年产30万吨粗甲醇精馏工段的设计毕业论文
甲醇精馏技术 毕业论文
甲醇精馏技术一.内容提要甲醇最早由木材和木质素干馏制的，所以俗称木醇。
化学分子式CH30H，无色、透明高度挥发、易燃液体。
近年来，世界甲醇的生产能力发挥速度较快。
甲醇工业的迅速发展，是由于甲醇是多种有机产品的基本原料和重要的溶剂，广泛用于有机合成、染料、医药和国防等工业。
由甲醇转化为汽油方法的研究成果，从而开辟了由煤转换为汽车燃料的途径。
甲醇工业已成为化学工业中一个重要的领域。
关键词：甲醇精馏物料衡算目录1甲醇精馏工艺简概 (1)1.1甲醇的性质于用途 (1)1.1.1甲醇性质 (1)1.1.2甲醇用途 (1)1.2甲醇精馏工艺概况 (2)1.2.1工序任务 (2)1.2.2装置工艺 (2)1.2.3工艺参数选择 (2)2甲醇精馏生产工艺设计与计算 (4)2.1物料衡算 (4)2.2回流比确定 (5)2.3理论塔板数计算 (6)3 精馏设备图简介 (8)总结 (12)参考文献 (13)致谢.......................................................................错误！未定义书签。
附图纸. (15)1甲醇精馏工艺简概1.1甲醇的性质于用途1.1.1甲醇性质甲醇又名木醇，是一种最简单的饱和醇。
甲醇是无色有酒精气味易挥发的液体，熔点-93.9°C、沸点64.7°C，能溶于水和许多有机溶剂。
甲醇有毒，大量饮用会导致死亡。
甲醇易燃，其蒸气与空气能形成爆炸混合物，甲醇完全燃烧生成二氧化碳和水蒸气，同时放出热量：2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O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、呼吸道或者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。
甲醇中毒后，通常可以用乙醇解读法。
其原理是因为甲醇本身无毒，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，甲醇中毒者，可以通过饮用烈性酒（酒精毒通常在60度以上）的方式来缓解甲醇代谢，进而使之排除体外，而甲醇已经代谢产生的甲酸，可以通过服用小苏打（碳酸氢钠）来中和。
化学工程与工艺专业毕业设计-年产30万吨甲醇生产工艺初步设计
化学工程与工艺专业毕业设计-年产30万吨甲醇生产工艺初步设计海南大学毕业设计题目：年产30万吨甲醇生产工艺初步设计学号：************名：***年级：2006级学院：材料与化工学院系别：化工系专业：化学工程与工艺指导教师：张德拉徐树英完成日期：2010年5月20日摘要甲醇是简单的饱和脂肪醇，分子式为CH3OH。
它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。
因此，经过分析比较各种生产原料、合成工艺后，本设计采用焦炉煤气为原料年产30万吨甲醇，以满足国内需求。
设计遵循“技术先进、工艺成熟、经济合理、安全环保”等原则，在充分论证国内外各种先进生产方法、工艺流程和设备配置基础上，选用以原料气经“栲胶脱硫、干法脱硫、甲烷转化、催化合成、三塔精馏”工艺路线生产甲醇。
设计的重点工艺流程设计论证，甲醇合成工段及三塔精馏工段的工艺计算及设备设计选型。
主要设备合成塔选用Lurgi塔，常压精馏塔选用浮阀塔。
此外，在设计中充分考虑环境保护和劳动安全的同时，以减少“三废”排放，加强“三废”治理，确保安全生产，消除并尽可能减少工厂生产对职工的伤害。
关键词：煤气脱硫转化合成精馏工艺设计一．总论1．概述1.1甲醇的性质甲醇是饱和醇系列中的代表，在常温常压下，纯甲醇是无色、不流动、易挥发、可燃的有毒液体，有类似于乙醇的性质。
甲醇可与水、丙酮、醇类、酯类及卤代烷类等很多有机溶剂互溶，但不能与脂肪烃类化合物互溶。
甲醇是最简单的饱和脂肪醇，具有脂肪醇的化学性能，其化学性很活泼，如氧化反应、氨化反应、酯化反应、羟基化反应、卤化反应、脱水反应、裂解反应等。
其主要物理性质如下表：表1-1 甲醇的主要物理性质[1]项目数值项目数值液体密度／kg·m－3793.1 临界常数蒸汽密度／kg·m－31.43 临界温度﹙T c﹚／℃240沸点／℃64.65 临界压力﹙p c﹚／MPa7.97熔点／℃－97.8 生成热／kJ·mol －1闪点／℃气体﹙25℃﹚－201.22 开杯法16.0 液体﹙25℃﹚－238.73 闭杯法12.0 燃烧热／kJ·mol－1自燃点／℃气体764.09 在空气中473 液体726.16 在氧气中461 蒸发潜热﹙64.7℃﹚／kJ·mol－135.295表面张力／mN·m－1 24.5 熔融热﹙－97.1℃﹚／kJ·mol－13.169黏度／mPa·s 热导率／〔J／﹙m·s·K﹚〕2.1×10－3液体黏度﹙20℃﹚0.5945 空气中最大允许浓度／﹙g·m－3﹚0.05蒸汽黏度﹙15℃﹚0.140 空气中爆炸极限／%临界体积﹙V c﹚／mL·mol－1118 下限 6.0临界压缩系数﹙Z c﹚0.224 上限36.51.2产品用途甲醇是重要的一碳化工基础产品和有机化工原料，而且是重要的溶剂，广泛应用于有机合成、染料、医药、涂料和国防等工业，由甲醇出发可制取多种化工产品。
年产30万吨煤制甲醇生产工艺毕业设计5
毕业设计任务书题目：年产30万吨煤制甲醇生产工艺毕业设计函授站：甘肃石化技师学院专业：化工工艺班级： 10高级化工工艺学生姓名：胡文花指导教师：王广菊2013年02月03毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目：年产30万吨煤制甲醇生产工艺毕业设计函授站：甘肃函授站专业：应用化工技术（工业分析与检验）班级：甘化专111 （甘分专111）学生姓名：胡文花指导教师（含职称）：王广菊老师1．设计（论文）的主要任务及目标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。
2．设计（论文）的基本要求和内容首先是采用GSP气化工艺将原料煤气化为合成气；然后通过变换和NHD脱硫脱碳工艺将合成气转化为满足甲醇合成条件的原料气；第三步就是甲醇的合成，将原料气加压到5.14Mpa，加温到225℃后输入列管式等温反应器，在XNC-98型催化剂的作用下合成甲醇，生成的粗甲醇送入精馏塔精馏，得到精甲醇。
然后利用三塔精馏工艺将粗甲醇精制得到精甲醇。
3.主要参考文献［1］徐振刚，宫月华，蒋晓林.CSP加压气流床气化技术及其在中国的应用前景[J].洁净煤技术，1998，（3）:15～18.［2］李大尚.GSP技术是煤制合成气(或H2)工艺的最佳选择[J].煤化工,2005，（3）:1～6.［3］林民鸿，张全文，胡新田.NHD法脱硫脱碳净化技术.化学工业与工程技术，1995年，第3期. ［4］李琼玖，唐嗣荣，等.近代甲醇合成工艺与合成塔技术(下)[J].化肥设计，2004，42(1):3～8. ［5］陈文凯，吴玉塘，梁国华，于作龙.合成甲醇催化剂的研究进展.石油化工,1997年，第26卷. ［6］唐志斌，王小虎，付超，于新玲.新型低压甲醇合成催化剂XNC-98的工业应用.石化技术与应用，第5期，第23卷.［7］汪寿建.天然气的综合利用技术.第1版.化学工业出版社，2003.［8］宋维端，房鼎业.甲醇工学.第1版.化学工业出版社，1991.［10］王永全.甲醇精馏技术简述[J].化肥设计，2004，42(5):22～25.［11］刘志臣，孙贞涛.三塔甲醇精馏技术的应用[J].小氮肥, 2004,（1）: 11～12.［12］宋维端，房鼎业.甲醇工学.第1版.化学工业出版社，1991.［13］梁红涛主编.最新化工生产工艺设计与化工产品检测技术手册.银声音像出版社，2004.［14］刁玉玮，王立业编著.化工设备机械基础.第5版.大连理工大学出版社，2003. ［15］唐宏青.GSP工艺技术[J].中氮肥，2005,（2）:14～18.［16］刘道德等编著.化工厂的设计和改造.第二版.中南大学出版社，2005.［17］冯元琦主编.联醇生产.第2版.化学工业出版社，1994.［18］胡松涛.甲醇工业污水深度处理及回用的研究.黑龙江大学硕士学位论文，2006.目录1概论 (6)1.1概述 (6)1.2设计的目的和意义 (7)1.3设计依据 (7)1.4设计的指导思想 (8)1.5原料煤的规格 (8)2工艺论证 (9)2.1煤气化路线的选择 (9)2.2净化工艺方案的选择 (11)2.3合成甲醇工艺选择 (12)2.4甲醇精馏 (14)3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)4工艺计算 (29)4.1物料衡算 (29)4.2能量衡算 (35)5主要设备的工艺计算及选型 (41)5.1甲醇合成塔的设计 (41)5.2水冷器的工艺设计 (43)5.3循环压缩机的选型 (46)5.4甲醇合成厂的主要设备一览表 (46)6三废处理 (47)6.1甲醇生产对环境的污染 (47)6.2 处理方法 (47)致谢 (50)1.1 概述1.1.1 甲醇性质OH。
毕业设计 30万吨每年甲醇精馏工段 常压精馏塔工艺设计及分析
54.0
19.0
甲酸乙酯HCOOC2H3
54.1
50.9
16.0
双甲氧基甲烷甲醛
42.3
41.8
8.2
丁酮CH3COC2H5
79.6
63.5
70.0
丙酸甲酯C2H5COOCH3
79.8
62.4
4.7
甲酸炳酯HCOOC3H7
80.9
61.9
50.2
二甲醚（CH3）2O
38.9
38.8
10.0
乙醛缩二甲醇
Key words: methanol distillation, atmospheric distillation, ASPEN simulation, flowsheet
第一章
甲醇(CH3OH，英文名称Methanol)是最简单的饱和脂肪醇。大约有90％的甲醇用于化学工业，作为生产甲醛、甲基叔丁基醚、醋酸、甲酸甲酯、氯甲烷、甲胺、二甲醛等的原料,还有10％用于能源工业。在基础有机化工原料中，甲醇消费量仅次于乙烯、丙烯和苯。甲醇深加工产品目前己达120多种，中国以甲醇为原料的一次加工产品近30种。甲醇作为最主要的基本有机化工原料之一和替代能源的一部分，在当前全球化工产品市场上起着举足轻重的作用。“九五”期间国内甲醇需求将以15％～20％速度递增，2000年需求达到210万吨。如何进一步节能降耗和提高产品质量越来越引起人们的关注。
甲醇可以任意比例同多种有机化合物互溶，并与其中的一些有机化合物生成共沸混合物.据文献记载，迄今己发现与甲醇一起生成共沸混合物的物质有100种以上。由于有共沸混合物的生成，且沸点与甲醇的沸点相接近，将影响到蒸馏过程对有机杂质的消除。
甲醇具有上述多种重要的物理化学性质，使它在许多工业部门得到广泛的用途，特别是由于能源结构的改变，和碳一化学工业的发展，甲醇的许多重要的工业用途正在研究开发中。例如甲醇可以裂解制氢，用于燃料电池，日益引人注目。甲醇通过ZSM-5分子筛催化剂转化为汽油已经工业化为固体燃料转化为液体燃料开辟了捷径。甲醇加一氧化碳加氢可以合成乙醇。又如甲醇可以裂解制烯烃。这对石油化工原料的多样化，面对石油资源日渐枯竭对能源结构的改变，具有重要意义。甲醇化工的新领域不断地被开发出来其广度和深度正在发生深刻的化。
30万甲醇厂甲醇精馏工段初步设计
(1)利用加压塔塔顶蒸汽冷凝热作常压塔塔底再沸器热源,从而减少蒸汽消耗和冷却水消耗,形成双效精馏,总的能耗比二塔流程降低10% ~20%。
(2)预塔加萃取水,有效的脱除粗甲醇中溶解的气体CO2、CO、H2、和丙酮、烷烃等轻馏份杂质,使甲醇充分溶解在甲醇水溶液中,从而减少甲醇在预塔塔顶的损失。
(4)在常压精馏塔提馏段杂醇油浓缩区设采出口,及时地将难分离的低沸点共沸物-杂醇油采出,从而有效地降低了常压塔的分离难度,减小了操作回流比,达到了节能、提高收率的目的；另外杂醇油采出后,能有效降低常压塔塔底废水中甲醇的含量。
(5)增设的甲醇回收塔,操作弹性大,操作灵活,可回收甲醇,减少废水中的甲醇含量。不仅甲醇回收率增加,而且可以在粗甲醇杂质含量较高时从回收塔取出的甲醇用作燃料,避免杂质在系统累积而影响产品甲醇质量。
近年来，甲醇作为替代能源发展迅速，主要用于甲醇汽油、燃料电池及甲醇制烯烃等。世界各国的甲醇生产主要以天然气和煤为原料。全球天然气价格不断上涨,导致甲醇生产成本居高不下,产品价格居于高位。因此,目前全球甲醇生产正在向具有丰富天然气,且生产成本较低的地区转移。2006年世界甲醇总产能为4695万吨/年。2007-2010年全球甲醇产能年增长率为4.5%-5.0%。甲醇行业近年发展迅速,全球生产能力维持逐年递增走势,中国甲醇工业在良好的宏观经济及下游需求增长下也维持稳定快速的增长局面。2005年之前年增长不足二成，2006、2007年增速较快,两年年均增速50%,产能也达到了两千万吨以上。近几年虽然产能增速有所放缓,然2010年产增长率拉高至38%。2011年1-12月，全国精甲醇的产量达2226.66万吨，同比增长36.27 %。2012年10月，中国精甲醇产量为216.8万吨，较去年同期增加了10.41%；1-10月累计产量为2202.5万吨，较去年同期增加了18.37%。
年产30万吨甲醇_毕业设计 精品
年产30万吨甲醇毕业设计摘要合成的，本设计分析了操作条件：温度、压力、原料气组成、空甲醇是由CO和H2速和惰性气体对甲醇生产的影响，本设计采用煤为原料，通过GSP气化工艺将原料煤气转化为合成气，通过变换和NHD脱硫脱碳工艺把合成气转化为满足甲醇合成条件的原料气，在列管式等温反应器中合成甲醇，本设计采用XNC-98型催化剂，利用三塔精馏工艺将生成的粗甲醇精制后得到精甲醇。
设计的主要内容包括能量衡算和主要设备的选型，能量衡算有物料衡算和热量衡算，主要设备包括甲醇合成塔和精馏塔。
关键词：甲醇；合成；精馏AbstractMethanol consists of CO and H2，this design analysis the effects of operation conditions: temperature, pressure, the gas material composition, airspeed and inert gas , this design uses the coal as raw material, through the GSP gasification process will raw materials gas into snags, through the transformation and NHD desulfurization process into the decarburization snags methanol synthesis conditions meet gas material, in the tube type of methanol synthesis isothermal reactor, this design uses the XNC-98 type catalyst, use three tower distillation process will create the thick methanol blended get fine methanol. The design of the main contents include energy calculation and major equipment selection, energy balance calculations have material calculation and heat balance calculations, the main equipment including methanol synthesis tower and rectifying tower.Key words：Methanol；Synthesis；Rectification目录第1章概述 (1)第2章工艺简介及影响因素 (2)2.1甲醇合成工艺简介 (2)2.2操作条件对反应过程的影响 (2)第3章甲醇生产工艺流程 (5)3.1甲醇合成工艺流程 (5)3.2 甲醇精馏工艺流程 (6)第4章工艺计算 (8)4.1物料衡算 (8)4.2能量衡算 (16)第五章主要设备的计算和选型 (21)5.1甲醇合成塔的设计 (21)5.2甲醇精馏塔的设计 (23)参考文献 (32)致谢 (33)第1章概述由于我国石油资源短缺，能源安全已经成为不可回避的现实问题，寻求替代能源已成为我国经济发展的关键。
开_题_报_告_年产30万吨煤制甲醇生产工艺设计
[7].李琼玖，唐嗣荣，等.近代甲醇合成工艺与合成塔技术(下)[J].化肥设计，2004.
[8].郭树才，胡浩权.煤化工工艺学.化学工业出版社,2012.
[9].宋维端，房鼎业.甲醇工学.第1版.化学工业出版社，1991.
为了改变现状，考虑新的技术支持和出路。利用煤质甲醇提高甲醇的生产，应对
紧急发展对甲醇的需求，甲醇的生产研究也是迫在眉睫，为此开展了本设计，年产30万吨煤制甲醇生产工艺设计，不仅要在甲醇的生产量上得到突破，还要考虑到环境问题，尽量达到减少污染气体排放，有利于环境可持续发展。
设 计（研 究）现 状 和 发 展 趋 势
第四阶段（2016年4月1日~2016年4月15日）：绘制工艺流程图,完成毕业设计初稿。
第五阶段（2016年4月16日~2016年6月1日）：完成毕业设计终稿和准备答辩。
指导教师意见
指导教师签名：
年 月 日
备
注
资料仅供参考!!!
五、绘制带控制点的工艺流程图
课 题 研 究 有 无 困 难
准 备 如 何 解 决
在整个设计的完成过程中肯定会存在一系列的问题，主要有：
1、工艺及设备计算有点复杂。
2、对相关工艺了解太少，对实际设备了解不是那么清楚。
但要完成设计，我们必须想方设法地去解决，我会从以下几个方面着手解决即将出现的问题：
1、当出现问题的时候我会先靠自己去思考，查相关书籍，尽自己最大的努力去解决。
四：工艺计算
（1）物料衡算；（2）能量衡算；
五：主要设备的工艺计算及选型
（1）甲醇合成塔的设计；（2）水冷气的工艺设计；
（2）循环压缩机的选型；
年产30万吨甲醇精致工段工艺设计本科毕业论文
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AbstractMethanol 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.Keywords: Methanol;Purification;Simulation目录第一章文献综述 (1)1.1 甲醇基本性质及用途 (1)1.1.1 甲醇物理和化学性质 (1)1.1.2 甲醇的安全性 (2)1.1.3 甲醇的用途 (2)1.2 甲醇合成工艺 (2)1.2.1 甲醇合成概述 (2)1.2.2 常用合成方法 (3)1.3 甲醇生产问题及改进方向 (4)1.3.1 生产中进一步要求提高质量 (4)1.3.2 节能降耗 (5)1.3.3 设备的设计与改造 (5)1.4 甲醇精制过程的研究现状 (6)1.4.1 甲醇精制过程的模拟研究 (6)1.4.2 Aspen软件在化工流程模拟的应用 (6)第二章生产流程设计论证 (7)2.1 粗甲醇精馏 (7)2.1.1 精馏技术简述 (7)2.1.2 精馏方案确定 (7)2.2 精馏设备确定 (11)2.3 精馏操作条件 (11)第三章物能衡算 (13)3.1 操作条件 (13)3.1.1 粗甲醇进料参数 (13)3.1.2 模型简化处理 (13)3.2 物料衡算 (14)3.2.1 F-701汽液组成计算 (14)3.2.2 D-702塔底废水计算 (16)3.2.3 D-701塔顶排放物计算 (17)3.2.4 D-701塔低组成计算 (17)3.2.5 D-701塔顶蒸汽及回流液计算 (18)3.2.6 D-702塔顶蒸汽及回流液计算 (19)3.2.7 结果检验 (19)3.3 热量衡算 (21)3.3.1 参考数据 (21)3.3.2 热量衡算原理及方法 (22)3.3.3 D-701热量衡算 (22)3.3.4 D-702热量衡算 (23)3.3.5 主精馏塔冷凝器E-708热量衡算 (24)第四章设备计算 (25)4.1 E-708管壳式冷凝器选型 (25)4.1.1试选冷凝器 (25)4.1.2核算总传热系数K (26)4.1.3 计算传热面积 (28)4.1.4 计算管、壳程压力降 (28)4.1.5 确定设计选型 (30)第五章ASPEN工艺核算及优化 (31)5.1 引言 (31)5.2 Aspen Plus软件介绍 (31)5.3 基于Aspen Plus稳态模拟的甲醇三塔模型搭建 (33)5.3.1 甲醇三塔稳态模拟基本步骤 (33)5.3.2 甲醇三塔初始模拟搭建 (31)第六章车间布置 (38)6.1 车间布置规范 (38)6.1.1 车间布置的内容 (38)6.1.2 车间布置的依据 (38)6.1.3 车间布置的原则 (39)6.2 竖向设计 (40)6.2.1 车间厂房的平面布置 (40)6.2.2 车间厂房的立面布置图 (41)6.2.3 车间设备布置设计 (42)6.3 厂区运输 (45)6.3.1 运输方式 (46)6.3.2 合理组织人流与货流 (46)第七章非工艺设计与安排 (47)7.1环境保护与劳动安全 (47)7.1.1“三废”及噪声的处理 (47)7.1.2 安全问题的初步设计 (48)7.2 工作人员的安排及管理 (50)参考文献 (51)致谢 (53)第一章文献综述1.1 甲醇基本性质及用途1.1.1 甲醇物理和化学性质甲醇的分子式为CH3OH，其分子量为32.04。
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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)4.3 预精馏塔模拟 (48)4.4加压塔模拟 (50)4.5塔设备一览表 (52)第5章附属设备的选择 (53)5.1确定物性数据 (53)5.2工艺结构尺寸 (54)5.3换热器衡算 (56)5.3.1热量衡算 (56)5.3.2 换热器流体的流动阻力 (59)5.4泵的选型原则 (60)5.5各类泵的性能参数 (62)5.6泵的计算 (64)参考文献 (67)后记及其他 (68)附图1 (69)附图2 (70)第1章总论1.1 概述1.1.1意义及作用目前，甲醇在有机合成工业中，是仅次于烯烃和芳烃的重要基础有机原料。
随着技术的发展和能源结构的改变，甲醇又开辟了许多新的用途。
甲醇是比较好的人工合成蛋白的原料，蛋白转化效率高，发酵速率快，安全无毒性，价格便宜。
甲醇用途广泛，是基础的有机化工原料和优质燃料。
主要应用与精细化工，塑料等领域，用来制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲胺、硫酸二甲酯等多种有机产品，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。
甲醇是容易输送的清洁燃料，可以单独或与汽油混合作为汽车燃料，用它作为汽油添加剂可起节约芳烃，提高辛烷值的作用，汽车制造也将成为耗用甲醇的巨大部门，甲醇的消费已超过其传统用途，潜在的耗用量将远远超过其化工用途，渗透到国民经济的各个部门。
特别是随着能源结构的改变，甲醇有未来主要燃料的候补燃料之称，需用量十分巨大。
1.1.2 国外现状我国目前甲醇的产量还较低，但今年来发展速度较快，近五年来甲醇的生产规模有了突飞猛进的发展。
从我国能源结构出发，甲醇由煤制的技术已经成熟，近几年由煤制甲醇的工艺已经全面工业化生产，将来在我国甲醇有希望替代石油燃料和石油化工的原料，蕴藏着潜在的巨大市场。
我国甲醇工业无疑将迅速发展起来。
目前国甲醇装置规模普遍较小，且多采用煤头路线，以煤为原料的约占到78%；单位产能投资高，约为国外大型甲醇装置投资的2倍，导致财务费用和折旧费用高。
这些都影响成本。
据了解，我国有近200家甲醇生产企业，但其中10万吨/年以上的装置却只占20%，最大的甲醇生产装置产能也就是60万吨/年，其余80%都是10万吨/年以下的装置。
根据这样的装置格局，业普遍估计，目前我国甲醇生产成本大约在1400元~1800元/吨（约200美元/吨）。
一旦出现市场供过于求的局面，国甲醇价格有可能要下跌到约2000元/吨，甚至更低。
这对产能规模小、单位产能投资较高的国大部分甲醇生产企业来讲会压力剧增。
而以中东和中南美洲为代表的国外甲醇装置普遍规模较大。
目前国际上最大规模的甲醇装置产能已达到170万吨/年。
2008年4月底，沙特甲醇公司170万吨/年的巨型甲醇装置在阿尔朱拜勒投产，使得该公司5套大型甲醇装置的总产能达到480万吨/年。
国外企业装置规模大，公用设施分摊投资就少，且采用天然气路线，单位产能投资大幅下降，成本竞争力大为增强。
据石油和化工规划院分析，目前国外天然气产地在建的大型甲醇生产装置成本只有60~80美元/吨。
不仅如此，国外大型甲醇装置多以天然气为原料，采用天然气两段转化或自热转化技术，包括德国鲁奇公司、丹麦托普索公司、英国卜门化工公司和日本三菱公司等企业的技术。
相对煤基甲醇技术，天然气转化技术成熟可靠，转化规模受甲醇规模影响较小，装置紧凑，占地面积小。
尽管近年来国际市场天然气价格也在上涨，但国外甲醇生产企业依靠长期供应协议将价格影响因素降至最低。
而我国大部分甲醇生产以煤为原料，气化装置规模有限和占地面积大的先天缺陷制约着甲醇生产装置向大型化发展。
同时近年来煤炭价格的大幅度上涨对本来还具有一定成本优势的煤基甲醇产生较大影响，再加上煤基甲醇大多建在西部地区，运输费用较高。
种种因素进一步削弱了煤基甲醇的价格竞争力。
国外大型甲醇装置集中投产后，传统的销售渠道无法消化骤然增多的甲醇。
2010年之前，国外甲醇以低价冲击中国市场几无悬念。
现实是：国外甲醇生产规模大，技术先进，管理严格，能耗低，产品质量稳定；国大甲醇装置的产品质量已经达到国际水平，但许多小甲醇或联醇装置产品质量尚不稳定。
国煤基甲醇每吨产品能耗为50～60吉焦，耗煤1.6吨左右，耗水22～30吨。
以天然气为原料生产的甲醇每吨产品能耗约为40吉焦，耗天然气900～1150立方米，耗水16～20吨。
我国小型联醇装置每吨产品耗能则高达70吉焦。
而国外大型甲醇装置基本都以天然气为原料，并且每吨产品能耗只有25～30吉焦，耗天然气760～920立方米，耗水10～15吨。
另外，由于我国甲醇生产大多采用煤基路线，酸性气体和灰渣排放量较大，需投入较多资金建设环保处理设施。
而国外以天然气为原料的大型甲醇装置，基本属于清洁生产，对环境影响较小，环保投入也相应较小。
许多业专家都向记者提到了国甲醇生产的一个先天不足：我国甲醇生产所需原料煤炭、天然气主要集中在经济较落后、交通不便的西部，而我国甲醇市场消费中心在华东和华南地区。
西部甲醇运到华东和华南地区需铁路或公路的长途运输，运输费用最高达400元/吨（约55美元/吨）。
甲醇产地与消费地相距较远，导致交通运输成为今后我国甲醇发展的主要瓶颈。
而大甲醇装置集中的中东和中南美洲地区，同时也是世界上天然气资源最为丰富的地区，资源地和甲醇生产装置与沿海地区距离较近，生产装置紧靠甲醇装运码头，甲醇产品全部采用海路运输，运输方便。
据统计，从中东、中南美洲和澳洲地区将甲醇运到亚洲主港地每吨产品的运费只有25美元左右，运输费用较低。
而且，在物流方面，即使条件好的国甲醇企业也仅有厂储运和铁路装运设施，国目前还没有全国性更没有世界性的甲醇中转运输基地，没有甲醇大型专用运输工具。
而国外甲醇生产商大多在世界各地建有大型甲醇中转基地和储运设施，拥有自己或长期租用的甲醇运输船队。
如果谈到国甲醇生产的后天不足，业专家认为主要是目前国甲醇装置建设大多是独资企业，少有合资合作。
这对于动辙投资上百亿元的甲醇及下游产品项目来说，无疑加大了融资难度和投资风险。
而国外甲醇装置大多为合资合作建设与运营。
一般股东构成包括投资商、专利商、销售商和资源供应商等，且投资商和股东委托专业资产管理公司协助运营。
这样便能有效解决融资问题，降低资金成本和投资风险，并在技术、原料供应和产品销售等方面得到保证，最大限度地优化各种生产要素，提高项目竞争力。
尽管我国已成为最主要的甲醇生产国，但目前国甲醇生产企业还属向型企业，产品几乎全部面向国市场，建设项目的市场分析和决策几乎也全部依赖于国市场，出口量微乎其微，根本无暇顾及到国际市场上的需求和变化。
1.1.3 产品性质与特点甲醇是一种无色、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，凝固点-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极限为 6.0%-36.5%(体积)。
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。
甲醇燃烧时无烟，火焰呈蓝色。
甲醇化学性质较活泼，具有脂肪族伯醇的一般性质，能发生氧化、酯化、羰基化等化学反应，其连有羟基的碳原子上的三个氢原子均可被一一氧化，或脱氢生成甲醛，再氧化成甲酸，甲酸氧化的最终产物是二氧化碳和水。
甲醇不具酸性，同时其分子组成虽有能作为碱性特征的羟基，但也不呈碱性，对酚酞及石蕊均呈中性。
试剂甲醇常密封保存在棕色瓶中置于较冷处。
甲醇经呼吸道、胃肠道和皮肤吸收可致人中毒。
甲醇的健康危害主要是对中枢神经系统有麻醉作用；对视神经和视网膜有特殊选择作用，引起病变；可致代谢性酸中毒。
空气中常规允许浓度为5mg/m3。
甲醇工业废水经处理才能排放，处理后的甲醇允许含量不应大于200mg/L。
在有甲醇蒸汽的现场短时间工作时，要配戴防毒面具、橡皮手套、防护眼镜等安全用具。
包装容器应有“易燃液体”、“有毒品”等危险品标志。
1.1.4 产品的生产方法概述精馏是将沸点不同的组分所组成的混合液，在精馏塔中，同时多次部分气化和多次部分冷凝，使其分离成纯态组分的过程。
其分离的原理如下：对于由沸点不同的组分组成的混合液，加热到一定温度，使其部分气化，并将气相与液相分离。
因低沸点组分易于气化，则所得气相中低沸点组分含量高于液相中的含量，而液相中高沸点组分含量，较气相中高。
若将气相混合蒸汽再部分冷凝下来，将冷凝液再加热到一定温度，使其部分气化，并将气相与液相分离，则所得气相冷凝液中的低沸点组分又高于原气相冷凝液。
如此反复，低沸点组分不断提高。
道最后制得接近纯态的低沸点组分。
1.2 设计依据根据师大学下达的任务书，设计题目为以煤为原料生产甲醇的粗甲醇精馏工段的设计（年产30万吨）。
主要产品工业甲醇符合标准为GB338-92，年生产时间为330天，年生产能力为30万吨甲醇。
参照《GB-管道设计标准》等相关国家标准，以及《化工设备机械基础》、《化工原理》、《化工容器及设备简明设计手册》、《化工设计手册》和《甲醇工学》等图书资料设计。
1.3 设计规模以粗甲醇为生产原料，利用0.6MPa蒸汽和0.2MPa蒸汽为热源，以物理方法，利用各组沸点的原理，并且多次运用汽化和部分冷凝的方法，将粗甲醇中的水、副产品和少量杂质除去，产出最终产品精甲醇。