年产20万吨煤制甲醇生产工艺-初步设计申请立项可研报告

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ABSTRACTMethanol is a kind of very important organic chemical raw materials， is also akind 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。

1 总论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腹地位。

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进展，甲醇将被应用于愈来愈多的领域。

1. 生产的进展1）世界甲醇工业的进展整体上说，世界甲醇工业从90年代开始经历了1991-1998的供需平稳，1998-1999的供大于求，从2000年初至今的供求大体平稳三个大体时期。

[1]据Nexant Chen Systems公司的最新统计，全世界2004年甲醇生产能力为万t/a[2]以下是最近几年的甲醇需求统计。

全世界主腹地域甲醇消费组成从上表能够看出，到2004年为止，甲醇仍要紧用于制造甲醛和MTBE。

用于制造甲醛的甲醇用量随年份成增加趋势，而MTBE 的需求量则逐年降低。

亚洲需求量增长比较迅速，与此相反，北美地区需求则在减少。

2）我国甲醇工业进展我国的甲醇工业通过十几年的进展，生产能力取得了专门大提高。

1991年，我国的生产能力仅为70万吨，截止2004年末，我国甲醇产能已达740万吨，117家生产企业共生产甲醇万吨，2005年甲醇产量达到500万吨，比2004年增加%，入口量万吨，因此下降%。

1）装置大型化于上世纪末相较，此刻新建甲醇规模超过百万吨的已再也很多数。

在2004——2020年新建的14套甲醇装置中平均规模为134万t/a，其中卡塔尔二期工程项目高达230万t/a。

最小规模的是智利甲醇项目，产能也达84万t/a，一些上世纪末还称得上经济规模的60万t/a装置因失去竞争力而纷纷关闭。

2）二次转化和自转化工艺合成气发生占甲醇装置总投资的50%—60%，因此许多工程公司将其视为技术改良重点。

已经形成的新工艺在主若是Syenetix(前ICI)的先进天然气加热炉转化工艺(AGHR),Lurgi的组合转化工艺(CR)和Tops e的自热转化工艺(ATR)3）新甲醇反映器的合成技术大型甲醇生产装置必需具有与其规模相适应的甲醇反映器和反映技术。

目录1.1概述------------------------------------------------ 01.2市场分析------------------------------------------------------------- 11.2.1对世界甲醇供需现状的分析---------------------------------------- 1 1.2.2 我国甲醇发展预测----------------------------------------------- 2第二章工艺流程设计 ----------------------------------------- 52.1生产方法------------------------------------------------------------- 5 2.2 工艺流程化----------------------------------------------------------- 82.2.1反应工段-------------------------------------------------------- 82.2.2原料预处理----------------------------------------------------- 12 2.2.3产品后处理---------------------------------------------------- 12 2.2.4废物回收或处理------------------------------------------------ 13 2.2.5流程简述------------------------------------------------------ 22第三章设备平面布置图 -------------------------------------- 233.1设备布置概述-------------------------------------------------------- 233.1.1设备布置原则--------------------------------------------------- 233.1.2设备布置内容--------------------------------------------------- 243.1.3设备布置注意事项----------------------------------------------- 24 3.2主要设备一览表------------------------------------------------------ 26致谢----------------------------------------------------- 27 参考文献--------------------------------------------------- 28第一章总论1.1概述OH。

巨野县巨铭精细化工XX巨铭精细化工项目可行性研究报告西南化工研究XX2010年6月项目经理王晓东周正明编写人员王晓东周正明谢光全成雪清王大军陈观明曾健廖炯李煊聂影杨良红蔡文华X璐霞杨一磊金鑫校核人曾健成雪清审核人周正明王晓东审定人古共伟目录1 总论71.1 概述1.2 研究结论2 市场预测212.1 国内外市场预测2.2 产品价格分析3 产品方案及生产规模413.1 产品方案的选择3.2 生产规模确定的原则和理由4 工艺技术方案454.1 工艺技术方案的选择4.2 工艺流程和消耗定额4.3 自控技术方案4.4 主要设备的选择4.5 标准化5 原料供应83 5.1 辅助材料供应5.2 燃料供应5.3 原料、辅助材料及燃料的供应6 建厂条件和厂址方案87 6.1 建厂条件6.2 厂址方案7 公用工程和辅助设施方案90 7.1 总图运输7.2 给排水7.3 供电与电讯7.4 供热7.5 储运7.6 外管7.7 采暖通风7.8 空压站、氮氧站、冷冻站7.9 维修7.10 中央化验室7.11 土建8 节能123 8.1 能耗指标及分析8.2 节能措施综述9 环境保护125 9.1 厂址与环境现状9.2 执行的环境质量标准和排放标准9.3 建设项目的主要污染源及污染物9.4 环境保护与综合利用论述9.5 环境保护费用10 劳动保护、安全卫生与消防134 10.1 劳动保护与安全卫生10.2 消防11 工厂组织、劳动定员人员培训141 11.1 工厂体制及组织机构11.2 生产班制和定员11.3 人员来源和培训12 项目实施规划144 12.1 建设周期的规划12.2 实施进度规划13 投资估算和资金筹措145 13.1 投资估算13.2 资金筹措14 财务、经济评价及社会效益评价149 14.1 产品成本和费用估算14.2 财务评价15 结论与建议155 15.1 综合评价15.2 研究报告的结论附表：财务分析表附图：1．总论1.1概述1.1.1项目名称、主办单位、企业性质及法定代表人（1）项目名称：巨铭精细化工项目（2）主办单位企业名称：XX省巨野巨铭精细化工XX企业性质：股份XX，企业法定代表人：X鹏法定注册地址：XX省XX市巨野县传真：0 ：0 邮编：274900（3）可行性研究报告编写单位西南化工研究XX，法人代表：古共伟地址：XX省XX市外南机场路445号信箱传真：0 ：0 邮编：6102251.1.2可行性研究报告编制的依据和原则（1）编制依据①XX省巨铭精细化工XX与西南化工研究XX签定的编制《巨铭精细化工项目可行性研究及项目建议书》合同。

浅析年产20万吨煤制甲醇生产工艺初步设计以投资成本，生产成本，产品收率为依据，选择中压法为生产甲醇的工艺，用CO和H2在加热压力下，在催化剂作用下合成甲醇，其主要反应式为：CO+ H2→CH3OH经过净化的原料气，经预热加压，于5 Mpa、220 ℃下，从上到下进入Lurgi 反应器，在铜基催化剂的作用下发生反应，出口温度为250 ℃左右，甲醇7%左右，因此，原料气必须循环。

甲醇的合成是可逆放热反应，为使反应达到较高的转化率，应迅速移走反应热，本设计采用Lurgi管壳式反应器，管程走反应气，壳程走4MPa的沸腾水。

一、甲醇合成塔的选择甲醇合成反应器实际是甲醇合成系统中最重要的设备。

从操作结构，材料及维修等方面考虑。

借鉴大型甲醇合成企业的经验，（大型装置不宜选用激冷式和冷管式），设计选用固定管板列管合成塔。

二、甲醇合成工艺流程来自脱碳装置的新鲜气（40℃，3.4MPa）与循环气一起经甲醇合成气压缩机（C7001）压缩至5.14MPa后，经过入塔气预热器（E7001）加热到225℃，进入甲醇合成塔（R7001）内，甲醇合成气在催化剂作用下发生如下反应：CO + 2H2 = CH3OH + QCO2 + 3H2 = CH3OH + H2O + Q甲醇合成塔（R7001）为列管式等温反应器，管内装有XNC-98型甲醇合成催化剂，管外为沸腾锅炉水。

反应放出大量的热，通过列管管壁传给锅炉水，产生大量中压蒸汽（3.9MPa 饱和蒸汽），减压后送至蒸汽管网。

副产蒸汽确保了甲醇合成塔内反应趋于恒定，且反应温度也可通过副产蒸汽的压力来调节。

甲醇合成的工艺流程甲醇合成塔（R7001）出来的合成气（255℃，4.9MPa），经入塔气预热器（E7001），甲醇水冷器（E7002A，B），进入甲醇分离器（V7002），粗甲醇在此被分离。

分离出的粗甲醇进入甲醇膨胀槽（V7003），被减压至0.4MPa后送至精馏装置。

甲醇分离器（V7002）分离出的混合气与新鲜气按一定比例混合后升压送至甲醇合成塔（R7001）继续进行合成反应。

年产20万吨煤制甲醇工艺设计专业：精细化学品生产技术组别：第六组指导老师：目录1 文献综述 (4)1.1我国甲醇行业现状与发展建议 (4)1.1.1甲醇发展状况 (4)1.1.2甲醇市场状况 (4)1.1.3甲醇发展方向 (5)1.1.4甲醇行业的发展建议 (5)1.2甲醇生产方法简介 (6)1.2.1煤、焦炭制甲醇的生产方法简述 (6)1.2.2本设计工艺流程 (19)2 煤制甲醇生产工艺流程 (20)2.1煤气化制粗原料气 (20)2.1.1 煤气化基本原理 (20)2.1.2 灰熔聚流化床煤气化技术概述 (20)2.1.3 ICC灰熔聚流化床煤气化工艺 (21)2.2粗原料气栲胶法脱硫 (23)2.2.1 栲胶法脱硫工艺原理 (23)2.2.2 粗原料气栲胶脱硫工艺流程 (23)2.3原料气变换 (24)2.3.1 一氧化碳变换的原理 (24)2.3.2 加压全低变工艺流程 (25)2.4变换气栲胶法脱硫 (26)2.4.1 变换气脱硫原因 (26)2.4.2 变换气栲胶脱硫工艺流程 (26)2.5变换气碳酸丙烯酯法脱碳 (26)2.5.1 碳酸丙烯酯法脱碳原理 (26)2.5.2 碳酸丙烯酯法脱碳工艺流程 (26)2.6合成气（变换气）压缩 (27)2.7合成气合成甲醇 (27)2.7.1 合成甲醇反应原理 (27)2.7.2 鲁奇（Lurgi）低中压发合成甲醇工艺流程 (28)2.7.3 鲁奇（Lurgi）管壳型甲醇合成塔 (30)2.8粗甲醇精馏 (31)2.8.1精馏原理 (31)2.8.2 加压蒸馏的目的及双效法定义 (31)2.8.3 双效法三塔粗甲醇精馏工艺流程 (32)2.8.4 双效法三塔粗甲醇精馏工艺流程特点 (33)2.9工艺流程总结 (33)3 煤制甲醇生产工艺计算.................................... 错误!未定义书签。

3.1ICC灰熔聚流化床煤气化工艺计算......................... 错误!未定义书签。

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。

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.[1]据Nexant Chen Systems公司的最新统计，全球2004年甲醇生产能力为4226。

5万t/a［2］以下是最近几年的甲醇需求统计。

全球主要地区甲醇消费构成从上表可以看出，到2004年为止，甲醇仍主要用于制造甲醛和MTBE。

用于制造甲醛的甲醇用量随年份成增长趋势,而MTBE 的需求量则逐年降低。

亚洲需求量增长比较迅速，与此相反，北美地区需求则在减少。

2) 我国甲醇工业发展我国的甲醇工业经过十几年的发展,生产能力得到了很大提高.1991年，我国的生产能力仅为70万吨，截止2004年底，我国甲醇产能已达740万吨，117家生产企业共生产甲醇440。

65万吨，2005年甲醇产量达到500万吨，比2004年增长22。

2％，进口量99。

1万吨,因此下降3.1%。

2.生产技术的发展1）装置大型化于上世纪末相比,现在新建甲醇规模超过百万吨的已不再少数。

在2004——2008年新建的14套甲醇装置中平均规模为134万t/a,其中卡塔尔二期工程项目高达230万t/a。

最小规模的是智利甲醇项目,产能也达84万t/a，一些上世纪末还称得上经济规模的60万t/a装置因失去竞争力而纷纷关闭.2）二次转化和自转化工艺合成气发生占甲醇装置总投资的50%—60%，所以许多工程公司将其视为技术改进重点。

已经形成的新工艺在主要是Syenetix(前ICI)的先进天然气加热炉转化工艺（AGHR）,Lurgi的组合转化工艺(CR）和Tops e的自热转化工艺(ATR）3）新甲醇反应器的合成技术大型甲醇生产装置必须具备与其规模相适应的甲醇反应器和反应技术。

化工过程设计可行性研究报告------年产20万吨甲醇项目班级：组别：小组成员：年产20万吨甲醇项目1.1 概述甲醇是重要的基础化工原料，在世界范围内的化工产品中，其产量仅次于乙烯、丙烯和苯，居第四位。

广泛用于有机中间体、医药、农药、染料、涂料、塑料、合成纤维、合成橡胶等其它化工生产中，并还用作溶剂和工业及民用燃料等。

目前甲醇用于化工生产的产品达数百种，主要衍生物有：甲醛、甲基叔丁基醚、醋酸、甲胺、二甲醚、甲酸甲酯、硫酸二甲酯、对苯二甲酸二甲酯、甲基丙烯酸甲酯、氯甲烷类、合成燃料等。

1.2 市场需求预测1.2.1 国外市场分析1.2.1.1 国外甲醇生产现状2003年全世界甲醇的总生产能力为3952万吨/年，产量为3235万吨，装置平均开工率为81.9%。

其中南中美洲是世界上最大的甲醇生产地区，占世界总生产能力的19.2%，其它依次是中东、北美、亚洲、中东欧、西欧等。

近二十年来，世界甲醇工业与天然气的开发同步发展，新建装置大多建在天然气资源丰富的国家或地区。

由于这些国家或地区的需求有限，因此大量的甲醇出口到美国、西欧和日本，而美国、西欧和日本的甲醇装置由于经济性的原因，已逐步减产或关闭，转而进口甲醇。

如日本曾是世界主要的甲醇生产国，到现在已无甲醇生产，预计这种趋势将会进一步发展。

预计在今后一段时期内世界甲醇的生产能力仍将有较大的增长，特别是在中东等天然气资源丰富的国家或地区。

这些国家将利用当地廉价的油气资源，建设一系列超大型的甲醇生产装置。

预计，到2007年，全世界甲醇的生产能力将达到4974万吨/年。

1.2.1.2 国外甲醇消费状况2003年，世界甲醇的消费量为3235.2万吨。

亚太已经成为世界最大的甲醇消费地区，消费量占世界总量的33.45%，其次是北美占28.73%、西欧占20.24%、中东占6.77%、中东欧占6.05%、南美洲占3.87%、非洲占0.86%。

在世界范围内甲醇的消费结构中，甲醛是最大的消费领域，占总消费量的37%，其次是MTBE/TABE，占28%，第三是醋酸，占7%，其它消费领域所占份额较小。

X X 大学毕业设计设计说明书题目：年产20万吨煤制甲醇生产工艺初步设计学号：姓名：学院：系别：冶金化工系专业：应用化工指导教师：完成日期：目录摘要 (1)前言………………………………………………………………………………第一章概述 (1)1.1 甲醇的性质 (3)1.2 甲醇的用途……………………………………………………………1.3 甲醇的生产方法………………………………………………………….1.4 设计的目的和意义 (5)1.5 设计的指导思想 (5)第二章低压法合成甲醇工艺流程及主要设备 (5)2.1 反应原理及特点 (6)2.2 原料气的生产方法 (6)2.2.1 固体燃料气化法 (8)2.2.2 烃类蒸气转化法 (11)2.2.3 重油部分氧化法 (17)2.2.4 GSP冷激气化法 (22)2.3甲醇合成工艺条件 (22)2.4 甲醇合成工艺流程……………………………………………………2.5 甲醇合成反应器 (32)2.5.1 冷激式绝热反应器……………………………………………2.5.2 列管式等温反应器………………………………………….第三章工艺计算 (34)3.1物料衡算 (35)3.2 热量衡算 (35)第四章安全卫生 (59)4.1 一氧化碳中毒的症状、急救及预防措施 (59)4.2 甲醇中毒症状和急救……………………………………………………………60.4.3 甲醇生产中的防火和防爆 (63)第五章三废处理 (64)10参考文献 (66)致谢 (65)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，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；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。