年产50万吨煤制甲醇生产的工艺设计毕业论文
50万吨年产甲醇合成工艺初步设计
酒泉职业技术学院毕业设计（论文）2009 级应用化工技术专业题目：50万吨/年产甲醇合成工艺初步设计毕业时间：2012年6月学生姓名：田红梅指导教师：白老师班级：2009应化（5）班2011年6月20日酒泉职业技术学院2012 届各专业毕业论文（设计）成绩评定表姓名田红梅班级2009应化（5）班专业应用化工技术指导教师第一次指导意见题目的确定，内容的审核与要求，以及图表的要求，封面设计的修正，成绩评定表的给定，摘要重新，标点的改正，关键词的修改，目录标点符号的修改，章节的修改与确定以及其排版的修改。
2011 年3 月20 日指导教师第二次指导意见内容的确定，摘要的修改，目录标点再一次的修改，内容的修改与流程图的修改和表格的确定，计算结果的修改与意见，致谢词的要求，参考文献的要求。
2011年4 月10 日指导教师第三次指导意见字体撰写不符合规范要求，图和表的表示方法不准确，整个内容需再一次审查，致谢词字数太少，参考文献格式部分有误，继续修改，文章中目录字体要求统一，整个篇章的进行细化和修改。
2011年5 月1 日指导教师评语及评分田红梅同学做的50万吨/年产甲醇合成工艺初步设计，能够跟当前煤化工结合起来，较为全面的考虑和设计了甲醇生产工艺，选择的生产方案较为先进，跟所学专业进行了有效的结合和联系，取得了较为好的效果。
在整个设计过程中任务完成良好，态度好，谦虚认真，顺利地完成了毕业设计。
同意推荐答辩。
成绩：良好签字（盖章）2011年6月16日答辩小组评价意见及评分成绩：签字（盖章）年月日教学系毕业实践环节指导小组意见签字（盖章）年月日学院毕业实践环节指导委员会审核意见签字（盖章）年月日说明：1、以上各栏必须按要求逐项填写。
2、此表附于毕业论文(设计)封面之后。
摘要本设计重点讨论了合成方案的选择，首先介绍了国内外甲醇工业的现状、甲醇原料的来源和甲醇本身的性质及用途。
其次介绍了合成甲醇的基本原理以、影响合成甲醇的因素、甲醇合成反应速率的影响。
[冶金行业管理]年产50万吨煤制甲醇生产的工艺设计
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{冶金行业管理}年产50万吨煤制甲醇生产的工艺设计年产50万吨煤制甲醇生产的工艺设计目录1前言11.1合成甲醇的发展历程11.2合成甲醇的重要性11.3国内外甲醇的生产和供需概况21.3.1国外甲醇的生产和供需概况21.3.2国内甲醇的生产和供需概况31.4甲醇的生产方法41.5甲醇的生产规模61.6粗甲醇的精制原理61.6.1粗甲醇的组成61.6.2粗甲醇中杂质的分类71.6.3精甲醇的质量标准81.7几种典型的甲醇精制工艺流程92甲醇合成催化剂及合成工艺选择122.1催化剂选择122.2反应温度122.3反应压力132.4气体组成132.5空速133原料气的制取工艺153.1煤的选用153.2气化工艺153.3原料气的变换173.4脱硫脱碳工艺183.5合成工艺流程203.6精馏方案选择214物料衡算224.1合成过程的反应方程224.2合成塔物料衡算224.3合成反应中各气体消耗和生产量234.4新鲜气和驰放气量的确定244.5循环气气量的确定254.6入塔气和出塔气组成264.7甲醇分离器出口气体组成284.8贮罐气组成295热量衡算315.1合成塔热量衡算相关计算式315.1.1合成塔入塔热量计算315.1.2合成塔的反应热325.1.3合成塔出塔热量计算325.2合成塔热量损失335.3蒸汽吸收的热量335.4合成气换热器的热量衡算345.4.1合成气入换热器的热量345.4.2合成气出换热器的热量345.5换热器的热量衡算345.5.1入换热器的出合成塔气热量345.5.2出换热器的出合成塔气热量355.6水冷器的热量衡算355.6.1入水冷器的热量355.6.2出水冷器的热量355.6.3冷却水的用量365.7甲醇分离器的热量衡算366合成工段的设备选型376.1催化剂的使用量376.2合成塔的设计376.2.1换热面积的确定376.2.2换热管数的确定376.2.3合成塔直径386.2.4合成塔的壁厚设计386.2.5壳体设计液压强度校核386.2.6合成塔封头设计396.2.7折流板和管板的选择及设计396.2.8支座396.3合成气进塔换热器的选型396.4水冷器的选型436.5汽包的选型446.6加热器的选型446.7分离器的设计456.8合成气压缩机选型456.9出塔气离心泵456.10冷却水离心泵466.11粗产品泵467甲醇精馏工段的设计477.1预精馏塔的设计477.1.1进料组成477.1.2加碱量的计算477.1.3清晰分割法取出二甲醚487.1.4预精馏塔塔釜温度计算497.1.5理论板数的计算497.2加压精馏塔设计507.2.1清晰分割法分离物系507.2.2塔顶、进料、塔釜温度计算517.2.3回流比及理论板数计算527.3加压精馏塔工艺尺寸设计537.3.1平均摩尔质量、密度、表面张力计算537.3.2精馏段塔径设计557.3.3提馏段塔径设计557.3.4塔板工艺尺寸计算567.3.5热量衡算597.4常压精馏塔设计617.4.1清晰分割法分离物系617.4.2塔顶、进料、塔釜温度计算627.4.3回流比及理论板数计算637.5常压精馏塔工艺尺寸设计647.5.1平均摩尔质量、密度、表面张力计算647.5.2精馏段塔径设计657.5.3提馏段塔径设计667.5.4精馏段塔板工艺尺寸计算677.5.5精馏段塔板负荷性能图697.5.6提馏段塔板工艺尺寸计算717.5.7提馏段塔板负荷性能图747.6热量衡算768安全技术与环境保护798.1有毒物质的预防798.1.1甲醇中毒的应急处理798.1.2二甲醚中毒的应急处理798.1.3一氧化碳中毒的应急处理798.1.4硫化氢中毒的应急处理798.2甲醇的贮藏809总结81参考文献82符号说明83谢辞86附录871.1甲醇的性质表1-1甲醇的性质序号项目单位数值1沸点℃64.5~64.72凝固点℃-97~-97.83闪点℃12（闭口）~16（开口）4自燃点℃473（空气中）~461（氧气中）5蒸汽压力（20℃）Pa118256临界压力MPa7.957临界温度℃2408燃烧热（25℃液体）KJ/mol726.559蒸发潜热（64.7℃）KJ/mol35.310液体热容（20~25℃）KJ/mol•℃ 2.51~2.5311气体热容(77℃KJ/mol•℃ 1.6312爆炸上限%36.513爆炸下限%614最小点火能量MJ0.2161.2甲醇的用途1.甲醇是一种重要的化工产品，有很多用途，它是生产塑料、合成橡胶、农药、医药和染料的原料。
毕业设计论文-年产50万吨煤气化工艺设计
学生毕业设计（论文）题目：50万吨/年煤气化工艺设计摘要煤气是重要的化工产品与原料，它广泛用于合成氨、民用燃气、工业用气乃至发电，有着巨大的市场潜力。
随着世界石油资源的减少和煤气化生产成本的降低，发展使用煤气化等新的替代燃料，己成为一种趋势。
中国是资源和能源相对匾乏的国家，少气，缺油，但煤炭资源相对丰富，发展煤制气，以煤代替石油，是国家能源安全的需要，也是化学工业高速发展的需求。
本课题通过对国内外几种煤气化工艺流程的对比，最终选择高压法煤气化制备煤气的shell工艺生产流程。
最后设计出shell气化炉的基本尺寸；并对反应过程进行了物料衡算、热量衡算。
关键词：煤气化；shell气化炉；物料衡算，；热量衡算论文类型：工程设计ABSTRACTGas is an important chemical products and raw materials, it is widely used in synthetic ammonia, civil and industrial gas, gas, electricity, and has a huge market potential. With the world of petroleum resources and reduce production cost of coal gasification, the development of a new alternative fuel use coal gasification, etc, has become a trend. China is relatively short of energy resources like gas and oil, but relatively rich of coal,so development of coal to gas,but petroleum is national energy safety needs, as well as chemical industry .Shell gasification is chesde fianly by contrasting severed gasification,peocess at home and abroad .Mass balance and heat balance of gasification process are caleulated .The technoloyical dimensions of shell gasifier are designed .Keywords：Coal gasification；Shell Gasifier；Mass balance；Heat balance Thesis：Engineering Design目录1绪论 (1)1.1煤气化过程原理 (1)1.2国内外煤气化发展的现状和趋势 (1)1.3SHELL煤气化工艺 (2)1.4本课题研究的主要内容 (5)2 SHELL煤气化 (7)2.1选择SHELL煤气化的原因 (7)2.2工艺流程图 (7)2.3SHELL气化工艺的主要设备 (8)2.4SHELL气化过程中的化学反应 (9)2.5气化反应的物料、热量衡算 (10)2.5.1气化反应的物料衡算 (10)2.5.2气化反应的热量衡算 (18)2.650万吨煤气化产物分析 (18)3 SHELL气化炉的设计 (20)3.1SHELL气化炉 (20)3.2SHELL炉体工艺尺寸计算 (21)4总结 (22)参考文献 (1)致谢......................................................................................................... 错误!未定义书签。
年产50万吨煤制甲醇装置工艺优化与技术改进
河 南 能 源 化 工 集 团 中原 大 化 公 司 （简 称 中 原 大 化 ）年 产 ５０万 吨煤 制 甲醇 项 目 ，２００６年 １月 开 工建 设 ．２００８年 ５月建 成 投产 。煤 气 化装 置采 用 壳 牌 粉煤 加 压气 化 技 术 ．气 化 装 置设 计 投 煤 量 ２ ０００ ｔ／ｄ：５２０００ｍ３／ｈ空 分 装 置 采用 杭 州 杭 氧 股 份 有 限 公 司技 术 ：针 对 ＳＣＧＰ煤 制 气 的高 ＣＯ含 量 ，在 国 内率 先使 用 节 能低 水气 比耐 硫 变换 工艺 ：气 体 净 化 采 用鲁 奇 低 温 甲醇 洗 净化 技 术 ：甲醇 合 成采 用 丹 麦 托普 索 １０ＭＰａ低 压 甲醇 合成 工 艺 ．甲醇精 馏 采 用节 能环 保 的 四塔 精馏 工 艺
基 于托 普 索 甲醇 合 成 催 化 剂 高 转 化 率 的 特 点 。托 普 索 甲醇 合 成 工艺 中 甲醇合 成 塔 设计 比同
收 稿 日期 ：２０１６—１０—０８；收 到 修 改 稿 日期 ：２０１６—１１－０７。 作 者 简 介 ：王 建 辉 ，男 ，１９７５年 出 生 ，本 科 学 历 ，工 程 师 ，２００７ 年 毕业 于 西 南 大 学 化 学 专 业 ．现 在 河 南 能 源 化 工 集 团 中 原 大 化 公 司 甲 醇 事 业 部 甲 醇 厂 负 责 生 产 管 理 工 作 。 联 系 电 话 ：０３９３— ８９５８８０６；Ｅ－ｍａｉｌ：ｐｙｗｊｈ２００４＠１６３．ｃｏｍ。
合 成 塔 汽 包 副 产 的 ２．７ ３．７ ＭＰａ、８１ ｔ／ｈ饱 和 蒸 汽 送 至 次 中压 蒸 汽 管 网 ．驱 动 ｌ台 德 莱 赛 兰 （ＤＲＥＳＳＥＲ—ＲＡＮＤ）Ｎａｄｒｏｗｓｋｉ悬 臂 式 单 级 饱 和 蒸 汽背 压 汽轮 机 ．用 以带 动 ２５００ｋＷ 高压 锅 炉给 水 泵 背 压 ０．７ＭＰａ低 压 蒸汽 送 至低 压蒸 汽管 网 。此 配置 使低 品位 饱 和蒸 汽得 以高效 利用 １．２．２ 甲醇合 成塔 小 、催 化剂装 填 量少
毕业设计(论文)-甲醇合成研究模板
1甲醇的发展概况甲醇最早由木材和木质素干馏制的，俗称木醇。
1661年，德国的Robert Boyle 发现焦木醇中含有一种“中性物质”，称其为木醇（Wood Alcohol）。
木材在长时间加热炭化过程中，产生可凝和不可凝的挥发性物质，被称为焦木酸的可凝性液体中含有甲醇、乙酸和焦油。
除去焦油的焦木酸可通过精馏分离出天然甲醇和乙酸，是生产甲醇的最古老方法。
美国于20世纪70年代初才完全摒弃这一过程。
1934年，Damds和Peligt从焦木酸中分离出甲醇，并测定了甲醇的分子量。
在世界基础有机化工原料中，甲醇消费量仅次于乙烯、丙烯和苯，是一种很重要的大宗化工产品。
作为有机化工原料，用来生产各种有机化工产品。
虽然目前世界甲醇市场已供大于求，而且新建装置还将继续建成投产，但是根据专家对汽车代用能源的预测，甲醇是必不可少的替代品之一。
另外，甲醇下游产品的开发也会进一步促进甲醇工业的发展，因此，甲醇工业的发展前景还是比较乐观的。
1.1我国甲醇发展概况我国的甲醇工业始于20 世纪 50 年代，曾利用前苏联技术在兰州、太原和吉林采用锌铬系催化剂建有高压法甲醇合成装置。
60 至 70 年代，上海化工厂先后自建了以焦炭和石脑油为原料的甲醇合成装置，南京化学工业公司研究院研制了合成氨联醇用的中压铜基催化剂，推动了合成氨联产甲醇的工业发展。
我国甲醇装置的整体技术装备水平低，生产工艺落后。
发达国家以天然气合成甲醇的单位能耗一般低于30GJ/T，而我国生产能力较大的甲醇装置能耗多在40-50GJ/ ，小装置由于采用国外已淘汰的高压法，单位能耗大多在60GJ/T左右。
显然，满足燃料甲醇大宗化、低成本生产的需要，采用先进工艺、建设（超）大型化装置是唯一出路。
目前国内甲醇装置规模普遍较小，且多采用煤头路线，以煤为原料的比例大，单位产能投资高。
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，且催化剂使用落后，技术没有较大创新，生产工艺落后。
【毕业设计】煤制甲醇合成工艺毕业设计.doc
【毕业设计】煤制甲醇合成工艺毕业设计.doc煤制甲醇是我国科技发展的重要领域之一，也是一个具有广泛应用前景的绿色化学工业。
本文旨在设计一种可行、经济、环保的煤制甲醇合成工艺。
一、煤制甲醇的主要产出原理煤制甲醇是通过合成气（CO+H2）反应生成甲醇得到的一种高附加值的产品。
煤制甲醇合成过程主要反应有三步：首先，将煤转化为气化气体，然后将气化气体中的CO和H2摆与催化剂（通常为铜锌催化剂）反应，生成甲醇，最后通过蒸馏、纯化等工艺流程得到高纯度的甲醇产品。
二、煤制甲醇合成工艺设计煤制甲醇合成工艺需要考虑的主要因素包括煤质、气化工艺、合成催化剂以及甲醇分离纯化过程。
本设计以山西煤炭资源丰富的地理优势为基础，结合当前已有的煤制甲醇产业示范工程，制定如下煤制甲醇合成工艺方案。
（一）煤气化工艺本设计选择采用固定床气化工艺，该工艺适合气化产率高、稳定性好的煤种，同时也能适应较高温度和高压力条件下的气化反应。
根据实际情况，建议选用一种在煤中含碳率较高、灰份较低的煤种。
（二）甲醇合成催化剂本设计选用铜锌催化剂，该催化剂具有高催化活性、选择性好、稳定性强等优点，在加氢条件下能够高效地将CO2和CO反应成甲醇。
（三）甲醇分离纯化甲醇合成反应产物含有杂质较多，需要进行分离和纯化。
本设计采用一种结构简单、操作灵活的精馏工艺流程，同时也可以考虑采用更加环保的膜分离技术。
1. 生产能力本设计生产能力为50万吨/年。
2. 生产成本选择山西省内的煤矿资源，估算煤气化成本为350元/吨。
估算甲醇合成成本为4700元/吨。
采用精馏或膜分离工艺，估算甲醇分离纯化成本为900元/吨。
3. 经济效益估算年销售收入为12.5亿元，年净利润为1.5亿元。
本设计采用固定床气化工艺，废气排放浓度相对较低，同时可在气化过程中回收CO2，降低二氧化碳排放量。
采用铜锌催化剂可以降低加氢反应中CO2的排放，同时也可以在甲醇分离纯化过程中采取更加环保的膜分离技术，综合来看该工艺的环保性较好。
产万吨煤制甲醇生产工艺毕业设计方案
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2018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的甲醇工程。
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。
煤制甲醇合成工艺毕业设计方案
煤制甲醇合成工艺毕业设计方案煤制甲醇是一种将煤炭转化为甲醇的技术。
煤制甲醇工艺在能源转化和化学合成领域具有重要的应用价值。
本文将介绍一种煤制甲醇的合成工艺，并设计了一个基于该工艺的毕业设计方案。
1.工艺概述煤制甲醇工艺的核心是将煤炭通过煤气化得到合成气，然后将合成气通过催化剂进行合成甲醇的反应。
整个工艺可以分为以下几个步骤：（1）煤气化：将煤炭在高温、高压下与氧气和蒸汽进行反应，生成合成气，合成气的主要成分是一氧化碳和氢气。
（2）气体净化：对合成气进行除尘、脱硫和脱氮等处理，降低气体中的杂质含量。
（3）催化合成：将净化后的合成气通过催化剂，进行合成甲醇的反应。
该反应需要在一定的温度和压力下进行，通常采用压力在10~30MPa，温度在200~300℃。
（4）甲醇分离：将合成反应生成的甲醇通过分离和纯化操作，获得高纯度的甲醇产品。
2.设计方案（1）设备选择：工艺流程中需要选择适当的设备进行煤气化、气体净化、催化合成和甲醇分离等操作。
针对不同的工艺条件和规模，可以选择合适的煤气化炉、净化器、合成反应器和分离塔等设备。
（2）催化剂选择：选择适合的催化剂进行甲醇合成反应。
常用的催化剂有铜、锌、锆等金属催化剂，可以考虑使用商业化的催化剂或者开发新的催化剂。
（3）能源消耗和废弃物处理：考虑工艺中的能源消耗和废弃物处理问题。
可以通过优化工艺条件、改善煤气化效率和净化效果等措施来减少能源消耗和废弃物排放。
（4）经济评估：根据工艺设计参数和市场价格，进行经济评估，包括投资成本、运营成本和预期收益等方面。
（5）安全考虑：在工艺设计中要注重安全性，包括压力、温度的控制，设备的安全性和停机维护等方面。
3.结论本文设计了一个基于煤气化和催化合成的煤制甲醇工艺的毕业设计方案。
该方案包括煤气化、气体净化、催化合成和甲醇分离等关键步骤。
通过设备选择、催化剂选择、能源消耗和废弃物处理、经济评估和安全考虑等方面的设计，可以实现高效、经济、安全的煤制甲醇生产。
煤制甲醇气化工艺设计及计算 毕业设计论文
毕业设计说明书专业：班级：姓名：年月日目录1 文献综述 (3)1.1 甲醇的基本性质 (3)1.2 甲醇工业发展状况 (3)1.2.1甲醇生产工艺的发展 (3)1.2.2 甲醇原料的发展 (4)1.3 甲醇应用状况 (4)1.4 甲醇市场状况 (5)1.5 甲醇发展方向 (5)1.6 甲醇行业的发展建议 (6)1.7 工业甲醇生产方法简述 (7)1.8 煤、焦炭制甲醇 (7)2 设计工艺流程及优化 (8)2.1 德士古水煤浆气化制甲醇工艺装置可行性分析 (8)2.1.1 三种典型气化工艺比较 (8)2.1.2 过程分析 (9)2.1.3 合成气净化 (9)2.1.4 低压甲醇合成与精馏 (10)2.2 工艺流程确定 (11)3 煤制甲醇气化工艺设计及计算 (12)3.1 工艺概述 (12)3.2 气化工艺 (12)3.2.1 原料煤的确定 (12)3.2.2 煤型评价 (13)3.2.3 制浆工艺简述 (14)3.2.4 水煤浆气化 (14)3.3 工艺操作条件 (15)3.4 工艺流程图（变换流程见工艺流程图变换部分） (16)4 二氧化碳脱除 (18)4.1 二氧化碳脱除目的 (18)4.2 加压水洗法流程简介(脱碳流程见工艺流程图脱碳部分) (19)5 甲醇合成 (20)5.1 合成甲醇反应原理 (20)5.1.1 甲醇合成反应步骤 (20)5.1.2 合成甲醇的化学反应 (20)5.2 合成甲醇对合成气的要求 (21)5.2.1合成气中的碳氢比 (21)5.2.2合成气中惰性气体含量 (21)5.2.3甲醇合成气的净化 (21)5.3 合成甲醇催化剂 (21)5.3.1 合成甲醇催化剂的作用 (21)5.3.2 铜基催化剂 (22)5.4 鲁奇（Lurgi）低中压发合成甲醇工艺流程 (22)5.5 鲁奇（Lurgi）管壳型甲醇合成塔 (22)5.6 甲醇合成热力学 (23)5.6.1 SHBWR 状态方程 (23)5.6.2混合物的参数计算 (25)5.6.3合成热效应 (28)5.7 甲醇合成的化学平衡 (30)5.7.1 平衡常数计算 (30)5.7.2 合成气用量比与平衡浓度 (32)5.7.3 合成气合成甲醇计算 (33)5.8 粗甲醇精馏工艺计算 (34)结论 (34)参考文献 (35)致谢 ........................................................................................................ 错误！未定义书签。
年产50万吨煤制甲醇生产的工艺设计本科生毕业设计
年产50万吨煤制甲醇生产的工艺设计毕业设计（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。
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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。
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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)6.2.8 支座 (39)6.3 合成气进塔换热器的选型 (39)6.4 水冷器的选型 (43)6.5 汽包的选型 (44)6.6 加热器的选型 (44)6.7 分离器的设计 (45)6.8 合成气压缩机选型 (45)6.9 出塔气离心泵 (45)6.10 冷却水离心泵 (46)6.11 粗产品泵 (46)7 甲醇精馏工段的设计 (47)7.1 预精馏塔的设计 (47)7.1.1 进料组成 (47)7.1.2 加碱量的计算 (47)7.1.3 清晰分割法取出二甲醚 (48)7.1.4 预精馏塔塔釜温度计算 (49)7.1.5 理论板数的计算 (49)7.2 加压精馏塔设计 (50)7.2.1 清晰分割法分离物系 (50)7.2.2 塔顶、进料、塔釜温度计算 (51)7.2.3 回流比及理论板数计算 (52)7.3 加压精馏塔工艺尺寸设计 (53)7.3.1 平均摩尔质量、密度、表面力计算 (53)7.3.2 精馏段塔径设计 (55)7.3.3 提馏段塔径设计 (55)7.3.4 塔板工艺尺寸计算 (56)7.3.5 热量衡算 (59)7.4 常压精馏塔设计 (61)7.4.1 清晰分割法分离物系 (61)7.4.2 塔顶、进料、塔釜温度计算 (62)7.4.3 回流比及理论板数计算 (63)7.5 常压精馏塔工艺尺寸设计 (64)7.5.1 平均摩尔质量、密度、表面力计算 (64)7.5.2 精馏段塔径设计 (65)7.5.3 提馏段塔径设计 (66)7.5.4 精馏段塔板工艺尺寸计算 (67)7.5.5 精馏段塔板负荷性能图 (69)7.5.6 提馏段塔板工艺尺寸计算 (71)7.5.7 提馏段塔板负荷性能图 (74)7.6 热量衡算 (76)8 安全技术与环境保护 (79)8.1 有毒物质的预防 (79)8.1.1 甲醇中毒的应急处理 (79)8.1.2 二甲醚中毒的应急处理 (79)8.1.3 一氧化碳中毒的应急处理 (79)8.1.4 硫化氢中毒的应急处理 (79)8.2 甲醇的贮藏 (80)9 总结 (81)参考文献 (82)符号说明 (83)谢辞 (86)附录 (87)1.1甲醇的性质表1-1 甲醇的性质序号项目单位数值1沸点℃64.5~64.72凝固点℃-97~-97.83闪点℃12（闭口）~16（开口）4自燃点℃473（空气中）~461（氧气中）5蒸汽压力（20℃）Pa118256临界压力MPa7.957临界温度℃2408燃烧热（25℃液体）KJ/mol726.559蒸发潜热（64.7℃）KJ/mol35.310液体热容（20~25℃）KJ/mol•℃ 2.51~2.5311气体热容(77℃KJ/mol•℃ 1.6312爆炸上限%36.513爆炸下限%614最小点火能量MJ0.2161.2甲醇的用途1.甲醇是一种重要的化工产品，有很多用途，它是生产塑料、合成橡胶、农药、医药和染料的原料。
甲醇是最基本的有机化工原料，自身产业链长，涉及化工、建材、能源、医药、农药等众多行业，在国民经济中具有重要地位。
2.甲醇大量用于生产甲醛和对苯二甲酸二甲酯；以甲醇为原料经羰化反应直接合成醋酸也已经工业化，。
ICI公司生产的甲醇蛋白商品名为“Pruteen”。
“Pruteen”产品中含有72％的粗蛋白，蛋氨酸和赖氨酸含量与鱼粉非常相近，作为富含热量、维生素、矿物质及高蛋白的饲料在市场上销售[4，5，6]。
3、为了解决石油资源不足的问题，许多国家正研究充分利用煤和天然气资源，发展合成甲醇工业，以甲醇代替燃料或进一步合成汽油，也可以从甲醇出发合成乙醇，然后进行乙醇脱水生产乙烯，以替代石油生产乙烯的原料路线，或从甲醇直接制取乙烯、丙烯等低级烯烃[7，8，9]。
甲醇在新兴替代能源领域，大有作为。
为保障我国能源安全，国家大力推动可替代能源发展，作为甲醇深加工产品的二甲醚、甲醇燃料（单独使用或与汽油柴油掺混）等，均具有良好的传统能源替代性和可操作性。
当前，《车用燃料甲醇》、《车用甲醇汽油（M85）》、《城镇燃气用二甲醚》等一系列国家标准的颁布实施，使得甲醇作为替代能源原料具有政策依据，发展前景广阔。
目前全国已有、、、新疆、、、、等省区在进行甲醇燃料试点及推广工作。
2.1甲醇的生产工艺甲醇合成的主反应是：CO+2H2CH3OH在合成反应中，合成气制甲醇工艺按压力分为高压、中压和低压法[10]。
随着甲醇合成催化剂技术的不断发展，目前总的趋势是由高压向低、中压发展。
(1)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l 9.6—29.4MPa。
随着脱硫技术的发展，高压法也在逐步采用活性高的铜系催化剂，以改善合成条件，达到提高效率和增产甲醇的目的。
高压法虽然有70多年的历史，但是，由于原料及动力消耗大，反应温度高，生成粗甲醇中有机杂质含量高，而且投资大，成本高，其发展长期以来处于停滞状态。
图2.1 西德某产高压合成甲醇工艺流程（2）中压法(9.8～19.6MPa)随着甲醇工业规模的大型化，(目前已有日产2000t 的装置甚至更大单系列装置)，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。
中压法仍采用高活性的铜系催化剂，反应温度与低压法相同，它具有与低压法相似的优点，但由于提高了压力，相应动力消耗略有增加。
目前，世界上新建或扩建的甲醇装置几乎都采用低压法或中压法，其中尤以中压法为最多，如日本新泻工场的中压法生产甲醇。
图2.2 日本新泻公司中压合成甲醇工艺（3）低压法（5.0—9.8MPa)是20世纪60年代后期发展起来的甲醇合成技术，由英国ICI公司研究得出。
低压法基于高活性的铜系催化剂。
铜系催化剂的活性明显高于锌铬催化剂，反应温度低(240～270℃)，因此，在较低的压力下可获得较高的甲醇收率。
而且选择性好，减少了副反应，改善了甲醇质量，降低了原料的消耗。
此外，由于压力低，不仅动力消耗比高压法降低很多，而且工艺设备的制造也比高压法容易，投资得以降低。
总之，低压法比高压法有显著的优越性。
下面是德国Lurgi低压法甲醇合成流程图。
图2.3 德国Lurgi低压法甲醇合成流程图(4) 中国独创联醇工艺由中国研究的联醇工艺，实际上也是一种中压合成甲醇的方法，所谓联醇，就是与合成氨联合生产甲醇，这是一种合成气净化的工艺，以代替合成氨生产中铜氨液脱除微量碳氧化物而开发的一种新工艺。
联醇生产时在压缩机五段出口与铜洗工段进口之间增加一套甲醇的合成装置，包括甲醇合成塔、循环机、水冷器、分离器和粗甲醇贮槽等相关设备。
压缩机五段出口气体先进入甲醇合成塔，使大部分原先要在铜洗工段除去的一氧化碳和二氧化碳在甲醇合成塔中与氢气反应生成甲醇，联产甲醇后进入铜洗工段的一氧化碳含量明显降低，减轻了铜洗工段的负荷；同时变化工序的一氧化碳的指标课相对放宽。
降低了变换的蒸汽消耗，而且压缩机的前几段气缸输送的一氧化碳成为有效气体，使压缩机的电耗降低。
1.6 粗甲醇的精制原理粗甲醇精制工序的目的脱除粗甲醇中的杂质，制备符合质量标准要求的甲醇。
粗甲醇精制为精甲醇，主要采用精馏的方法，并根据粗甲醇的组成，在精制过程中，还可以采用化学净化与吸附等方法，其整个精制过程工业上习惯称为粗甲醇的精馏。
1.6.1 粗甲醇的组成甲醇合成的生成物与合成反应条件有密切关系，虽然参加甲醇合成反应的元虚只有C、H、O三种，但是由于甲醇合成反应收合成条件，如温度、压力、空间速度、催化剂反应气组成及催化剂中微量杂质的影响，在产生甲醇反应的同时，还伴随着一系列副反应。
由于n(H2)/n(CO)比例的失调，醇分离差及氧化锌的脱水作用，可能生成二甲醚；n(H2)/n(CO)比例太低是，催化剂中存在碱金属，可能生成高级醇；反应温度过高时，会生成醚、醛、酮的羰基化合物；进塔的水汽浓度过高是，可能生成有机酸；催化剂和设备管线中带有微量铁，就可能生成各种烃类物质。
粗甲醇的组成是很复杂的，用色谱或色谱—质谱联合分析的方法将粗甲醇进行定量和定性分析，可以看到除甲醇和和水以外，还含有醇、醛、酮、酸、酯、烷烃等有机杂质。