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(最新版)年产15万吨甲醇工艺设计毕业设计

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ta 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 ta 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 addition t o strictly control the “three waters” emissions, this process make full use of water and safeguard personnel safety and

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℃)45.05mNm,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 kta 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 kta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CuOZnOAl2O3,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(CH 3)2O 计]:0.188% 重组分[以异丁醇C 4H 9OH 计]:0.026% 水:5.896%

所以:时产精甲醇: =20833.34 kg×Tm ) (4-1) G ——各组分流量,m 3 ——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 kmolkg ,即1715.00 kJkg ,密度799.0 kgm 3,水蒸气密度为19.18 kgm 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 kJkmol ,流量为1071.99Nm 3. 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 9O H

(CH 3)2O H 2O 合计

比热30.13 46.58 29.39 30.41 21.36 48.3

9

170.97 95.85 83.49 28.89

例%

6.331 3.182 72.656 2.867 2.067 4.39 0.0001 0.01 0.084 100

流量,比热

查得250℃时甲醇的焓值为46883.2 kJkmol,流量为14988.86 Nm3.

Q反应=[102.37+200.39+115.69

所以:壳程热水带走热量

Q传= Q入+ Q反应- Q出- Q热(4-3)

又:Q

传= G

热水

r

热水(4-4)

所以:G

热水

==17830.73kg

因为:=0.999,=0.006; =0.001 =0.994;

根椐芬斯克公式

Nm= = (5-11)

=10.04块

5.3.3 求最小回流比

表5.1各组分参数

组分进料组成X i,F釜液组成X i,D i

水0.585 0.994 3.565

甲醇0.415 0.006 3.074

根据气液平衡公式

(5-11) =3.074,=0.705

=

1 3.310.99910.999

[]1

3.3110.70510.415

?-

--

--

=1.029 (5-12)

操作回流比R=1.5R m=1.51.029=1.49 (5-13)

则= =0.20 (5-14) 5.3.4 求实际理论板数

查吉利兰图得:

=0.45

则: =0.45

所以:N19.87块 5.3.5 进料板位置的确定

==3.543

min 111

=

[()()]1ln 1D F D F

x x N x x α---=3.731 =0.45, =8.42

5.3.6 确定填料层高度

有查找数据得, 76散装金属环矩鞍填料时,HETP=0.65㎜ , [16] 则,精馏段的填料高度为

(209)0.657.15T Z N HETP ==-?=精m (5-15) m (5-16)

圆整精馏段填料层高度为10m 。

提馏段填料层高度为90.65 5.85T Z N HETP ==?=提m

m ,

圆整提馏段填料层高度为7.8m 。

依据散装填料分段高度推荐值,将精馏段分为两段,每段高度为5m ,提溜段分为两段,每段3.9m 。

5.4 塔径的确定

5.4.1精馏段塔径的计算

在本设计中采用泛点气速法计算适宜的空塔气速

取泛点率,则依据贝恩-霍根关联式计算调填料的泛点气速法

14

18

20.23lg t V

V F L L L V L a u w A K g w ρρμερρ??

????????=-?? ?

? ? ??????????

?

(5-17) 查表可知A=0.06225,K=1.75, g=9.81

散装金属环矩鞍散装填料,假设其公称直径为76㎜,则查表可知 =57.6 =97% 液相质量流量为

11,326.2731.9710430.85L n L L w q M kg h =?=?=

气相质量流量为

11,1076.8732.0334492.15V n V V w q M kg h =?=?=

代入上式得:

118

0.2357.6 1.14710430.85 1.147lg 0.3180.06225 1.759.810.9775434492.15754F u ??????????=- ??? ? ?????????????

求得:则

2.4

1.394147

D m =

== (5-18) 由于故可采用76散装金属环矩鞍填料。 5.4.2 提馏段塔径的计算

取泛点率,则依据贝恩-霍根关联式计算调填料的泛点气速法

14

18

20.23lg t V

V F L L L V L a u w A K g w ρρμερρ??

????????=-?? ?

? ? ??????????

?

查表可知A=0.06225,K=1.75 g=9.81

散装金属环矩鞍散装填料,假设其公称直径为76㎜,则查表可知 =57.6 =97%

液相质量流量为326.2722.707406.329L L L w q M kg h =?=?= 气相质量流量为,545.2426.5114454.31V n V V w q M kg h =?=?=

代入上式得:

14

18

20.2357.60.8147406.3290.814lg 0.1950.06225 1.759.810.9783014454.31830F u ??????????=- ??? ? ?????????????

求得:则

1.58D m =

== 由于故可采用76散装金属环矩鞍填料。

比较精馏段与提馏段计算结果,两者基本相同.圆整塔径,取D=1600㎜。 5.4.3 塔径的校核

则校核精馏段有22

441076.8722.4

3.333.143600 1.6s V u m s D π??=

==?? 泛点率符合标准。

同理校核提馏段泛点率符合标准。 液体喷淋密度

32min min ()0.0857.6 4.608()W t U L a m m h ==?= (5-19)

精馏段液体喷淋密度

3232

22

10430.85754 6.88() 4.608()0.7850.785 1.6

h L U m m h m m h D =

==>? (5-20) 提馏段液体喷淋密度

32322

4.719() 4.608()0.785h

L U m m h m m h D

=

=> 5.5填料层压降的计算

对76金属散装环矩鞍填料压降的计算依据埃克托通用关联图来计算.先根据气液负荷有关物性数据求出横坐标

对于精馏段:11

11

12

12

10430.85 1.147=()0.011834492.15754.0L V V L w w ρρ???=

? ???

对于提馏段:12

1216586.920.814=()0.01632137.028830V L

V

L w

w ρρ???= ?

??

根据空塔气速u 及有关物性数据,求出纵坐标: 已知76金属散装环矩鞍填料=3 对于精馏段: 代入式中得:

220.20.24.39 1.29936 1.1470.3180.1119.81754V

P L L

u g ρμρ??Φψ????== ? ?????

对于提馏段:

代入式中得:

220.20.21.72 1.17360.8140.1950.008989.81830V

P L L

u g ρμρ??Φψ????== ? ?????

在埃克托通用关联图中查得:

精馏段

859.81833.85P P a m P a m Z

?=?=

精 (5-21)

提馏段

79.8168.67P Pa m Pa m Z

?=?=提

则填料层总压降为8.330.5358.865K P Pa ?=+=

5.6 筒体壁厚的计算

内有1个大气压,内径mm ,,选用Q235C 钢板制造,,(局部无损检测,单面焊接)[17]。

计算厚度[]0.11600

0.821250.80.1

2c i t

c

P D P δσφ?=

=

=??--mm (5-22)

mm , mm

120.25 1.00.8 2.05n C C δδ=++=++=mm (5-23)

圆整量为3㎜,由于碳素钢制塔式容器厚度要不少于4㎜,所以取4㎜.

校核水压强度:

(5-24)

1.250.1 1.250.125T c p p MPa ==?= (5-25) 则:0.1252400+275542

2.75

t MPa σ?=

=?(.)

0.90.90.8235169s MPa φδ=??=

可见,所以水压强度足够.

5.7 管径的计算

5.7.1塔顶出气管径的计算

已知饱和甲醇蒸汽出料u 取30ms ,

1

1

3,34492.15

8.351.1473600

V V s V

W q m ρ=

=

=?

(5-26)

0.595595d mm mm =

=

== (5-27)

其内径d=600-2×16=568㎜,重新核算u=32.97ms 。 5.7.2 塔顶回流管径计算 已知u 取2ms

1

1

33,10430.85

3.84107543600

L V s L

W q m s ρ-=

=

=??

0.049549.5d mm =

===mm

其内径d=65-2×4=57㎜,重新核算u=1.5ms 。 5.7.3 进料管径计算 已知u 取2ms ,

32.040.41518.020.58523.83F M kg kmol =?+?=

33,531.6323.83

4.24108303600

L

V s L

W q m s ρ-?=

=

=??

(5-28)

0.052052d m mm =

== 其内径d=65-2×4=57㎜,重新核算u=1.66ms 。 5.7.4 塔釜出液管管径计算 已知u 取2ms

32.040.00618.020.99418.10L M kg kmol =?+?=

30.006706.50.994954.95953.46L kg m ρ=?+?=

33,312.6618.10

1.6410953.463600

L

V s L

W q m s ρ-?=

=

=??

0.032432.4d m =

===mm 其内径d=40-2×3.5=43㎜,重新核算u=1.13ms 。 5.7.5 塔釜回流蒸汽管径计算 已知u 取30ms 。

32.040.02118.020.97818.33V M kg kmol =?+?=

3101.32518.33

0.5918.314378

V PM kg m RT ρ?=

==? 3,545.2418.33

4.700.5913600

V

V s V

W q m ρ?=

=

=?

0.447447d m mm =

=

==

其内径d=480-2×16=448㎜,重新核算u=29.83ms 封头。

采用椭圆形封头,选用直边高度40mm , =2,故=400mm ,厚度为4mm ,封头高为400mm 。

5.8裙座

以Q235-A钢为裙座材料的圆筒形裙座,壁厚为20 mm,内径等于塔内径D=1600 mm,高度为1320mm,裙座与简体的连接采用对焊校核强度。

5.9 塔高设计

塔釜高取2620mm;塔顶高920mm ;顶接管高为240 mm;开4个人孔,安装人孔精馏段间距为600mm,提馏段间距为540mm;进料口距离为1200mm。

塔高=25640mm。

第六章三废处理

6.1 甲醇生产对环境的污染

6.1.1 废气

(1)甲醇膨胀槽出来的膨胀气,其中含有较多的一氧化碳和有机毒物[18]。

(2)精馏时预塔顶排放出的不凝气体。

(3)其他如精馏塔顶还有少量含醇不凝性气体等。

(4)锅炉排放烟气,烟气中含粉。

(5)备煤系统中的煤的输送、破碎、筛分、干燥等过程中产生的粉尘。

6.1.2 废水

(1)甲醇分离器排放的油水,各输送泵填料的漏液。

(2)甲醇生产中对水源污染最严重的是精馏塔底排放的残液。

(3)气化工段气液分离出来的含煤水。

6.1.3 废渣

废渣主要来自气化炉炉底排渣及锅炉排渣,气化炉二旋排灰

6.2 处理方法

6.2.1 废气处理

甲醇精馏系统各塔排放的不凝性气体送去燃料气系统作燃料;甲醇膨胀槽排放的膨胀气也送去燃料气系统;气提塔排放的解析气送去气化系统火炬燃烧;脱硫工段的酸性气体去硫回收系统;锅炉烟道气经高效旋风分离除去烟尘85%,后送至备煤系统回转干燥机,利用锅炉烟道气余热加热原料回收余热后湿式除尘器二次除尘后,引风机送至烟囱排入大气;

原料煤破碎、筛分产生的粉尘,经布袋除尘后排入大气。

6.2.2 废水处理

以有机物为主要污染物的废水,只要毒性没达到严重抑制作用,一般都可以用生物法处理,一般认为生物方法是去除废水中有机物最经济最有效的方法,特别对于BOD浓度高的有机废水更适宜。本设计选用AO生物处理法,即厌氧与好氧联合生物处理法,此法是近年来开发成功的、以深度处理高浓度有机污水的生化水处理工艺,其典型的工艺流程如下图所示:

图6.1 AO生化法处理甲醇工艺

AO法处理甲醇废水的优点主要表现在:该法既发挥了厌氧生化能处理高浓度有机污水的优点,又避免了生物接触氧化法抗负荷冲击力弱的缺点,能够较为彻底地消解废水中的主要污染物甲醇,基本上不需要更深程度的处理措施。

6.2.3废渣处理

气化炉炉渣及锅炉渣,经过高温煅烧,含残炭很少,用于基建回填、铺路是很好的材料。

结论

经过一段时间以来的资料查询、文献搜索、设计整理,在老师的指导和同学的帮助下,我顺利完成了本次毕业设计。本毕业设计按照指定设计任务书来编写,工艺先进可行,节能环保,具有一定的成本优势。设计中的机械设备经复核,符合标准。

(1)合成甲醇催化剂选用上,通过综合比较国内外各种常用催化剂,并本着技术先进投资节省的原则,选用了铜基催化剂,活性好,选择性好。

(2)合成甲醇时,选用管壳式甲醇合成工艺,反应器内催化剂温度分布均匀,床层平面温差小;可以回收高位热能,能源利用合理,反应器出口出甲醇含量高。

(3)在粗甲醇分离时,选用三塔精馏工艺,能够较好地利用热能,得到节能的效果,得到业界的认可。

(4)在“三废处理”中,根据实际情况,最大限度地回收利用,变废为宝。既符合环保要求,还降低了生产综合成本。

本设计对甲醇的分离工艺中的常压塔进行工艺设计。由于加压塔和常压塔的采出比为2:1,故常压塔的产量为7066.18 kg,精溜段的高度为10m,分为两段,每段5m,提溜段

的高度为7.8m,也分为两段,每段3.9m;设计出塔高为2564m。

在编写的过程中我对本设计说明书作了多次修改,但限于时间和水平,纰漏在所难免,恳请老师们指正。

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