题 目：年产20万吨甲醇生产车间工艺初步设计
学 号： 200902180389
姓 名： 张钊
年 级： 2009级
学 院： 东营职业学院
系 别： 工业工程系
专 业： 石油化工生产技术
指导教师： 李玉娟
完成日期：
年产20万吨甲醇生产车间工艺初步设计
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第一步、 设计任务书
第二步、总结 概述
第三步设计生产方案
第四步、 工艺论证
第五步 物料衡算
第六步、 能量衡算
第七步、 设备选型和工艺计算
第八步、 合成车间的设计
第九步九、安全生产设计十、
第十步非工艺专业要求
第十一步三废处理
第十二步、经济效益评价
第十三步、设计结果评析
第十四步、心得体会与致谢
年产20万吨甲醇生产车间工艺初步设计
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一、设计任务书
（一）课程设计题目
年产20万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：3万t/a
4 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℃ 年产20万吨甲醇生产车间工艺初步设计
4 （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）
- 1 - 甲醇生产工艺
甲醇是一种重要的工业原料，可用于制造烯烃、烷烃、芳香烃、烯烃醇和醚醇等基础化学原料，也可外延应用于制造甲酸、氯乙烯和甲醇酯等衍生产品。它的生产工艺有多种，主要有氢解法、合成气气压蒸馏法和合成空气蒸馏法。本文将介绍这三种主要的甲醇生产工艺。
氢解法是用植物油、动物油、煤油或天然气作原料，经过热力学转化，在高温和高压下与水结合，产生甲醇和微量的甲醛。氢解工艺的优点：（1）产品组分稳定，产品纯度高；（2）生产设备简单，操作容易；（3）工艺流程简单，操作温度低，能耗较低；（4）反应可以循环，可以强化热能。但是，氢解法的缺点也是明显的：（1）运输成本高，原料易变质；（2）产品成本高；（3）维护和保养费用高；（4）产品的毒副作用较大，不符合生态环境保护要求。
合成气气压蒸馏法是以合成气（甲烷，氢气，乙烯）作原料，利用高温和高压的气相蒸馏分离方法，将气体分离成低碳烃和甲醇两部分，其中低碳烃可以用于烯烃的生产，而甲醇主要用作最终产品。合成气气压蒸馏法具有以下优点：（1）零污染，不需要化学添加剂；（2）反应速率快，无需长时间的催化；（3）可以同时生产多种低碳烃，降低单一原料的需求；（4）操作简单，能够满足大规模生产的需求；（5）可以节省大量的能源消耗。不过，合成气气压蒸馏法也有缺点：（1）生产设备昂贵，投资成本高；（2）系统运行复杂，操作困难；（3）由于气体混合物较复杂，反应条件很难控制；（4）由于温度太高，而造成甲烷热裂解，系统出现停滞现象。 - 2 - 合成空气蒸馏法是以空气为原料的甲醇生产工艺，其原理是将含有氧的空气通过催化剂转化为甲醇和水，通过蒸馏工艺分离出来。合成空气蒸馏法的优点是：（1）反应速率比氢解法快，能耗较低；（2）无毒副作用，符合环保要求；（3）不需要原料运输，投资成本较低；（4）可以多次循环进行反应，提高产品纯度。合成空气蒸馏法的缺点是：（1）设备复杂，操作复杂；（2）催化剂活化程度要求高，耗费大量的费用；（3）反应温度高，反应压力高，系统的运行复杂，操作技巧高；（4）反应不可控，对设备的控制要求严格。
1 甲醇的生产讲义
CH3OH 又名木醇或木精,无色、略带醇香气味的挥发性液体,沸点64.7℃,能溶于水，在汽油中有较大的溶解度。有毒、易燃、其蒸气与空气能形成爆炸混合物。甲醇是由合成气生产的重要化学品之一，既是重要的化工原料,也是一种燃料。1984年世界甲醇生产能力为17.7Mt。
沿革:
1661年英国R.玻意耳首先在木材干馏的液体产品中发现了甲醇，这成为工业上获得甲醇的最古老方法。1857年法国M.贝特洛用一氯甲烷(见甲烷氯化物)水解制得甲醇。合成甲醇的工业生产开始于1923年，德国巴登苯胺纯碱公司首先建成以合成气为原料、年产300t甲醇的高压法装置。至60年代中期,所有甲醇生产装置均采用高压法。1966年英国卜内门化学工业公司研制成功铜系催化剂并开发了低压工艺,简称ICI低压法。1971年，联邦德国鲁奇公司开发了另一种低压合成甲醇工艺（简称鲁奇低压法）。1973年意大利一座氨和甲醇联合生产装置开工,日产600t甲醇和1250t氨。70年代中期以后，世界上新建和扩建的甲醇厂均采用低压法，已有的高压法老厂也在逐步改成低压法，并出现了其他低压生产工艺和生产燃料甲醇的工艺。
用途:
作为化工原料,甲醇主要用于生产甲醛,其消耗量约占甲醇总量的40％～50％。其次用作甲基化剂,生产丙烯酸甲酯（见丙烯酸酯）、甲基丙烯酸甲酯、对苯二甲酸二甲酯、甲胺、甲烷氯化物等。甲醇羰基化（见羰基合成）可生产醋酸、醋酐、甲酸甲酯、碳酸二甲酯等，甲醇也是生产敌百虫、甲基对硫磷、多菌灵等农药的原料。由甲醇生产醋酸，以及甲醇与异丁烯反应生产甲基叔丁基醚，发展很快，用量逐年增大。甲醇经生物发酵可生产甲醇蛋白，用作饲料添加剂。此外，近年来，碳一化学的发展，由甲醇出发合成乙二醇、乙醛、乙醇等工艺路线（现多由乙烯出发制得）正在日益受到注意。
甲醇不但是重要的化工原料，而且是优良的能源和车用燃料，它可直接用于发电站,或经ZSM-5分子筛的催化作用转化成汽油,或与汽油混合直接用作车用燃料,专为此而生产的甲醇称为燃料甲醇。
年产20万吨甲醇生产工艺流程设计
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年产20万吨甲醇生产工艺流程设计是化工领域的重要课题，对于化工生产企业来说具有重要的指导意义。甲醇作为一种重要的化工原料，在现代工业中应用广泛，其生产工艺流程设计直接关系到产品的质量、产量和能源消耗等方面。本文将围绕年产20万吨甲醇生产工艺流程设计展开研究，通过对整个生产流程进行分析和优化，提出最佳的工艺流程设计方案。
