年产30万吨合成甲醇项目初步设计说明书

一、项目简介本项目是一座年产30万吨合成甲醇的化工项目，主要采用天然气和煤炭为原料，通过催化剂反应，将天然气和煤炭转化为合成气，再通过水蒸气重整和低温变换等工艺步骤，最终合成甲醇。

项目总投资估计为XX亿元。

二、工艺流程1.原料准备:本项目主要使用天然气和煤炭作为原料。

天然气经过除尘、除硫、除水等预处理后，与煤炭一起进入合成气制备单元。

2.合成气制备:合成气制备单元主要包括重整和变换两个步骤。

重整步骤将煤炭燃烧后的烟气与水蒸气进行混合，经过反应生成合成气；变换步骤利用催化剂将天然气进行催化反应，生成一氧化碳和氢气，与重整步骤产生的合成气混合。

3.合成甲醇:合成气进入合成甲醇装置，经过一系列反应和分离步骤，最终转化为甲醇产品。

其中的反应步骤主要包括催化剂反应和蒸汽重整等。

4.产品处理:甲醇产品经过分离、精制、脱水等处理步骤，最终得到合格的甲醇产品。

三、工艺特点1.本项目采用先进的一体化工艺，能够同时利用天然气和煤炭作为原料，提高资源利用效率。

2.本项目使用了先进的催化剂和反应装置，具有高效、低能耗、高选择性的特点。

3.本项目采用封闭生产工艺，能够降低环境污染，提高产品质量。

4.本项目设计了完善的废物处理装置，实现了废物的资源化利用，减少了对环境的影响。

五、经济效益分析1.本项目年产30万吨甲醇，主要销售给化工企业作为原材料。

根据市场调研和产品定价，预计年销售收入为XX亿元。

2.本项目投资估计为XX亿元，预计投资回收期为X年，静态投资回收率为X%。

3.本项目能够提供大量的就业机会，促进当地经济发展。

六、风险分析1.天然气和煤炭市场价格波动风险。

2.环保政策和法规调整风险。

3.技术创新和市场需求变化风险。

4.合作伙伴风险及市场竞争风险。

七、总结本项目的初步设计说明书详细介绍了年产30万吨合成甲醇的工艺流程、工艺特点、经济效益分析和风险分析等方面。

该项目将利用先进的工艺装置和催化剂，通过合成气制备和反应步骤，将天然气和煤炭转化为合成甲醇，可提供大量就业机会和促进当地经济发展。

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。

甲醇是一种重要的有机化学品，广泛应用于化工、能源、医药、农药等领域。

设计年产30万吨甲醇的工艺需要充分考虑原料、设备、反应条件等多方面的因素。

下面将详细介绍年产30万吨甲醇的工艺设计。

首先，我们需要确定甲醇的生产原料。

甲醇的主要原料是合成气，它由一定比例的一氧化碳和氢气混合而成。

合成气的生产方式有多种，常用的有煤气化和天然气重整。

煤气化将煤炭在高温高压下转化为合成气，天然气重整则通过将天然气进行催化转化来得到合成气。

在选择原料时，需要综合考虑成本、供应稳定性和环境因素等因素。

其次，我们需要确定甲醇的合成反应。

甲醇的合成主要通过低温低压下的催化反应进行。

目前常用的合成甲醇催化剂有铜锌基催化剂和铝酸胶体催化剂。

催化剂的选择需要考虑反应速度、选择性和稳定性等因素。

确定了原料和反应条件之后，我们需要设计甲醇的工艺流程。

一般而言，甲醇的工艺流程包括合成气的制备、催化反应、分离纯化等步骤。

合成气的制备是整个工艺流程的核心环节之一、在煤气化过程中，需要将煤炭进行气化反应，产生合成气。

煤气化反应通常在高温高压下进行，需要合适的催化剂和气化剂。

气化产生的合成气含有大量的杂质，如硫化物、氮气和灰份等。

因此，还需要进行合适的净化处理，以提高合成气的质量。

催化反应是甲醇的合成过程，需要注意反应温度、压力和催化剂的选择。

一般而言，合成甲醇反应温度在200-300摄氏度之间，压力在一定范围内进行调节。

催化剂的选择和工艺条件的优化是提高甲醇合成效率和选择性的关键。

分离纯化是甲醇工艺流程中的重要环节。

合成气反应产生的甲醇需要进行分离和纯化处理，以除去杂质和提高产品纯度。

一般而言，甲醇通过蒸馏、吸附、结晶等分离过程进行纯化。

最后，进行工艺设计时还需要考虑能源消耗和废物处理。

甲醇的生产过程需要消耗大量的能源，需要选择节能的设备和优化工艺条件。

废物处理是环保的重要环节，需要合理处理反应废气和废水，以减少对环境的影响。

以上是年产30万吨甲醇工艺设计的简要介绍，设计过程中需要充分考虑原料、设备、反应条件、能源消耗和废物处理等多方面的因素。

第一章总则1.1编制说明本施工组织设计主要依据**煤化工一期工程合成氨、甲醇装置建筑工程的设计图纸、经考察了解到的现场情况、业主及设计单位的有关意向和要求、现行建筑施工规范、施工手册、本企业施工过的类似工程的经验以及企业技术经济情况而编制。

1.1.1**煤化工一期工程合成氨、甲醇装置建筑工程由贵州**化工有限责任公司在贵州省**县***兴建。

1.1.2本施工组织设计的内容严格按照招标文件中对技术标的要求编制，全篇由十三部分组成，主要论述了施工总体策划部署及各分部、分项工程的施工组织、施工布置、施工方法和措施等。

1.1.3本施工组织设计在实施过程中，还将视工程的具体情况，对一些重点部位和特殊工序编制详细的施工方案和作业指导书。

1.1.4 编制单位：1.1.5 编制日期：2009年2月1.2编制目的本施工组织设计是为**煤化工一期工程合成氨、甲醇装置建筑工程施工而编制的。

编制的指导思想是：编制时为业主着想，施工时对业主负责，竣工时让业主满意，同时在经济上合理，技术上可靠的前提下，保质、保量、保工期。

1.3 编制原则本施工组织设计是指导本工程施工过程中各项生产活动的技术、经济综合性文件。

1.4编制依据1.4.1**科技股份有限公司编制的《**煤化工一期工程合成氨、甲醇装置建筑工程施工招标文件》（DWG.NO.200702-C-02-002）；1.4.2由“**科技股份有限公司”设计的本工程施工图纸；1.4.3国家及贵州省相关工程建设政策、法规；1.4.4我公司类似工程的施工管理经验和技术装备状况；1.4.5我司对本工程建设地区水文地质、地理、气候条件及地下构筑物的调查了解及对遵义地区、贵州省对施工单位有关的规定和要求；1.4.6国家及行业、地方规范、标准：规范、标准、文件一览表1.4.7本企业有关施工标准和方法及作业指导书等我司已通过ISO9002质量体系及ISO14001环保体系的认证，本工程主体结构、装饰装修、设备基础及坑池、厂区总图等各分部工程施工全过程将全面按照我公司编制的质量、环境整合型程序文件中的规定运作。

目录第1章概述 (4)1.1甲醇性质 (4)1.2甲醇用途 (4)1.3甲醇生产工艺的发 (4)1. 4甲醇生产原料 (5)第2章工艺流程设计 (6)2.1合成甲醇工艺的选择 (6)2.1.1甲醇合成塔的选择 (6)2.1.2催化剂的选用 (6)2.1.3合成工序工艺操作条件的确定与论证 (8)第3章工艺流程 (10)3.1甲醇合成工艺流程 (10)第4章工艺计算 (12)4.1物料衡算 (12)4.1.1合成工段 (13)4.2能量衡算 (18)4.2.1煤发电量 (18)4.2.2合成工段 (18)第5章主要设备的计算和选型 (22)5.1甲醇合成塔的设计 (22)5.2水冷器的工艺设计 (25)5.3循环压缩机的选型 (28)5.4气化炉的选型 (28)5.5甲醇合成厂的主要设备一览表 (28)第6章合成车间设计 (29)6.1厂房的整体布置设计 (29)6.2合成车间设备布置的设计 (29)第7章设计结果评价 (30)参考文献 (31)致谢 (32)第1章概述1.1甲醇性质甲醇俗称木醇、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℃）45.05mN/m，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。

1.2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。

年30万吨甲醇合成工段换热器的设计摘要本次设计主要内容是对以煤为原料合成甲醇的工艺设计。

根据神华宁夏煤业集团煤制油净化合成厂甲醇合成车间其甲醇合成工段换热器的设计为基础，选定毕业设计题目为年产30 万吨甲醇合成工段换热器进行初步设计。

本设计主要研究目的是是通过对换热器的设计，掌握换热器的内部结构以及换热器在实际中的应用，熟悉实习企业该工段的工艺流程。

本设计采用的方法是有内插法，物料衡算，试差法，查图法等。

通过本次设计得到的结论：甲醇的进出口温度分别为；T1=60℃，T2=40℃；冷却水的进出口温度分别为：t1=20℃，t2=28℃；流体的流向为逆流；换热管根数为：n=94根；换热管长为：L=18m；换热管径为：D=400mm；计算出的换热管面积为：A=43.5m2；折流板的间距为：B=250mm，折流板数为：N B=23 块。

关键词:粗甲醇；冷却器；折流板目录1绪论 (1)1.1甲醇简介 (1)1.2甲醇工艺简介 (2)1.2.1工业上合成甲醇的主要工艺 (2)1.2.1甲醇合成工艺简介 (3)1.3换热器简介 (3)1.3.1套管式换热器 (3)1.3.2管壳式换热器 (4)1.3.3固定管板式换热器 (4)1.3.4浮头式换热器 (4)1.3.5板式换热器 (5)1.4本设计的目的和意义 (5)1.5本设计的任务和内容 (5)2 换热器的设计条件 (7)2.1设计任务及操作条件 (7)3 换热器的工艺设计 (8)3.1确定设计方案 (8)3.1.1热负荷及冷却水用量的计算 (8)3.1.2确定流体的定性温度 (8)3.2估算换热面积 (8)3.2.1计算平均温差 (8)3.2.2估算换热面积 (9)3.3换热器的选型及结构尺寸的确定 (9)3.3.1换热器的选型 (9)3.3.2管内流速 (10)3.3.3折流板 (10)3.4核算换热器的流动阻力 (10)3.4.1管程流体阻力 (11)3.4.2壳程流体阻力 (12)3.5核算总传热系数 (14)3.5.1壳程对流传热系数 (14)3.5.2管程对流传热系数 (14)3.5.3总传热系数 (15)3.6面积裕度 (15)3.7核算壁温 (15)4 附属设备选型及计算 (17)4.1筒体壁厚的计算 (17)4.2封头厚度计算 (18)4.3管板设计 (20)4.4法兰设计 (20)4.5接管设计 (21)4.5.1壳程流体进出口接管设计 (21)4.5.2管程流体进出口接管设计 (22)4.5.3接管法兰选取 (23)4.6管箱及分程隔板设计 (24)4.6.1管箱设计 (24)4.6.2分程隔板的设计 (25)4.7拉杆、定距管的设计 (26)4.7.1拉杆的结构形式 (26)4.7.2拉杆的尺寸 (26)4.8支座及安装位置确定 (26)4.9折流板布置 (27)4.10传热管与管板的连接 (27)5 强度计算及校核 (28)5.1鞍座校核 (28)5.2筒体校核 (28)结论 (31)主要符号说明 (33)致谢 (35)参考文献 (36)附录 (37)附录A年产30万吨甲醇合成工段换热器设计图纸 (37)附录B年产30万吨甲醇合成工段甲醇合成工艺流程图 (37)附录C年产30万吨甲醇合成工段厂房平面布置图 ......................... .. (37)1 绪论1.1甲醇简介甲醇(Methanol)又名木醇，甲基氢氧化物，是一种最简单的饱和醇。

内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书题目：年产30万吨甲醇生产车间工艺初步设计学号：***********名：***班级：10化工-2班专业：化学工程与工艺指导教师：***目录一、设计任务 (1)二、概述[1] (3)三、生产方案与工艺流程设计 (4)3.1生产方案确定 (4)3-2工艺流程设计与论证 (5)3-2-1 工艺流程简图 (5)3-2-2 C302甲醇催化剂的主要特性 (5)3-2-3甲醇精馏工艺流程 (5)五、物料衡算 (6)5-1工艺技术参数 (6)5-1-1 合成工段的工艺参数 (7)5-1-2产品质量标准 (7)5-1-3 原料天然气规格 (7)5-2精馏工段 (7)5-3合成工段 (9)5-3-1 合成塔中发生的化学反应: (9)5-3-2每小时甲烷产量 (9)5-3-3生成的水分 (9)5-3-4 粗甲醇中气体溶解量 (10)5.3.5 粗甲醇中甲醇扩散损失 (10)5.3.6 合成反应中各气体的消耗和生成情况 (10)5.3.7 新鲜气和弛放气气量的确定 (11)5.3.8循环气气量的确定 (12)5.3.9 循环比，CO及CO2单程转化率的确定 (13)5.3.10 入塔气和出塔气组成 (13)5.3.11 甲醇分离器出口气体组成的确定 (14)5.4原料计算 (15)六、能量衡算 (15)6.1合成工段热衡算 (15)6.1-1 合成塔的热平衡计算 (15)6.1.2入塔热量计算 (16)6.1.3塔内反应热的计算 (16)6.1.4 塔出口气体总热量计算 (17)6.1.5全塔热量损失的确定 (17)6.1.6沸腾水吸收热量的确定 (17)6.2入塔气换热器的热量计算 (17)6.2.1入换热器的被加热气体热量的确定 (17)6.2.2出换热器的被加热气体热量的确定 (18)6.2.3入换热器的热气体热量的确定 (18)6.2.4出换热器的热气体热量的确定 (18)6.2.5 出换热器的加热气体的温度的确定 (18)6.3水冷器热量的计算 (18)6.3.1 水冷器热平衡方程 (18)6.3.2水冷器入口气体显热的确定 (18)6.3.3水冷器出口气体显热的确定 (19)6.3.4 出水冷器的粗甲醇液体热量的确定 (19)6.3.5 水冷器冷却水吸热的确定 (19)6.3.6冷却水用量的确定 (20)七、设备工艺计算与选型 (20)7.1甲醇合成塔的设计 (20)7.1.1 传热面积的确定 (20)7.1.2催化剂用量的确定 (20)7.1.3传热管数的确定 (20)7.1.4 合成塔壳体直径的确定 (20)7.1.5 合成塔壳体厚度的确定 (21)7.1.6 合成塔封头的确定 (21)7.1.7 接管的确定 (21)7.1.8 折流板的确定 (22)7.1.9 管板的确定 (22)7.1.10 支座的确定 (22)7.1.11 合成塔设计结果汇总表 (22)7.2水冷器的设计 (22)7.2.1 传热面积的确定 (22)7.2.2 管子数n的确定 (22)7.2.3管子的排列方式，管间距的确定 (23)7.2.4 壳体直径的确定 (23)7.2.5 壳体厚度的计算 (23)7.2.6换热器封头的确定 (23)7.2.7 容器法兰的选择 (23)7.2.8折流板的设计 (23)7.2.9 开孔补强 (24)7.2.10支座 (24)7.2.11 水冷器设计结果汇总 (24)7.3循环压缩机的选型 (24)7.4精馏塔的选型和控制 (25)7.4.1 常压塔 (25)7.4.2加压塔 (25)7.5甲醇合成厂的主要设备一览表 (25)八、合成车间布置设计 (26)8.1厂房的整体布置设计 (26)8.2合成车间设备布置的设计 (26)九、安全生产设施[11，12] (26)9.1安全阀的设置 (27)9.2高压管路的设计 (27)十、公用工程设施 (27)十一、“三废”处理方案与思路 (28)10.1甲醇生产对环境的污染 (28)10.1.1废气 (28)10.1.2废水 (28)10.2处理方法 (28)10.2.1废气处理 (28)10.2.2废水处理 (28)十二、经济效益估算 (29)12.1投资估算 (30)12.2劳动人员的确定 (30)12.3生产成本估算 (30)12.3.1计算数据 (30)12.3.2生产成本计算 (31)12.4总销售收入 (32)12.4.1价格的确定 (33)12.4.2年销售总收入 (33)12.5年利润总额 (33)12.6投资回收期 (33)12.7综合技术经济指标 (33)十三、设计结果评析 (34)十四、心得体会与致谢 (34)十五、参考文献 (35)一、设计任务（一）课程设计题目年产30万吨甲醇生产车间工艺初步设计（二）设计条件1 原料来源：天然气，海南天然气厂供2 产品：甲醇（一级）3生产能力：30万t/a4 热源条件：加热剂：天然气燃烧及生产过程的废热冷却剂：循环水，进口温度≤30℃出口温度≤40℃5 生产时间：全年连续生产330天，每天工作24小时，三班制。

本科毕业设计年产30万吨甲醇工艺设计Process Design of 300 kta Methanol SynthesisSection目录摘要 .......................................................................................................................................... Abstract ..................................................................................................................................引言......................................................................................................................................第一章概述...................................................................................................................1.1甲醇的概述..................................................................................................................1.1.1理化性质...................................................................................................................1.1.2制法...........................................................................................................................1.1.3用途...........................................................................................................................1.2由CO和H2合成甲醇 ...............................................................................................1.2.1高压法.......................................................................................................................1.2.2低压法.......................................................................................................................1.2.3中压法.......................................................................................................................1.3甲醇生产技术的发展趋势 .........................................................................................第二章工艺流程设计.....................................................................................................2.1甲醇合成......................................................................................................................2.1.1反应方程式...............................................................................................................2.1.2合成法反应机理 ......................................................................................................2.1.3甲醇合成塔的选择 ..................................................................................................2.1.4催化剂的选用 ..........................................................................................................2.1.5合成工序工艺操作条件的论证与确定 ..................................... 错误！未定义书2.1.6低压Lurgi甲醇合成工艺.......................................................... 错误！未定义书第三章生产工艺计算........................................................................ 错误！未定义书3.1甲醇生产的物料平衡计算 ............................................................ 错误！未定义书3.1.1合成工段物料衡算 ..................................................................... 错误！未定义书3.2甲醇生产的能量平衡计算 ............................................................ 错误！未定义书3.2.1合成工段能量衡算 ..................................................................... 错误！未定义书3.2.2冷凝器能量计算 ......................................................................... 错误！未定义书第四章主要设备计算及选型.......................................................... 错误！未定义书4.1合成系统主要设备的计算及选型 ................................................ 错误！未定义书4.1.1甲醇合成塔的设计 ..................................................................... 错误！未定义书4.1.2水冷器的工艺设计 ..................................................................... 错误！未定义书4.1.3甲醇分离器...............................................................................................................4.1.4循环压缩机的选型 ..................................................................................................4.2控制仪表的选择 ............................................................................ 错误！未定义书结论......................................................................................................... 错误！未定义书致谢......................................................................................................... 错误！未定义书参考文献.................................................................................................................................附录......................................................................................................................................年产30万吨甲醇合成工段工艺设计摘要：甲醇是一种极重要的有机化工原料，也是一种燃料，是碳化学的基础产品，在国民经济中占有十分重要的地位。

摘要本设计是年产30万吨煤制甲醇项目一氧化碳变换工段的初步设计。

煤制甲醇是目前我国战略转移的一个重要项目。

针对我国多煤少油多煤少气的现状，国家提倡煤转油、煤转气和一系列化工项目。

在煤转油和煤基甲醇等项目中，很重要的一个工段是CO变换。

它的主要任务是调整C/H比，以满足后续的合成需求。

本设计以煤制甲醇流程为工作基点，以非饱和塔型全低温耐硫不完全变换为讨论基础，采用山东齐鲁科力化工研究院有限公司研发的牌号为QCS-03的钴钼系催化剂对来自煤直接气化的粗煤气进行CO变换。

设计的原则是技术先进、工艺成熟、经济合理、安全环保，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，选用煤气化来的粗煤气进行CO变换，设计的内容包括生产工艺设计论证、工艺计算、设备设计选型及流程图、平面布置图、设备图的绘制；此外，在设计中充分考虑环境保护和劳动安全等非工艺部分。

最后通过经济评估，本设计能够达到要求的经济效益。

关键词：煤制甲醇CO 变换碳氢比AbstractThis design is the annual output of 30 million tons of coal meth anol carbon mon oxide shift conversion section of the preliminary design. Coal to meth anol is an important strategic shift in China project. More coal in our country less oil an d more coal less g as status, n ation al adv ocates of coal-oil, coal, g as transf er an d a series of chemical projects. In the coal-oil and coal-based methan ol project is a v ery importan t section in CO conversion. Its main task is to adjust the C / H ratio, th e synth esis of th e follow-u p to meet deman d. Th e design process for the work of coal meth anol basis points, all non-saturated low-temperatu re sulfur-toleran t tower is not compl etely tran sformed into a basis for discu ssion, th e use of force Ch emical Research Institute Co., Ltd. Shan dong Qilu Ke R & D g rades for th e QCS-03 cobalt-molybdenum catalysts Gasification of coal directly from coal gas for CO conversi on.Design principles are techn ologically adv anced, mature technol ogy, economical, safe environment, fully demon strated at h ome an d abroad in a v ariety of advan ced produ ction methods, process and device configuration based on th e use of coal g asification to tran sform the crude g as to CO, the design includes production process design argument, process calculation, equipmen t sel ection and design of flow charts, floor plan s, equipmen t, mapping; In addition, full consi deration in th e design of environmental protecti on and labor safety an d oth er non-process part. Finally, econ omic ev aluation, designed to meet the requirements of th e econ omic ben efits.Keywords: coal to methan ol carbon mon oxide tran sform rati o of carbon an d hydrogen目录摘要 (I)Abstract (II)第1章总论 (1)1.1 概述 (1)1.1.1 煤制甲醇的可行性 (1)1.1.2设计的目的和意义 (1)1.1.3变换气的要求 (2)1.2 工艺比较 (2)1.2.1全低变工艺 (3)1.2.2 无饱和塔型变换工艺 (6)1.2.3 Sh ell粉煤气化制甲醇一氧化碳变换工艺 (8)1.2.4 变换兼COS水解工艺 (10)1.2.5 变换兼硫化物加氢工艺 (11)1.2.6小结 (11)1.3 设计范围、装置组成及建设规模 (12)1.3.1设计的范围 (12)1.3.2 生产装置组成 (12)1.3.3 建设规模 (12)第2章工艺详述 (13)2.1 一氧化碳变换系统流程 (13)2.2 一氧化碳变换系统影响因素 (14)2.2.1 压力 (14)2.2.2 温度 (15)2.2.3 水气比 (16)2.2.4 空速 (16)2.2.5CO2的影响 (16)2.2.6副反应的影响 (17)2.2.7 入口温度 (17)2.2.8 催化剂活性 (17)2.2.9 煤气中CO的含量 (18)2.3 操作制度 (18)2.3.1 入口温度的控制 (18)2.3.2 床层温度的控制 (18)2.3.3 出口CO指标的控制 (19)2.3.4变换炉压差 (19)2.4一氧化碳变换系统中存在的问题 (19)第3章工艺计算 (21)3.1 原始数据 (21)3.2 变换炉工艺参数计算 (21)3.2.1 1#变换炉工艺参数计算 (21)3.2.2 2#变换炉工艺参数计算 (24)3.2.3 3#变换炉工艺参数计算 (26)3.3 物料衡算及热量衡算 (27)3.3.1 变换炉物料衡算及热量衡算 (27)3.3.2气体增湿器物料衡算及热量衡算 (30)3.3.3 废热锅炉物料衡算及热量衡算 (31)第4章主要设备的工艺计算和设备选型 (34)4.1 变换炉的工艺计算 (34)4.1.1 已知条件 (34)4.1.2 1#变换炉 (35)4.1.3 2#变换炉 (37)4.1.4 3#变换炉 (39)4.2废热锅炉的工艺计算 (42)4.2.1 筒体内径的计算 (42)4.2.2 传热系数的计算 (42)4.3 气体增湿器的确定 (47)4.4 开工加热器的确定 (47)4.5 原料气预热器的确定 (47)4.6 预变换炉的确定 (47)4.7 蒸汽预热器的确定 (47)4.8 甲烷化入口加热器 (47)4.9 CO变换工段设备一览表 (48)第5章车间布置说明 (49)5.1车间布置原则 (49)5.2 哈尔滨地区的自然条件 (49)5.2.1 气象条件 (50)5.2.2地震烈度 (50)5.3车间布置的方案 (51)5.3.1 厂房的平立面布置 (51)5.3.2车间辅助室和生活室的布置 (51)5.3.3 设备的布置方案 (51)第6章非工艺部分要求 (53)6.1公用工程 (53)6.1.1 土建 (53)6.1.2给排水及热力 (53)6.1.3 电力、电信系统 (54)6.1.4 自控仪表 (54)6.2 环境保护及安全卫生 (54)6.2.1三废处理 (54)6.2.2 安全生产 (55)6.3 节能 (56)第7章经济概算 (57)7.1 企业组织和劳动定员 (57)7.2 投资估算 (57)7.2.1 建设费用 (57)7.2.2 设备及其安装费 (58)7.2.3技术开发转让费 (58)7.2.4 不可预见费 (59)7.2.5固定资产投资 (59)7.2.6建设期利息 (59)7.2.7 固定资产总投资 (59)7.2.8 铺底流动资金 (59)7.2.9 项目总投资 (60)7.3 成本核算 (60)7.3.1单耗 (60)7.3.2 能耗 (61)7.3.3 加工费 (61)7.3.4设备折旧维护费 (62)7.3.5车间成本 (62)7.3.6工厂管理费 (62)7.3.7 工厂成本 (63)7.3.8年销售费用 (63)7.3.9销售成本 (63)7.3.10 年销售税金 (63)7.3.11 年销售利润 (63)7.3.12年所得税 (63)7.3.13 年纯利润 (64)7.4经济效益评估 (65)7.4.1投资回收期 (65)7.4.2投资利润率 (65)7.4.3 投资利税率 (66)结束语 (67)致谢 (68)参考文献 (69)ContentsChapter 1 Gener al Discussion (1)1.1 Ov erview (1)1.1.1 The feasibility of coal-methan ol (1)1.1.2 The purpose an d significance of th e design (1)1.1.3 Tran sform the requirements of g as (2)1.2 Process Com parison (2)1.2.1 All low-temperature shift process (3)1.2.2 Tran sformation process with out saturati on tower (6)1.2.3 Sh ell Coal Gasification Process meth anol conversi on of carbon mon oxide (8)1.2.4 Tran sform an d COS Hy drolysis (10)1.2.5 Tran sform an d thiophen e hydrog enation process (11)1.2.6 Conclusion (11)1.3 Design scope composition and scale of con struction equipment (12)1.3.1 The scope of the design (12)1.3.2Plant composition (12)1.3.3 Scale (12)Chapter 2 Pr ocess details (13)2.1 Carbon m onoxide conversi on system processes (13)2.2 Factors of carbon m onoxide conversi on system (14)2.2.1 Pressure (14)2.2.2 Tem perature (15)2.2.3 Water gas ratio (16)2.2.4 Airspeed (16)2.2.5 The impact of carbon dioxide (16)2.2.6 Si de Effects (17)2.2.7 Inlet temperatu re (17)2.2.8 Catalytic activity (17)2.2.9 Carbon mon oxide content in gas (18)2.3 Operating system (18)2.3.1 Inlet temperatu re control (18)2.3.2 The con trol of bed temperature (18)2.3.3 The con trol of exports of carbon m onoxide index (19)2.3.4 Tran sform furnace pressure (19)2.4 Transformation of carbon mon oxide problems in th e system (19)Chapter 3 Pr ocess Calculation (21)3.1 Raw data (21)3.2 Calculation of process parameters shift converters (21)3.2.1 1# Cal culation of process parameters shift conv erters (21)3.2.2 2# Cal culation of process parameters shift conv erters (24)3.2.3 3# Cal culation of process parameters shift conv erters (26)3.3 Material bal ance an d heat balan ce (27)3.3.1 Tran sform furnace material balan ce an d h eat balan ce (27)3.3.2 Gas humidifier material balan ce an d h eat balan ce (30)3.3.3 Material balan ce and waste heat boiler h eat balan ce (31)Chapter 4 Calculation of major equipm ent and equipm ent selection process (34)4.1 Shift converter (34)4.1.1 Known condition s (35)4.1.2 1# Shift converter (37)4.1.3 2# Shift converter (39)4.1.4 3# Shift converter (42)4.2 W aste h eat boiler (42)4.2.1 Calculation of cylinder diameter (42)4.2.2 Calculation of h eat tran sfer coefficient (47)4.3 Determination of th e g as humidifier (47)4.4 Determined to start the h eater (47)4.5 Determination of feed g as preh eater (47)4.6 Pre-determined shift converters (47)4.7 Determination of steam preh eater (47)4.8 Methan ation inlet h eater (48)4.9 Carbon m onoxide shift Conversion Section Equipment List (49)Chapter 5 Plant layout that (49)5.1 Plant lay out principles (49)5.2 Natu ral condition s in Harbin (50)5.2.1 Weath er conditions (50)5.2.2 Seismic inten sity (51)5.3 Plant lay out program (51)5.3.1 Pl ant l ayout and facade (51)5.3.2 Worksh op assisted th e arrangement of rooms and living rooms (51)Chapter 6 Part of the r equir em ents of non-technology (53)6.1 Public works (53)6.1.1 Civil engineering (53)6.1.2 Drainage and h eat (53)6.1.3 Electricity, telecommunications sy stems (54)6.1.4 Controlled instrument (54)6.2 Environmental protection and h ealth an d safety (54)6.2.1 Waste treatment (54)6.2.2 Safety (55)6.3 Energy (56)Chapter 7 Economic estimates (57)7.1 Business organization s an d labor manning (57)7.2 Estimated Inv estment (57)7.2.1 Construction costs (58)7.2.2 Equipmen t an d installation fee (58)7.2.3 Techn ology development and transfer f ees (58)7.2.4 Contingencies (59)7.2.5 Fixed asset investment (59)7.2.6 Construction period interest (59)7.2.7 The total investment in fixed assets (59)7.2.8 Working capital (59)7.2.9 The total investment (60)7.3 Costing (60)7.3.1 Consumption (60)7.3.2 Energy consumpti on (61)7.3.3 Processing fees (61)7.3.4 Equipmen t depreci ation an d maintenan ce costs (62)7.3.5 Worksh op cost (62)7.3.6 Factory man agement fees (62)7.3.7 Factory Cost (63)7.3.8 Cost of sales (63)7.3.9 Y ears sales ex pen ses (63)7.3.10 Annual sales tax (63)7.3.11 Annual profit on sales (63)7.3.12 Of th e Income Tax (63)7.3.13 Annual net profit (64)7.4 Econ omic Ev aluation (65)7.4.1 Pay back Period (65)7.4.2 ROI (65)7.4.3 Investment tax rate (66)Conclusion (67)Acknowledgem ent (68)Refer ence (69)第1章总论1.1 概述1.1.1煤制甲醇的可行性甲醇的原料来源早期是木材。

年产30万吨甲醇工艺设计本科毕业设计年产30万吨甲醇工艺设计Process Design of 300 kt/a Methanol Synthesis Section目录摘要 (I)Abstract....................................................................................................................................... I I 引言. (1)第一章概述 (2)1.1甲醇的概述 (2)1.1.1理化性质 (2)1.1.2制法 (2)1.1.3用途 (3)1.2由CO和H2合成甲醇 (3)1.2.1高压法 (3)1.2.2低压法 (3)1.2.3中压法 (5)1.3甲醇生产技术的发展趋势 (5)第二章工艺流程设计 (7)2.1甲醇合成 (7)2.1.1反应方程式 (7)2.1.2合成法反应机理 (7)2.1.3甲醇合成塔的选择 (11)2.1.4催化剂的选用 (12)2.1.5合成工序工艺操作条件的论证与确定 (15)2.1.6低压Lurgi甲醇合成工艺 (16)第三章生产工艺计算 (18)3.1甲醇生产的物料平衡计算 (18)3.1.1合成工段物料衡算 (18)3.2甲醇生产的能量平衡计算 (27)3.2.1合成工段能量衡算 (27)3.2.2冷凝器能量计算 (29)第四章主要设备计算及选型 (34)4.1合成系统主要设备的计算及选型 (34)4.1.1甲醇合成塔的设计 (34)4.1.2水冷器的工艺设计 (38)4.1.3甲醇分离器 (41)4.1.4循环压缩机的选型 (42)4.2控制仪表的选择 (42)结论 (42)致谢............................................................................................................ 错误!未定义书签。

本科毕业设计年产30万吨甲醇工艺设计Process Design of 300 kta Methanol SynthesisSection目录摘要 .......................................................................................................................................... Abstract ..................................................................................................................................引言......................................................................................................................................第一章概述...................................................................................................................1.1甲醇的概述..................................................................................................................1.1.1理化性质...................................................................................................................1.1.2制法...........................................................................................................................1.1.3用途...........................................................................................................................1.2由CO和H2合成甲醇 ...............................................................................................1.2.1高压法.......................................................................................................................1.2.2低压法.......................................................................................................................1.2.3中压法.......................................................................................................................1.3甲醇生产技术的发展趋势 .........................................................................................第二章工艺流程设计.....................................................................................................2.1甲醇合成......................................................................................................................2.1.1反应方程式...............................................................................................................2.1.2合成法反应机理 ......................................................................................................2.1.3甲醇合成塔的选择 ..................................................................................................2.1.4催化剂的选用 ..........................................................................................................2.1.5合成工序工艺操作条件的论证与确定 ..................................... 错误！未定义书2.1.6低压Lurgi甲醇合成工艺.......................................................... 错误！未定义书第三章生产工艺计算........................................................................ 错误！未定义书3.1甲醇生产的物料平衡计算 ............................................................ 错误！未定义书3.1.1合成工段物料衡算 ..................................................................... 错误！未定义书3.2甲醇生产的能量平衡计算 ............................................................ 错误！未定义书3.2.1合成工段能量衡算 ..................................................................... 错误！未定义书3.2.2冷凝器能量计算 ......................................................................... 错误！未定义书第四章主要设备计算及选型.......................................................... 错误！未定义书4.1合成系统主要设备的计算及选型 ................................................ 错误！未定义书4.1.1甲醇合成塔的设计 ..................................................................... 错误！未定义书4.1.2水冷器的工艺设计 ..................................................................... 错误！未定义书4.1.3甲醇分离器...............................................................................................................4.1.4循环压缩机的选型 ..................................................................................................4.2控制仪表的选择 ............................................................................ 错误！未定义书结论......................................................................................................... 错误！未定义书致谢......................................................................................................... 错误！未定义书参考文献.................................................................................................................................附录......................................................................................................................................年产30万吨甲醇合成工段工艺设计摘要：甲醇是一种极重要的有机化工原料，也是一种燃料，是碳化学的基础产品，在国民经济中占有十分重要的地位。

年产30万吨合成甲醇分厂设计第一章概述 (7)1.1项目概述 (7)1.1.1项目名称 (7)1.1.2项目简介 (7)1.2设计依据及原则 (7)1.2.1 设计依据 (7)1.2.2 设计原则 (8)1.3工艺特点 (9)1.4产品方案 (9)1.5主要物料规格及消耗 (9)1.6排污要求 (10)1.7公用工程 (10)1.8厂址概况 (10)1.9产品文献综述 (10)1.9.1产品甲醇简介 (11)1.10项目建设的目的及意义 (12)第二章工艺方案的确定及流程模拟 (13)2.1概述 (13)2.2甲醇合成的反应及动力学分析 (14)2.2.1 甲醇合成的反应 (14)2.2.2 反应动力学分析 (15)2.3合成工艺 (16)2.3.1 甲醇生产工艺 (16)2.3.2 工艺流程的确定 (20)2.3.3 合成工序工艺操作条件的确定 (23)2.3.4 催化剂 (25)2.4工艺流程模拟 (26)2.4.1 (26)2.4.2 合成 (27)2.4.3 分离工段 (28)第三章物料衡算和热量衡算 (29)3.1概述 (29)3.2物料衡算的意义 (29)3.3物料衡算遵循的原则 (29)3.4物料衡算结果 (30)3.4.1 全段工艺的物料衡算 (30)3.5热量衡算 (45)3.5.1热量衡算原则 (45)3.5.2热量衡算 (46)第四章设备设计及选型 (54)4.1概述 (54)4.2甲醇合成反应器的选择 (54)4.2.1 列管式反应器内部结构及空速的计算 (54)4.2.2 反应器内径、壁厚、外径的计算 (55)4.2.3 反应器塔高的计算 (55)4.3压缩机的选择 (55)4.3.1 选型原则 (55)4.3.2 选型介绍 (56)4.4闪蒸罐设计 (56)4.5精馏塔的选择 (56)4.5.1 精馏段塔径的计算 (57)4.5.2 提馏段塔径的计算 (59)4.5.3 塔高的确定： (60)4.6泵的选择 (60)4.7换热器的选择 (61)4.8回流罐，储罐的选择 (63)4.9设备选型一览表 (64)第五章总图及车间布置 (68)5.1总图设计 (68)5.1．1布置原则 (68)5.1．2参照要求及标准 (68)5.1.3 布局情况介绍 (69)5.1.4反应车间 (74)5.1.5辅助车间和公用工程 (74)5.1.7 其它布局说明 (75)5.2车间布置 (76)5.2.1车间布置依据 (76)5.2.2车间布置原则 (77)5.2.3 车间整体布置 (77)5.2.4合成工段车间布置 (78)第六章自动控制及仪表 (80)6.1全厂自控水平和主要控制方案 (80)6.1.1 概述 (80)6.1.2 自控水平 (80)6.1.3 主要控制方案 (81)6.1.4 通讯网络 (82)6.2仪表选型的确定 (83)6.2.1 选型原则 (83)6.2.2 控制室监控系统 (83)6.3动力供应 (84)6.3.1 仪表电源 (84)6.3.2 仪表气源 (84)6.4典型设备控制方案 (84)6.4.1 精馏塔的控制 (84)6.4.2 离心泵控制方案—直接节流法调节 (85)6.4.4 换热器的控制 (86)6.4.5 储罐的控制 (87)第七章环境保护及评价 (89)7.1概述 (89)7.1.1环保目的 (89)7.1.2环境保护遵守依据 (89)7.1.3 控制及保护目标 (90)7.2废气中主要污染物的特征和危害 (91)7.2.1对人体的健康危害 (91)7.2.2对植物的危害 (91)7.3环境保护治理措施 (91)7.3.1废气 (92)7.3.2废水 (92)7.3.3废渣 (93)7.4总结 (93)第一章概述1.1 项目概述1.1.1项目名称年产30万吨合成甲醇分厂设计1.1.2项目简介本项目以总厂造气分厂的净化合成气作为原料，充分合理利用原料气组分的现有资源及成熟的生产工艺，设计一座合成甲醇的分厂，对分厂的科学发展进行规划，扩大经济效益的同时，减少烃原料化工对石油资源的过度依赖，对优化资源利用有重要意义。

项目名称：年产30万吨甲醇项目1项目概要1.1项目编号1.2项目名称：年产30万吨甲醇汽油项目1.3中方承办单位：柳州化工股份有限公司1.4谈判代表：吴铭爵1.5建设地址：柳州化工股份有限公司1.6总投资：99887万元1.7预期经济效益：年均销售收入47657万元，年均新增利税22133万元，年均新增利润16833万元。

1.8合作方式：合资或合作经营，具体再协商。

1.9项目进展情况：已完成项目建议书。

2 项目建设内容、规模及资金构成2.1项目内容和规模立足广西廉价的本地煤，采用国际先进的壳牌粉煤气化技术，建设年产30万吨甲醇装置。

2.2资金构成拟合资或合作经营，投资比例协商后再定。

3中方承办单位概况3.1企业组织结构情况本公司成立于2001年3月6日，由柳州化学工业集团有限公司作为主发起人，联合柳州凤山糖业集团有限责任公司、广西柳州钢铁（集团）公司、桂林市农业生产资料总公司、广西壮族自治区柳城县农业生产资料公司和中国石化集团兰州设计院等六家共同发起设立的股份有限公司，主要从事化肥和化工产品的生产和销售，占地面积20.2万平方米，下设六个分厂和八个部室，拥有专业技术人员403人，具备从科研、开发、设计、施工到生产经营管理的一条龙配套能力。

3.2企业产品品种及规模情况公司目前主要化工产品和生产能力如下：3.3企业盈利水平情况我公司2002年总销售收入43000万元，利润3800万元，税金2000万元，运行状况良好。

3.4企业的技术装备和在同行业的位置及市场占有率情况目前我公司技术装备水平排在全国中型氮肥企业的前列，主要产品硝酸铵获部优称号，消耗在同行中最低，成本也最低。

目前我公司正在实施的合成氨节能挖潜清洁生产技术改造项目，采用国际先进的荷兰壳牌粉煤气化技术，立足广西本地劣质煤，预计工程完成后吨氨生产成本下降37.93%，吨尿素生产成本下降34.06%，可以与国外进口产品相抗衡。

公司硝铵在国内市场占有率为6%，尿素在国内市场占有率为0.3%。

陕西能源职业技术学院
毕业设计任务书
地质测量系应用化工技术专业班级学生：
(楷体_GB2312)
题目：年产30万吨粗甲醇精制工段工艺设计
毕业设计从年月日起到年月日
（数字采用Times New Roman，4号）
设计所需收集的原始数据与资料：
（1）已知条件：年产30万吨精甲醇，每年以330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(CH3)2O计]：0.188%
重组分[以水计]：5.896%
（2）操作塔条件查取有关甲醇生产技术的相关资料; 设计的主要任务：
（1）查阅相关文献资料，确定工艺路线；
（2）整个工段工艺流程设计(双塔精馏)；进行物料衡算、能量衡算；
（3）进行主要设备的设备计算与选型，以及设备校核，编制设备一览表；
（4）绘制工艺流程图A2、精馏塔装配图A2及零件图A3；
（5）编写设计说明书：对工段概况的说明，流程叙述，设计特点，主要
设备选型或计算说明，生产制度，并列表说明原材料与产品技术规格。

设计进度安排及完成的相关任务（以教学周为单位）：
（进度安排由教师根据实际情况适当调整）
学生签名：日期：
指导教师：日期：
教研室主任：日期：
注：1、任务书要求学生双面打印，
2、红字部分打印时务必删掉，不能改变任务书的版面整体效果。