年产10万吨甲醇合成工艺设计缩写稿

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最新年产10万吨煤合成甲醇工厂设计

最新年产10万吨煤合成甲醇工厂设计

年产10万吨煤合成甲醇工厂设计1 概述甲醇是重要的有机化工原料之一,是碳一化学的母体,广泛应用于生产塑料、纤维、橡胶、染料、香料、医药和农药等方面,也是一种重要的有机溶剂,由甲醇延伸的化工产品达数百种,在发达国家其产量仅次于乙烯、丙烯和苯,居第四位。

另外,甲醇是一种易挥发的无色透明液体,它与现实中使用的液体燃料具有极为相似的燃烧性能,它既具有燃烧性能好、辛烷值高、抗爆性能好等特点,又具有生产原料非常广泛的优势。

因此,早在20 世纪70 年代初,欧美的一些发达国家就将甲醇列为替代燃料,并开始了不同方式的研究开发与推广应用工作。

我国在这方面的起步工作也较早,20 世纪70 年代初期就有少数大专院校、科研单位和个别汽车制造企业开始了甲醇燃料的开发与应用工作,并取得了一定的进展。

综上所述,根据目前我国资源结构及能源供应的现状,大力发展煤炭洁净技术,对于调整和改善我国的能源结构,促进经济发展会起到更加积极的作用。

2 甲醇合成技术的发展1923 年德国首次用CO+H2 合成气在锌铬催化剂、高温高压下实现了甲醇合成工业化之后,甲醇生产便迅速发展,甲醇合成的方法也不断出现新的成就,最初采用的锌铬催化剂,甲醇合成反应温度在360~400 ℃,反应压力为20~30 MPa。

后来由于脱硫技术的发展及铜系催化剂研究与应用的成功,在较低的反应温度(240~300 ℃),较低的压力(5 MPa)下,即可获得较高的甲醇产率。

相对于锌铬系催化剂,铜系催化剂不仅活性好,而且选择性高,减少了副反应,不仅改善了甲醇质量,降低了原料气消耗,而且因反应压力低,工艺设备的制造比高压法更容易,投资少,能耗约降低了1/4,单位产品的成本较低,低压甲醇合成具有显著的优越性。

目前,国内外新上的单醇系统全采用低压工艺。

甲醇生产的另一个重要发展动向就是装置的大型化。

20 世纪90 年代以来,国外新建甲醇装置生产能力一般在50~80 万t/a,进入21 世纪后进一步提升至100 万t/a 以上,沙特国际石化公司(Sipchem)和伊朗国家石化公司(NPC)2004 年投产的甲醇装置均为100 万t/a。

【精品完整版】焦炉煤气合成甲醇工艺设计年产10万吨

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目录目录 (1)1 绪论 (2)1.1甲醇的国内外发展 (3)1.2甲醇的合成方法 (4)1.3合成路线 (4)1.4设计目的和意义 (8)2 精甲醇生产工艺计算 (10)2.1甲醇生产的物料平衡计算 (10)2.1.1合成塔物料平衡计算 (10)2.1.2 粗甲醇精馏的物料平衡计算 (18)2.2甲醇生产的能量平衡计算 (20)2.2.1 合成塔能量计算 (20)2.2.2 常压精馏塔能量衡算 (22)3 主要设备计算及选型 (26)3.1合成系统的设备选型 (26)3.1.1 甲醇合成反应器 (26)3.1.2 出塔气冷凝器 (26)3.1.3 甲醇分离器 (26)3.1.4 粗甲醇贮槽 (26)3.1.5 压缩机 (27)3.2精馏系统设备选型及计算 (27)3.2.1 常压塔冷凝器 (27)3.2.2 常压精馏塔计算 (27)3.2.3 初估塔径 (29)3.2.4 理论板数的计算 (31)3.2.5 塔内件设计 ......................................................................................... - 33 -3.2.6 塔板流体力学验算 ............................................................................. - 36 -3.2.7 塔板负荷性能 (39)3.2.8 常压塔主要尺寸确定 (40)4参考文献 (41)5毕业设计心得体会 (44)6致谢 (45)1 .绪论1.1 甲醇的国内外发展甲醇作为及其重要的有机化工原料,是碳一化学工业的基础产品,在国民经济中占有重要地位。

长期以来,甲醇都是被作为农药,医药,染料等行业的工业原料,但随着科技的进步与发展,甲醇将被应用于越来越多的领域。

1. 生产的发展1)世界甲醇工业的发展总体上说,世界甲醇工业从90年代开始经历了1991-1998的供需平衡,1998-1999的供大于求,从2000年初至今的供求基本平衡三个基本阶段。

年产10万吨甲醇合成二甲醚工艺设计

年产10万吨甲醇合成二甲醚工艺设计

年产10万吨甲醇合成二甲醚工艺设计1. 引言甲醇是一种重要的化工原料,在许多工业领域都有广泛的应用,比如作为燃料、溶剂和合成其他化学品的中间体。

而二甲醚(DME)是一种重要的替代燃料和清洁能源,在汽车和家庭用品等方面具有潜在应用价值。

为了满足市场需求,在本文中,我们将设计一种工艺,以每年产出10万吨的甲醇,并利用甲醇合成二甲醚。

2. 工艺图下图展示了年产10万吨甲醇合成二甲醚的工艺图:工艺图工艺图3. 工艺步骤3.1 甲醇生产首先,我们需要生产甲醇。

这可以通过对天然气进行蒸汽重整反应来实现。

该反应将天然气中的甲烷转化为一氧化碳和氢气。

然后,将一氧化碳和氢气在催化剂的存在下进行合成反应,生成甲醇。

3.2 甲醇净化生产的甲醇需要经过净化步骤,以去除杂质。

这包括使用吸附剂和分离技术,如蒸馏和结晶,将甲醇中的杂质去除,提高甲醇的纯度。

3.3 甲醇合成二甲醚在甲醇净化后,我们将进行甲醇合成二甲醚的反应。

该反应将甲醇与催化剂一起加热,生成二甲醚。

这是一个可逆反应,所以我们需要对反应条件进行控制,以提高二甲醚的产率。

3.4 二甲醚净化生产的二甲醚需要经过净化步骤。

这包括使用分离技术,如蒸馏和结晶,将二甲醚中的杂质去除,提高二甲醚的纯度。

4. 工艺参数为了实现年产10万吨甲醇合成二甲醚的目标,我们需要考虑以下工艺参数:•甲醇生产装置的产能•甲醇净化装置的效率•甲醇合成二甲醚反应的温度和压力•甲醇合成二甲醚反应的催化剂选择和用量•二甲醚净化装置的效率这些参数将直接影响到工艺的效果和产量。

5. 结论通过设计合理的工艺步骤和参数,我们可以实现每年产10万吨甲醇合成二甲醚的目标。

这有望满足市场需求,并为清洁能源领域做出贡献。

然而,需要注意的是,实际生产中可能会受到许多因素的影响,包括原材料供应、设备故障等等。

因此,需要进行全面的工艺设计和风险评估,以确保工艺的可行性和稳定性。

参考文献•Smith, J. M., Van Ness, H. C., & Abbott, M. M. (2005). Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics (7th ed.). McGraw-Hill.。

年产10万吨甲醇工艺设计

年产10万吨甲醇工艺设计

甲醇是一种重要的有机化工品,广泛应用于合成有机化合物、涂料、塑料等工业领域。

甲醇工艺设计的关键目标是实现高产量、高质量的甲醇生产,同时考虑能源消耗、环境污染和安全性等方面的要求。

本文将对一种年产10万吨甲醇工艺设计进行详细介绍,包括原料选择、反应过程、设备选型、能源消耗和环境污染控制等方面。

1.原料选择甲醇的主要原料为天然气或煤炭。

在本工艺设计中,我们选择优质天然气作为甲醇的主要原料。

天然气中的甲烷通过蒸汽重整反应生成合成气,包括一氧化碳和氢气。

该合成气经过净化处理后,进入甲醇合成反应器进行反应。

2.反应过程甲醇的合成反应是一种催化反应,主要基于甲醇合成催化剂的作用。

在本工艺设计中,我们选择了高效的铜锌氧化物催化剂,能够在相对低的温度和压力下实现高效率的甲醇合成。

反应过程主要包括气相反应和液相吸收两个步骤。

气相反应器中,一氧化碳和二氧化碳与氢气发生反应生成甲醇。

反应后的气体进入液相吸收器,通过溶剂的吸收和分离,将甲醇从废气中回收。

3.设备选型甲醇生产设备主要包括气体净化、蒸汽重整、合成反应、分离和脱水等装置。

对于年产10万吨甲醇的工艺设计,我们选用了适宜的设备类型和规格,确保设备能够满足预期产量和质量要求。

例如,气体净化装置采用活性炭吸附和分子筛吸附的组合方式,提高气体净化效果。

合成反应器采用多床催化剂装置,提高反应效率和催化剂的使用寿命。

分离装置采用精馏和吸附等工艺,实现甲醇的回收。

4.能源消耗甲醇生产需要消耗大量的能源,包括天然气和蒸汽等。

为了降低能源消耗和提高能源利用效率,我们在工艺设计中采取了多项措施。

例如,在蒸汽重整过程中,我们采用余热回收技术,将废弃热量回收利用。

在合成反应过程中,我们优化反应条件和催化剂的使用方式,降低能源消耗。

此外,我们还考虑了电力和水的节约措施,提高整体能源利用效率。

5.环境污染控制甲醇生产过程中会产生废气、废水和废渣等污染物。

为了控制环境污染,我们在工艺设计中采取了多项措施。

年产10万吨甲醇工艺设计

年产10万吨甲醇工艺设计

1 总论1.1 概述甲醇作为及其重要的有机化工原料,是碳一化学工业的基础产品,在国民经济中占有重要地位。

长期以来,甲醇都是被作为农药,医药,染料等行业的工业原料,但随着科技的进步与发展,甲醇将被应用于越来越多的领域。

1)甲醇(英文名;Methanol,Methyl alcohol)又名木醇,木酒精,甲基氢氧化物,是一种最简单的饱和醇。

化学分子式为CH3OH。

甲醇的性质;甲醇是一种无色、透明、易燃、易挥发的有毒液体,略有酒精气味。

分子量32.04,相对密度0.792(20/4℃),熔点-97.8℃,沸点64.5℃,闪点12.22℃,自燃点463.89℃,蒸气密度 1.11,蒸气压13.33KPa(100mmHg 21.2℃),蒸气与空气混合物爆炸下限6~36.5 % ,能与水、乙醇、乙醚、苯、酮、卤代烃和许多其他有机溶剂相混溶,遇热、明火或氧化剂易燃烧。

甲醇的用途;甲醇用途广泛,是基础的有机化工原料和优质燃料。

主要应用于精细化工,塑料等领域,用来制造甲醛、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。

甲醇在深加工后可作为一种新型清洁燃料,也加入汽油掺烧。

甲醇的毒性及常用急救方法;甲醇被人饮用后,就会产生甲醇中毒。

甲醇的致命剂量大约是70毫升。

甲醇有较强的毒性,对人体的神经系统和血液系统影响最大,它经消化道、呼吸道或皮肤摄入都会产生毒性反应,甲醇蒸气能损害人的呼吸道粘膜和视力。

急性中毒症状有:头疼、恶心、胃痛、疲倦、视力模糊以至失明,继而呼吸困难,最终导致呼吸中枢麻痹而死亡。

慢性中毒反应为:眩晕、昏睡、头痛、耳鸣、现力减退、消化障碍。

甲醇摄入量超过4克就会出现中毒反应,误服一小杯超过10克就能造成双目失明,饮入量大造成死亡。

甲醇中毒,通常可以用乙醇解毒法。

其原理是,甲醇本身无毒,而代谢产物有毒,因此可以通过抑制代谢的方法来解毒。

甲醇和乙醇在人体的代谢都是同一种酶,而这种酶和乙醇更具亲和力。

年产十万吨甲醇设计

年产十万吨甲醇设计

年产十万吨甲醇设计学号:题目:院(部)系所学专业年级、班级完成人姓名指导教师姓名专业技术职称年月日论文原创性保证书我保证所提交的论文都是自己独立完成,如有抄袭、剽窃、雷同等现象,愿承担相应后果,接受学校的处理。

专业:班级:签名:年月日摘要本设计重点描述了甲醇合成工艺流程。

甲醇是重要的化工原料和燃料,应用于多个领域。

首先简单地介绍了甲醇的生产发展、甲醇合成的反应热力学和动力学、甲醇反应需要的催化剂、甲醇合成工艺和甲醇的发展前景。

其中,甲醇合成催化剂和工艺选择关系着甲醇合成产量。

中低压、铜基催化剂的条件有利于甲醇合成。

紧接着介绍了甲醇合成工艺。

甲醇合成首先要进行造气。

造气选用煤作原料,得到的粗煤气经脱硫、脱碳等净化操作后进入合成塔合成甲醇。

甲醇合成工艺选择Luigi低压合成,合成气于5MPa、220℃下进入Luigi管壳式反应器。

从合成塔得到的粗甲醇必须要进行精馏。

本设计需要将原料粗甲醇精制到含醇量99.95%的纯度。

根据现代对甲醇精馏工艺设计的了解,甲醇三塔精馏技术以其能耗低、产品质量好的优点领先于其他工艺。

所以本设计采用三塔精馏工艺。

再接着对甲醇的生产合成和精馏过程进行了详细的物料衡算。

最后进行了常压精馏塔的计算,包括设备选型、塔的外形设计以及塔板流体力学验算。

通过本次设计,对合成甲醇以及提纯甲醇有更深刻的认识。

关键词:甲醇;合成;工艺设计;三塔精馏;常压塔AbstractThis design for methanol synthesis processes were described emphatically. Methanol is an important chemical raw material and fuel, is applied to the fields. First simply introduces the methanol production development, the reaction thermodynamics and kinetics of methanol synthesis, methanol reaction requires a catalyst, methanol synthesis process and the development prospects of methanol. Methanol synthesis catalyst and process selection is one of the relationship between the yield of methanol synthesis. In conditions of low pressure, copper base catalyst for methanol synthesis. Followed by methanol synthesis process was introduced. Gasification methanol synthesis should first. Gasification coal as raw materials, the raw coal gas after desulfurization and decarbonization purification operation into the synthesis of methanol synthesis tower. Choose Luigi low-pressure synthesis methanol synthesis process, synthesis gas in 5 mpa, 220 ℃ under into Luigi tubular reactor. From the crude methanol synthesis tower has to be distillation. This design need to be material crude methanol refining to the alcohol content of 99.95% purity. According to the modern understanding of the methanol distillation process design, methanol tower distillation technology for its low energy consumption, product quality good advantage ahead of other technology. So this design USES three tower distillation process. We'll go on with the production of methanol synthesis and material balance of distillation process in detail. Finally, the calculation of atmospheric distillation column was carried out, including equipment type selection, design of the tower and tray hydrodynamics calculation. Through the design, for methanol synthesis and purification of methanol has a more profoundunderstanding.Keywords:methanol;synthetic ;process design ;three tower distillation ;atmospheric column目录第一章前言 (1)1. 概述 (1)1.1 生产及技术发展 (1)2. 甲醇合成 (2)2.1 合成反应热力学 (2)2.2 合成反应动力学 (3)2.3 合成反应催化剂 (3)2.4 合成工艺 (4)2.5 合成甲醇的目的和意义 (5)第二章工艺概述 (6)1. 造气工段 (6)1.1 原料 (6)1.2 原料气的制备 (7)1.3 工艺概述 (7)1.4 净化工段 (8)2. 合成工段 (8)3. 精馏工段 (9)第三章工艺计算 (12)1. 甲醇生产的物料平衡计算 (12)1.1 合成塔物料平衡计算 (12)1.2 甲醇精馏的物料平衡计算 (15)第四章常压精馏塔计算 (18)1.基础数据 (18)2. 塔板数的计算 (19)2.1 处理能力 (19)2.2 最小理论板数 (19)2.3 最小回流比 (20)2.4 理论板数 (20)2.5 进料位置 (20)2.6 全塔效率的估算 (20)3. 精馏段与提馏段的体积流量 (21)3.1 精馏段 (21)3.2 提馏段 (23)4. 塔径计算 (24)4.1 精馏段 (24)4.2 提馏段 (25)5. 塔内件设计 (26)5.1 溢流堰的设计 (26)5.2 溢流装置 (26)5.3 塔板布置及浮阀数目与排列 (27)6. 塔板流体力学验算 (29)6.1 塔板压降 (29)6.2 液泛 (29)6.3 雾沫夹带 (30)7. 塔板负荷性能图 (31)7.1 雾沫夹带线 (31)7.2 液泛线 (31)7.3 液相负荷上限线 (32)7.4 漏液线 (32)7.5 液相负荷下限线 (33)8. 常压塔工艺计算汇总 (34)9. 常压塔塔高计算 (35)第五章 Aspen Plus 的模拟计算 (36)第一章前言1. 概述甲醇是最简单的化学品之一,是重要的化工基础原料和清洁液体燃料,广泛应用于有机合成、染料、医药、农药、涂料、汽车和国防等工业中。

年产10万吨甲醇生产工艺

年产10万吨甲醇生产工艺

可见,以煤为原料制取甲醇的投资和成本最高。但是,随着能源的紧张,石油 价格的大幅增长,世界煤的储藏量远远超过天然气和石油,我国情况更是如此。从 长远的战略观点来看,将来终将以煤制取甲醇的原料路线占主导地位。 因此,从长远角度分析,本设计决定选用煤制甲醇原料气。
德士古煤气化工艺流程示意图 1、球磨机 2、煤浆槽 3、煤浆泵 4、气化炉 5、激冷器 6、灰渣锁斗 7、灰渣收集槽 8、筛网 9、文丘里洗涤器 10、洗涤塔 11、澄清槽 12、激冷泵 13、洗涤泵
Lurgi型甲醇合成塔
甲醇的精馏工艺
双效法三塔粗甲醇精馏工艺流程图 1、预精馏塔 2、第一精馏塔(加压) 3、第二精馏塔(常压) 4、回流液收集槽 5、冷凝器 6、再沸器 7、冷凝再沸器 8、回流泵 9、冷却器
甲醇合成塔计算
已知:年产100000吨精甲醇,每年以320个工作日计算。 精甲醇中甲醇含量(wt):99.95%
我国甲醇生产制造原料气的原料有气体、液体和固体原料。 气体原料有天然气、焦炉气、乙炔尾气、炼厂气、高炉气等。 液体原料有石脑油、重油、渣油等。
固体原料有焦炭、无烟煤、褐煤等。
以不同原料制取甲醇的经济效果,可以单纯地对比如下(以褐煤为100)。
投资 成本 褐煤 100 100 焦炉气 70~85 90 天然气 65 50~55 乙炔尾气 35 40
由以上模拟结果看出,模拟出的甲醇纯度为98.2%,塔径为1.55m,与计算结果相差不大。
结论
鲁奇低压生产甲醇工艺,是目前为止甲醇生产工艺中较为先进的方法, 较其他甲醇生产工艺更为清洁、节能、生产效率更高。本设计从鲁奇低压生 产甲醇工艺入手,通过论述生产过程、计算生产以及精制粗甲醇精馏塔计算 、Aspen Plus仿真模拟,较为全面地展现出年产10万吨甲醇的生产流程。 针对于当代甲醇精馏工艺,在保证纯度要求的基础上,三塔精馏以其节 能明显优益于其他工艺,所以,本设计采用了这个工艺。 对于塔设备的选择,通过对各种塔的比较,得出F1重型浮阀塔最适合本 设计。因为其优点明显:第一,生产能力大;第二,操作弹性大;第三,塔 板的效率高;第四,气体的压强降及液面落差比较小;第五,塔的造价低。 本设计对精馏的常压塔阶段进行工艺设计,并对该塔进行了简单的设计 。

年产10万吨甲醇工厂模拟设计

年产10万吨甲醇工厂模拟设计

目录1甲醇生产的主要原料及生产工艺 (1)1.1甲醇生产主要原料及合成方法 (1)1.2甲醇合成工艺流程简介 (2)2生产工艺物料衡算 (3)2.1设计条件及参数 (4)2.2生产工艺物料衡算 (5)3生产工艺热量衡算 (6)3.1合成塔的热量计算 (7)3.2入塔气换热器的热量计算 (8)3.3水冷器热量的计算 (9)4生产工艺的流程设计计算及设备选型 (9)4.1甲醇合成塔的设计选型 (9)4.1.1传热面积计算 (10)4.1.2催化剂用量计算 (11)4.1.3传热管数计算 (11)4.1.4合成塔计算 (11)4.1.5折流板计算 (12)4.1.6管板计算 (12)4.1.7支座计算 (12)4.1.8合成塔设计汇总表 (13)4.2甲醇合成工段设备一览表 (13)5参考文献 (13)甲醇生产的主要原料及生产工艺1.1甲醇生产主要原料及合成方法我国甲醇生产制造原料气的原料有气体、液体和固体原料。

气体原料有天然气、焦炉气、乙炔尾气、炼厂气、高炉气等。

液体原料有石脑油、重油、渣油等。

固体原理有焦炭、无烟煤、褐煤等[1]。

目前甲醇生产技术主要采用低压法和中压法两种工艺,并且以低压法为主,这两种方法生产的甲醇约占世界甲醇产量的80%以上。

高压法:(19.6-29.4Mpa)是最初生产甲醇的方法,采用锌铬催化剂,反应温度360-400℃,压力19.6-29.4Mpa。

高压法由于原料和动力消耗大,反应温度高,生成粗甲醇中有机杂质含量高,而且投资大,其发展长期以来处于停顿状态。

低压法:(5.0-8.0 Mpa)是20世纪60年代后期发展起来的甲醇合成技术,低压法基于高活性的铜基催化剂,其活性明显高于锌铬催化剂,反应温度低(240-270℃)。

在较低压力下可获得较高的甲醇收率,且选择性好,减少了副反应,改善了甲醇质量,降低了原料消耗。

此外,由于压力低,动力消耗降低很多,工艺设备制造容易。

中压法:(9.8-12.0 Mpa)随着甲醇工业的大型化,如采用低压法势必导致工艺管道和设备较大,因此在低压法的基础上适当提高合成压力,即发展成为中压法。

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题目:年产10万吨甲醇合成工艺设计摘要:本设计重点讨论了合成车间的主要设备的计算及选型,首先初步介绍了合成机理,然后重点围绕合成进行物料衡算和热量衡算,主要包括合成塔的外形设计,水冷凝器的选型及计算,脱硫塔的选型及计算,转化炉的选型及计算精馏塔的选型及计算等,最后进行了总结与讨论。

关键词:合成,转化,精馏,甲醇The Syntheses Technological Of Y early Produces 40,000 TonsMethylalcoholABSTRACT:This design mainly discussed with the key equipment computation and Choose of systhesis workshop ,first initially introduced synthesizme chanism, then key revolved sythesize to carry on material balance and thermal graduated acalculated, mainly included synthetic tower and contour design, water condenser shaping and computation, desulfurizer shaping and computation ,transformed stove shaping and computation, rectifying tower shaping and computation and so on, finally has carried on summary and discussion.KEYWORDS:Synthesis,Transformation,Fine distill,Methyl alcohol1概述本设计为年产10万吨甲醇合成工艺的计算,纯甲醇为无色透明略带乙醇气味的易挥发液体,沸点65℃,熔点-97.8℃,和水相对密度0.7915(20/4℃),甲醇能和水以任意比相溶,但不形成共沸物,能和多数常用的有机溶剂(乙醇、乙醚、丙酮、苯等)混溶,并形成恒沸点混合物。

甲醇是一种重要的化工原料,在世界范围化工产品中,甲醇产量仅次于乙烯、丙烯和苯,居第四位,广泛应用于医药、农药、染料、涂料、塑料、合成纤维、合成橡胶等生产,还用于溶剂和工业及民用燃料等。

主要广泛应用于精细化工,塑料,医药,林产品加工等领域的基本有机化工原料,可开发出100多种高附加值化工产品。

甲醇有较强的毒性,对人体的神经系统和血液系统影响最大,它经消化道、呼吸道或皮肤摄入都会产生毒性反应,甲醇蒸汽能损害人的呼吸道粘膜和视力。

随着世界化学工业的发展,特别是中国及亚太地区经济持续高速发展,甲醇的消费市场也在迅速扩大,近年来我国大力提倡发展甲醇产品作为石油的替代燃料,以及甲醇燃料电池的研制成功,为甲醇开拓了新的广阔市场,提供了大力发展甲醇产品的良好机遇。

生产甲醇的原料可以是天然气,煤炭,焦炭渣油,石脑油,乙炔尾气等。

从20世纪50年代起,天然气逐渐成为合成甲醇的主要原料 [1]。

2甲醇合成工艺流程2.1流程概述本设计采用天然气为原料低压法(10MPa)直接合成甲醇的工艺方法。

由配气站送来的约0.4MPa 的天然气在常温下粗脱硫后送入压缩工段然后脱硫;由天然气压缩机压缩至2.2MPa送转化炉对流段,预热至380~400°C后去精脱硫工序。

脱硫净化后的天然气与冷凝液汽提废水后的蒸汽混合,水碳比约3:7,并预热至580°C后送入转化管。

转化管安装于预烧式方箱转化炉内,转化管外用甲醇驰放气与天然气的混合燃料气加热,使转化管内的反应温度达到810~830°C,出炉转化气中残余甲烷约3%。

转化气经转化气废热锅炉、脱盐水预热器回收热量后,用水冷却到40°C以下进入水分离器。

转化气与冷凝液分离后,经新鲜合成气压缩机压缩至10MPa,再与循环气压缩机循环气混合进入甲醇合成工序。

合成气进甲醇合成塔,再充填C302催化剂的管内进行合成甲醇的反应。

反应放出的热量被管外的沸水汽化而移走,保持合成塔内的反应温度在225~255°C,每合成1t甲醇约副产1.1~1.4t蒸汽。

出合成塔的气体在换热器中与入塔气换热后,再经水冷却到40°C以下进入甲醇分离器,粗甲醇与反应尾气分离。

大部分反应尾气经循环压缩机压缩后,再与新鲜合成气混合进入合成环路,小部分尾气为平衡合成环路中的H2及其他惰性气体的累积而放空(这部分驰放气目前主要用作转化炉的燃料,也可用作提取H2的原料)。

粗甲醇在闪蒸槽内减压至0.4MPa,闪蒸分离出一部分溶于甲醇的气体,然后送入精馏工序。

粗甲醇预热后进入预精馏塔,同时加入少量NaOH溶液以中和其中的酸性物质,从塔顶蒸出低沸点组分。

塔釜排出的预精馏后甲醇用泵打入主精馏塔,从主精馏塔塔顶蒸出精甲醇产品 [2]。

2.2 建厂的可行性分析:1966年英国ICI公司开发成功了低压气-固相法合成甲醇工艺技术,作为合成甲醇衍生物及工业和民用燃料的原料,它在各个方面都有很大的作用,2000年全球甲醇生产能力达到3803万吨,需求量为3020万吨。

在世界甲醇消费结构中,位居第一的是甲醛,约占总消耗量的35%~36%;第二位的是甲基叔丁醚,约占27%;第三是醋酸,约占7%~9%.甲醇广泛应用于精细化工,塑料,医药,林产品加工等领域的基本有机化工原料,目前国内有甲醇生产厂家150多家,2002年底总产能为445万吨,2003年底达到600万吨。

预计今后数年内,我国甲醇产能年均增长率将高达24%以上。

2004年我国甲醇产能估计可达到740万吨。

我国甲醇需求增长迅速,1992-1993年年均需求增长约14%。

同时我国实际消耗量约437.9万吨。

在甲醇衍生物消费架构中,甲醛是第一消费大户,甲基叔丁基醚次之。

目前我国甲醇消费的主要地区是华东和华南地区,上述地区也是我国甲醛、MTBE、丙烯酸酯和醋酸等下游产品生产的集中地。

对于甲醇燃料,消费地区主要集中在山西、河南等地。

2005年,我国甲醇进口总量中,江苏省进口比例占62.28%,广东省所占比例为28.28%,福建省比例为4.11%,浙江省比例为3.34%。

所有进口基本上全部集中在华东和华南地区,进口结构也在一定程度上反映了我国甲醇消费的地区分布。

目前,由于各行业的迅速发展,加上工业对甲醇的需求,在很大程度上甲醇的合成是远远不够的,因此,进一步发展甲醇工业是十分重要的。

基于上述原因,在西部地区建立年产10万吨的甲醇合成化工厂是十分重要的。

这样一方面能源就近利用,另一方面可解决当地的就业问题,又可缓解西部地区对甲醇的需求问题,本次设计也是响应国家西部大开发的政策。

2.3甲醇合成工艺特点:(1)流程简单,设备投资低,设备易维护。

(2)采用天然气加压深度转化,使转化气中残余甲烷降低到3%左右,提高了天然气的利用率。

(3)建立了完善的余热回收系统,实现了万吨级甲醇装置的蒸汽自给。

(4)用转化蒸汽汽提脱除甲醇污水及转化气冷凝液中的含碳物质,使其进入转化炉进一步转化,既处理了废液,又实现了综合利用。

3原料规格及生产条件3.1原料的选择造甲醇合成气的原料有很多例如煤,天然气,乙炔尾气等。

最早使用煤制合成气,二十世纪五十年代后大规模使用天然气,近年来发展起来的以煤制原料气合成氨联产甲醇技术无疑是优化组合取长补短的经典工艺。

但是对于单产甲醇来说,以天然气为原料气无论是原料价格还是设备投资都有无法比拟的优势,下边是几种主要原料的生产成本表1-1主要原料的生产成本比较[3]原料 天然气石脑油渣油 煤成本美元/吨 148 186 156 232 其中原料% 60 76 55 49 操作费用% 15 6 13 17 折旧等 %25 18 31 54我国虽然煤炭资源比较丰富,但是投资较大。

石脑油造甲醇又显得大材小用,所以天然气是比较合适的。

我国天然气资源主要分布在中、西部,除东梅、渤海湾和海南莺歌海域有零星天然气矿外,气源主要集中在陕甘宁、新疆塔里木、青海准噶尔、柴达木盆地和四川等地。

西部地区占全国总探明资源量的2/3左右,故天然气的供应很方便。

所以选用天然气为原料气。

其他的助剂在当地购买也很方便。

无论从能源利用方面还是从成本方面均是较合理。

3.1 原料规格由天然气公司供应,其组成为:表1-2 天然气组成[4]组分4CH 26C H 38C H 410C H 2N 总计%(mol ) 92.9 4.7 0.6 0.3 1.0 100 Kmol/h263.213.31.70.852.83283.33.2 甲醇合成工艺设备甲醇合成工艺设备一览表序设备位号设备名称设备图号,型号单数材重量,kg备号及规格或标准图号位量料单重总重注1 2 3 4 5 6 7 8 9 101 T-101-1 粗脱硫塔;填料塔,塔径为1000mm,催化层高度为3.6m台 12 T-101-2 精脱硫塔,规格同粗脱硫塔台 13 L-201转化炉;火管采用ф124×12,管子根数为200根,管子长度为4.5m台 1无缝钢管4 E-202 换热器;固定管板式换热器JB/T4715-92 台 2不锈钢5 G-203 油水分离器固定管板式换热器JB/T4715-92 台 1不锈钢6 B-204泵;离心泵,流量为50m³/s,扬程30m,电机功率7.5kw80FVZ-30 台 1 1407 YJ-301-1新鲜气压缩机;进气压力为0.2MPa,排气压力为4.2MPaVW-2.5/2-42 台 1 26008 T-401 废水汽提台 1塔9 E-402 换热器;螺旋板式换热器JB/T4723-92 台 1不锈钢10 T-302 甲醇合成塔;塔径5.8m,塔高14.4m台 111 E-303 换热器;螺旋板式换热器JB/T4723-92 台 3不锈钢12 YJ-301-2循环气压缩机;进气压力为28.5MPa,出口压力为32MPa512A 台 1 2340013 G-304 水分离器;螺旋板式换热器JB/T4723-92 台 2不锈钢14 E-501冷凝器;螺旋板式换热器,管子根数为537根,传热面积为16877m2JB/T4723-92 台 6不锈钢15 T-502-1 预精馏塔;塔径为1.4m,塔高为22m台 116 G-503 水分离器;螺旋板式换热器JB/T4723-92 台 2不锈钢17 T-502-2 主精馏塔;与预精馏塔相同台 118 C-504 粗甲贮槽台 13.3水本厂由水厂自行解决自建一个大型的自来水供应站,提供全厂各工段的生产用水和职工用水。

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