计（论文）的基本要求和内容 (1) 概述 (2) 工艺条件 (3) 性质 3．主要参考文献 [1] 李东风,李炳奇.有机化工工艺学[M].华中科技大学出版社,2007.8 [2] 现代化工. 2010(30)2:78 [3] 佟项军．乙醛氧化法合成醋酸[M]．吉林：吉林化工出版社，1990.
年产10万吨甲醇羰基化制醋酸工艺流程 摘要 本文介绍了生产醋酸的几种工艺方法、特点以及主要工艺技术研究进展情况。特别介绍了甲醇低压羰基合成醋酸工艺及其改进工艺。 醋酸是一种用途广泛的基本有机产品, 也是化工、医药、纺织、轻工、食品等行业不可缺少的重要原料。随着醋酸衍生产品的不断发展, 以醋酸为基础的工业不仅直接关系到化学工业的发展，而且与国民经济的各个行业息息相关，醋酸生产与消费正引起世界各国的普遍重视，为了满足经济发展对醋酸的需求，开展了此年产10万吨醋酸项目。本设计采用成熟的乙醛氧化法合成醋酸。首先确定乙醛氧化法生产醋酸工艺流程，然后对整个工艺过程进行物料和能量衡算。 关键词：醋酸;工艺;综述
年产14万吨燃料乙醇厂初步工艺设计重点设备——发酵罐毕业论文
毕业设计说明书(论文) 作者：常月媛学号：0904150101院系：化学工程学院 专业：生物工程 题目：年产14万吨燃料乙醇厂初步工艺设计 重点设备——发酵罐 指导者：刘月华副教授吴冬志工程师评阅者： 2013 年6 月吉林
摘要 燃料乙醇的开发和研究在当今世界面临着能源枯竭的情况下，具有重要的战略意义。本毕业课题总结了燃料乙醇的基本情况和国内外使用现状，论述了我国推广使用燃料乙醇的意义。采用干法粉碎技术对原料进行粉碎处理，运用喷射闪蒸技术进行常压蒸煮，通过液糖化过程，进行大罐连续发酵，采用传统式三塔蒸馏技术直接蒸汽进行加热蒸馏，排醛脱水得到无水乙醇，最后以95:5（体积比）和93号汽油混合变性，得到成品燃料乙醇。运用理论基础知识，本设计对年产14万吨燃料乙醇生产过程进行了工艺计算，为最初设备选型提供理论依据。再根据本文所采取的的工艺流程和工艺计算做出主要的设备选型。同时，针对乙醇生产后的乙醇糟和废水进行处理，节约了投资成本，保护环境，增加经济效益。 关键词：燃料乙醇；工艺设计；工艺流程；设备选型
Abstract The research and development of fuel ethanol has important strategic significance, in today's world is facing energy depletion situation. This paper summarizes the basic situation of fuel ethanol and the use of fuel ethanol at home and abroad, at the same time, discussed our country to promote the use of fuel ethanol significance. Dry grinding technology which uses for raw materials pulverizing process, using the flash technologies injection pressure cooking, after saccharification process the fluid into large tanks in progress continuous fermentation, using the three-tower distillation technology to heat distillation, Finally, 95:5 (volume ratio) and 93 gasoline hybrid variability, get finished fuel ethanol. The use of basic knowledge of the theory, the design for the annual output of 140,000 tons of fuel ethanol production process of the calculation process, in order to provide a theoretical basis for the initial equipment selection. Taken according to this process and the process of making a major computing equipment selection. Meanwhile, treatment the bad ethanol and wastewater which is getting ethanol production will save the cost of investment, protect to the environment and increase to economic efficiency. Key words: fuel ethanol; process design; process flow; equipment selection
年产30万吨甲醇精致工段工艺设计本科
沈阳化工大学科亚学院 本科毕业论文 题目：年产30万吨甲醇装置精制工段工艺设计 院系：沈阳化工大学科亚学院 专业：化学工程与工艺 班级： 1101 学生姓名：郑亿 指导老师：吴静 论文提交时间：2015年5月29日 论文答辩时间：2015年6月1日
毕业设计（论文）任务书
摘要 甲醇是重要的化工原料和清洁燃料，用途广泛，在国民经济中占有十分重要的地位。近些年，随着甲醇下游产品的开发及甲醇作为燃料的推广，甲醇的需求量大幅增长。 经过分析比较各种精馏工艺，本设计采用甲醇二塔精馏流程。该设计遵循“技术先进、工艺成熟、经济合理、安全环保”等原则，在充分论证甲醇精馏的发展历程和国内外的研究现状，熟悉甲醇精馏工艺流程、技术设备等基础上，并在Aspen 化工模拟系统中的塔精馏模块对常压精馏塔进行模拟的辅助下最后绘制出工艺流程图、带控制点的物料流程图、设备图和设备布置图。此外，该设计充分考虑环境保护和劳动安全，以减少“三废”排放，加强“三废”治理。 关键词：甲醇；精馏；模拟
Abstract Methanol is an important chemical raw material. It is also a clean and versatile fuel which plays a very important role in the nowadays national economy. With the development of downstream products of methanol, it has promoted the substantial growth demand for methanol in recent years. After analysis and comparison of various distillation processes, this design uses two towers of methanol distillation. The design follows the principal of advanced-technology, maturity economic and environmental protection. In full demonstration research status methanol distillation course of development at home and abroad, and bases on the familiar with methanol distillation process, with the aids of technical equipment and Aspen PLUS simulation of chemical materials flow chart of column distillation system module, to simulate atmospheric distillation to draw the final process flow sheet and material flow chart with control points, and the equipment layout. In addition, the design fully considers environmental protection and labor safety in order to reduce the three wastes and to strengthen the three wastes treatment.
年产15万吨煤制甲醇生产的工艺设计0
目录 1 设计背景 (1) 1.1 合成甲醇的发展历程 (1) 1.2 甲醇的生产方法 (1) 1.3 几种典型的甲醇精制工艺流程 (2) 2 甲醇合成催化剂及合成工艺选择 (4) 2.1 催化剂选择 (4) 2.2 反应温度 (4) 2.3 反应压力 (5) 2.4 气体组成 (5) 2.5 空速 (6) 3 工艺选择 (7) 3.1 煤的选用 (7) 3.2 气化工艺 (7) 3.3 原料气的变换 (8) 3.4 脱硫脱碳工艺 (9) 3.5 合成工艺流程 (11) 3.6 精馏方案选择 (12) 4 物料衡算 (13) 4.1 合成过程的反应方程 (13) 4.2 合成塔物料衡算 (13) 4.3 合成反应中各气体消耗和生产量 (14) 4.4 新鲜气和驰放气量的确定 (16) 4.5 循环气气量的确定 (17) 4.6 入塔气和出塔气组成 (18) 4.7 甲醇分离器出口气体组成 (19) 5 热量衡算 (21) 5.1 合成塔热量衡算相关计算式 (21)
5.1.1 合成塔入塔热量计算 (21) 5.1.2 合成塔的反应热 (22) 5.1.3 合成塔出塔热量计算 (22) 5.2 合成塔热量损失 (23) 5.3 蒸汽吸收的热量 (23) 5.4 合成气换热器的热量衡算 (24) 5.4.1 合成气入换热器的热量 (24) 5.4.2 合成气出换热器的热量 (24) 5.5 换热器的热量衡算 (25) 5.5.1 入换热器的出合成塔气热量 (25) 5.5.2 出换热器的出合成塔气热量 (25) 5.6 水冷器的热量衡算 (25) 5.6.1 入水冷器的热量 (25) 5.6.2 出水冷器的热量 (25) 5.6.3 冷却水的用量 (26) 5.7 甲醇分离器的热量衡算 (26) 6 合成工段的设备选型 (28) 6.1 催化剂的使用量 (28) 6.2 合成塔的设计 (28) 6.2.1 换热面积的确定 (28) 6.2.2 换热管数的确定 (28) 6.2.3 合成塔直径 (28) 6.2.4 合成塔的壁厚设计 (29) 6.2.5 壳体设计液压强度校核 (29) 6.2.6 合成塔封头设计 (30) 6.2.7 折流板和管板的选择及设计 (30) 6.2.8 支座 (30) 6.3 合成气进塔换热器的选型 (31)
年产20万吨煤制甲醇生产工艺毕业设计5
2012 届毕业设计说明书 年产20万吨煤制甲醇生产工艺设计 系、部: 材料与化学工程系 学生姓名：刘芳 指导教师: 王金银职称：教授 专业：化学工程与工艺 班级: 化本0801班 完成时间: 2012年5月 摘要
甲醇是一种极重要的有机化工原料，也是一种燃料，是碳化学的基础产品，在国民经济中占有十分重要的地位.近年来，随着甲醇下属产品的开发，特别是甲醇燃料的推广应用,甲醇的需求大幅度上升.为了满足经济发展对甲醇的需求，开展了此20万t/a的甲醇项目。设计的主要内容是进行工艺论证，物料衡算和热量衡算等。本设计本着符合国情、技术先进和易得、经济、环保的原则,采用煤炭为原料;利用GSP气化工艺造气；NHD净化工艺净化合成气体；低压下利用列管均温合成塔合成甲醇；三塔精馏工艺精制甲醇;此外严格控制三废的排放，充分利用废热，降低能耗,保证人员安全与卫生。 关键词：甲醇合成；气体精馏；工艺流程 ABSTRACT Methanol is a kind of very important organic chemical raw materials， is also a
kind of fuel, is a chemical carbon based products， in the national economy occupies very important position。 In recent years, with the development of methanol subordinate products, especially the popularization and application of the methanol fuel, methanol demand increases. In order to meet the needs of economic development， methanol, carried out the 200000 t/a of methanol project. The design of the main content is process demonstration， and the material balance calculations and heat balance calculations，etc。 This design with the situation of China， with advanced technology and are easy, economy, environment protection principle, the coal for raw materials； Use of GSP gasification process the gasification；NHD purification process synthesis gas purification; Low voltage of mean temperature tube synthesis tower methanol synthesis；Three tower distillation process refined methanol; In addition to strictly control the "three wa stes” emissions, make full use of waste heat， reduce the energy consumption and ensure safety and health personnel。 Keywords：methanol synthesis；gas distillation；process flow 目录