年产30万吨合成甲醇分厂设计书
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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。
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。
年⽣产30万吨合成甲醇分⼚设计书年产30万吨合成甲醇分⼚设计书第⼀章概述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。
1.2 设计依据及原则1.2.1 设计依据(1)课程设计项⽬设计任务书(2)“⼗⼆五”国家政策。
(3)根据甲醇合成的相关资料,包括发展规划、⾃然条件、交通条件、政府政策等。
(4)《中华⼈民共和国环境保护法》和《中华⼈民共和国劳动安全法》等相关的国家法律、法规。
1.2.2 设计原则(1) 项⽬建设遵守国家的各项政策、法规和法令,符合国家的产业政策、投资⽅向及⾏业和地区的规划,贯彻有关部门的颁发标准和规范合理安排建设周期,严格控制⼯程建设项⽬的⽣产规模和投资;(2) 采⽤成熟⽽先进可靠的⼯艺⽣产技术,确保操作运⾏稳定、尽可能节能降耗、三废排放少、产品质量好;(3) 坚持体现“社会经济效益、环保效益和企业经济效益并重”的原则,按照国民经济和社会发展的长远规划,⾏业、地区的发展规划,在项⽬调查、选择中对项⽬进⾏详细全⾯的论证。
(4) 重视环境保护、安全和⼯业卫⽣,设计中选⽤清洁⽣产⼯艺,三废治理、消防、安全、劳动保护措施必须与主体装置同时设计、同时建设、同时投运,污染物的排放必须达到规定的指标,并保证⼯⼚安全运⾏和操作⼈员的健康不受损害;(5) 产品⽣产和质量指标符合国家及地⽅颁发的各项相关标准;(6) 在保证⼯艺⽣产安全、可靠的前提下,尽可能利⽤国产化的设备、材料,并控制投资在合理范围内;1.3 ⼯艺特点德国Lurgi公司开发的甲醇合成⼯艺,该流程采⽤管壳型反应器,催化剂装在管内,反应热由管间沸腾⽔带⾛,并副产中压蒸汽。
⽣产过程中可通过控制所产中压蒸汽压⼒来调节催化床层温度,反应温度易控制、径向温度5℃左右。
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。
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。
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。
海南大学毕业设计题目:年产30万吨甲醇生产车间工艺初步设计学号:XXXX姓名:XXX年级:XXX学院:材料与化工学院系别:材料科学与工程系专业:材料科学与工程指导教师:XXXX完成日期:XXXX目录目录 (2)一、设计任务书 (3)二、概述 (5)三生产方案 (6)四、工艺论证 (7)五、物料衡算 (9)六、能量衡算 (16)七、设备选型和工艺计算 (21)八、合成车间的设计 (27)九、安全生产设计 (28)十、非工艺专业要求 (28)十一、三废处理 (29)十二、经济效益评价 (31)十三、设计结果评析 (30)十四、心得体会与致谢 (35)十五、参考文献 (36)附录……………………………………………………………………………………图纸一、设计任务书<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。
6 生产厂址:洋浦工业开发区7 当场天候温度:最高40℃,最低8℃,平均18—25℃<三)设计任务1.甲醇<工业一级)生产方法确定、工艺流程设计与论证2.技术指标、工艺参数和操作条件确定与说明3.工艺计算——物料衡算、热量衡算 <应用SI制)4.生产设备设计计算与选型。
重点:合成塔和换热器设计计算与选型5.设计结果汇总表<1)技术指标、工艺参数和操作条件汇总表<2)物料衡算汇总表<3)热量衡算汇总表<4)生产设备配置汇总表6.设计绘图<计算机CAD绘制)<1)带控制点工艺原理流程图一张<A3)。
<2)合成塔工艺条件图或结构尺寸图一份<A3)。
<3)换热器结构示意简图一张<A3)。
年产30万吨合成甲醇分厂设计书第一章概述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。
1.2 设计依据及原则1.2.1 设计依据(1)课程设计项目设计任务书(2)“十二五”国家政策。
(3)根据甲醇合成的相关资料,包括发展规划、自然条件、交通条件、政府政策等。
(4)《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国劳动安全法》等相关的国家法律、法规。
1.2.2 设计原则(1) 项目建设遵守国家的各项政策、法规和法令,符合国家的产业政策、投资方向及行业和地区的规划,贯彻有关部门的颁发标准和规范合理安排建设周期,严格控制工程建设项目的生产规模和投资;(2) 采用成熟而先进可靠的工艺生产技术,确保操作运行稳定、尽可能节能降耗、三废排放少、产品质量好;(3) 坚持体现“社会经济效益、环保效益和企业经济效益并重”的原则,按照国民经济和社会发展的长远规划,行业、地区的发展规划,在项目调查、选择中对项目进行详细全面的论证。
(4) 重视环境保护、安全和工业卫生,设计中选用清洁生产工艺,三废治理、消防、安全、劳动保护措施必须与主体装置同时设计、同时建设、同时投运,污染物的排放必须达到规定的指标,并保证工厂安全运行和操作人员的健康不受损害;(5) 产品生产和质量指标符合国家及地方颁发的各项相关标准;(6) 在保证工艺生产安全、可靠的前提下,尽可能利用国产化的设备、材料,并控制投资在合理范围内;1.3 工艺特点德国Lurgi公司开发的甲醇合成工艺,该流程采用管壳型反应器,催化剂装在管内,反应热由管间沸腾水带走,并副产中压蒸汽。
生产过程中可通过控制所产中压蒸汽压力来调节催化床层温度,反应温度易控制、径向温度5℃左右。
由于反应温度平稳,催化剂的作用得到很好发挥,原料气的单程转化率得以提高,副反应少,粗甲醇质量较好。
1.4 产品方案本项目通过Lurgi低压甲醇合成工艺,利用净化合成气生产甲醇,其产品规格为达到国家标准(GB 388-85)一级品质量标准,生产控制指标为下表:表1.1 产品规格1.5 主要物料规格及消耗本项目的主要原料为净化合成气,整个项目所需的主要原料规格见下表:表1.2 原料规格来自总厂造气分厂的净化合成气,压强3.5Mpa ,温度313.15K ,组成为:1.6 排污要求含醇气体用管道送至总厂锅炉房焚烧处理;工艺废水含有机物总量<0.002,用专用管路送至总厂水处理分厂。
1.7公用工程供电、供水、供惰性气、供汽、机修等公用工程由总厂统一安排、配套提供。
1.8 厂址概况一侧靠河、另一侧靠厂内公路的狭长平地,宽度60m ,长度无限制。
1.9 产品文献综述甲醇作为化工原料,主要用于制备甲醛、对苯二甲酸二甲酯、卤甲烷、炸药、医药、染料、农药及其他有机化工产品。
随着世界能源的消耗日益增加,天然气和石油资源日益紧张,在甲醇的应用方面开发了许多新的领域,如甲醇作为非石油基燃料迅速进入燃料市场,成为汽油的代用燃料与汽油渗烧得到迅速发展;甲醇直接合成汽油;甲醇也可合成甲基叔丁基醚(MTBE)作为无铅汽油的优质添加剂,具有重要的经济效益和社会效益;此外甲醇还可作为合成蛋白质的碳来源,也具有广阔的前途。
合成甲醇的工业化始于1923年,用高压合成(温度300~400℃,压力30MPa),一直沿用至20世纪60年代中期。
1966年,英国开发了ICI低压法(温度230~270℃,压力5~10MPa)。
1971年,德国开发了鲁奇低压法;1973年,意大利开发成功氨-甲醇联合生产方法(联醇法)。
自20世纪70年代中期以后,世界上新建和扩建的甲醇均为低压法。
甲醇合成的原料气为CO和H2, 可可由煤、天然气、轻油、重油、裂解气及焦炉气来制取。
今年的发展可以看出,从天然气出发生产甲醇的原料路线备受重视,其投资费用和消耗指标都低于煤和石油,而天然气储量较石油丰富。
目前世界上以天然气作原料合成甲醇的能力占总能力的80%以上。
1.9.1产品甲醇简介(1)物理性质:外观与性状:无色澄清液体,有刺激性气味。
微有乙醇样气味,易挥发,易流动,燃烧时无烟有蓝色火焰,能与乙醇、乙醚等有机溶剂和水互溶,能与多种化合物形成共沸混合物,能与多种化合物形成溶剂混溶,溶解性能优于乙醇,能溶解多种无机盐,如碘化钠、氯化钙、硝酸铵、硫酸铜、硝酸银、氯化铵和氯化钠等。
易燃,与空气混合的爆炸极限为6.0%-36.5%(体积)。
有毒,一般误饮5~10ml可致眼睛失明,大量饮用会导致死亡。
(2)化学性质:甲醇对金属特别是黄铜有轻微的腐蚀性。
易燃,燃烧时有无光的淡蓝色火焰。
蒸气能与空气形成爆炸混合物.爆炸极限6.0%-36.5%(vol)。
纯品略带乙醇味,粗品刺鼻难闻。
有毒可直接侵害人的肢体细胞组织.特别是侵害视觉神经网膜,致使失明。
正常人一次饮用4-10g纯甲醇可产生严重中毒。
饮用7-8g可导致失明,饮用30-100g就会死亡。
(3)作用与用途:甲醇是最简单的饱和醇,也是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料,它广泛用于有机合成、医药、农药、涂料、染料、汽车和国防等工业中。
用于制造甲醛和农药(杀虫剂、杀虫螨)、医药(磺胺类、合霉素类)等的原料、合成对苯二甲酸二甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯的原料之一、醋酸、氯甲烷、甲胺和硫酸二甲酯等多种有机产品等,并用作有机物的萃取剂和酒精的变性剂等。
基本作用是,用作有机原料、溶剂及防冻剂。
主要用于制甲醛、香精、染料、医药、火药、防冻剂等。
是基础的有机化工原料和优质燃料。
主要应用于精细化工,塑料等领域,用来制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫酸二甲脂等多种有机产品,也是农药、医药的重要原料之一,经常作为气相色谱和液相色谱分析的溶剂。
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。
1.10项目建设的目的及意义能源和环境是世界经济和社会发展面临的两大主题。
如何有效地解决由于全球经济迅猛发展带来的能源危机和环境污染不但是全世界关注的焦点,也是我国实施可持续发展的主要屏障。
为了解决能源问题我国在石油替代燃料方面做了大量工作。
从我国“缺油、富煤”的能源结构特点看甲醇的发展前景广阔。
甲醇甲醇原料来源广泛、生产工艺成熟,主要来自煤化工和天然气合成可以利用煤炭、天然气、煤层气、生物质等制成。
本设计遵循“工艺技术可靠科学、优化生产安全环保”的原则。
通过设计可以加深对甲醇生产知识的掌握,将课本知识实地应用于具体的设计中,使理论与实践得到一定的结合。
对国内外的甲醇生产工艺有了进一步的了解,对所学专业的使命感有了更深的认识。
第二章工艺方案的确定及流程模拟2.1 概述随着甲醇作为重要化工原料用途的日益拓宽和替代日趋紧张的汽油而用作洁净燃料,甲醇在许多国家得以开发、推广和应用.工业合成甲醇的工艺技术得到了迅猛发展,并日趋成熟,特别是20世纪6O年代中期以后,为了降低甲醇生产的投资、降低生产过程中的动力消耗、实现较温和的生产操作条件、改善粗甲醇的质量和降低生产成本,人们成功研制了低压合成甲醇的铜基催化剂,实现了高压合成法向低压合成法的转变,并使低压合成工艺得到迅速发展。
低压法台成甲醇生产工艺始于1966年,由英国帝国化学工业(ICI)公司开发,简称ICI低压甲醇台成工艺;随后当时的西德鲁奇(Lurgi)公司于1 971年开发了另一种低压法合成甲醇工艺,简旅I urgi低压甲醇合成工艺。
这两种低压法台成甲醇工艺便成了以后低压合成甲醇的主要工艺。
我国从2O世纪7O年代以来所建的甲醇装置主要采用这两种工艺,如四J1I维尼纶厂和哈尔滨气化厂建的ICI低压甲醇合成装置;在齐鲁二化、濮阳和安阳等地相继建成了Lurg[低压甲醇合成装置。
随着这两种工艺在我国近几十年的推广应用,它们在技术方面的差异也日渐显露出来,从前认为ICI反应器可实现单台大规模生产,I urgi反应器由于制造困难而难于放大。
现在由于机械制造技术的不断改进,国内I urg[反应器单台能力已达2O万t/a。
本文将着重从这两种工艺的流程情况、床层温度分布状况、催化剂的使用效果及动力消耗等方面进行分析比较和初步探讨。
2.2 甲醇合成的反应及动力学分析2.2.1 甲醇合成的反应甲醇合成反应体系主要发生以下反应:CO+ 2H2=CH3OH ( 1)CO2+ 3H2=CH3OH+ H2O ( 2)CO2+ H2=CO+ H2O ( 3)由于其中只有两个为独立反应, 在进行化学平衡计算时只需考虑其中两个反应。
2.2.2 反应动力学分析根据《甲醇工学》所提供的数据以及AspenPlus 所提供的物性计算方法和化学反应动力学方法,可以采用以下简化方法进行甲醇合成系统的化学动力学计算:物性计算方法: BWR-LS化学反应方程: 23CO+2H CH OH .Cat ←−−→2232CO +3H CH OH+H O .Cat ←−−→反应速率方程:()232222211331kmol/m s 1()CO H CH OH P CO CO CO CO CO H H k P P P K r K P K P K P ⎛⎫- ⎪⎝⎭-=⋅+++ ()223222222322341kmol/m s 1()CO H CH OH H O P CO CO CO CO CO H H k P P P P K r K P K P K P ⎛⎫- ⎪⎝⎭-=⋅+++在SI 制下,速率方程式中各系数可表为:速率常数:716331504310617510kmol/m s Pa ..exp ()k RT -⎛⎫⨯=⨯⋅⋅ ⎪⎝⎭720342699710629610kmol/m s Pa ..exp ()k RT -⎛⎫⨯=⨯⋅⋅ ⎪⎝⎭平衡常数:P = 5 MPa41175707138181032095ln ...ln P K T T =-+⨯+32181246990791044263ln ...ln P K T T =-+⨯+吸附系数: 41535763130910ln ..CO K T =-⨯2312164851225710ln ..CO K T =-+⨯2311219395158510ln ..H K T =--⨯ 反应动力学,它主要研究作用于物体的力与物体运动的关系。
动力学的研究对象是运动速度远小于光速的宏观物体。
动力学是物理学和天文学的基础,也是许多工程学科的基础。
2.3 合成工艺2.3.1 甲醇生产工艺(1)甲醇生产工艺国内国外的发展情况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。