年产三万吨甲醇合成工艺初步设计
甲醇的生产工艺流程设计
甲醇的生产工艺流程设计引言甲醇是一种重要的化工原料，广泛应用于合成气体、燃料、溶剂等领域。
甲醇的生产工艺流程设计是确保甲醇生产过程高效、稳定和环保的关键。
本文将介绍甲醇的生产工艺流程设计及其关键环节。
原料准备甲醇的主要原料是天然气和煤炭。
在原料准备阶段，首先对原料进行预处理，去除杂质和不纯物质，以保证后续反应过程的顺利进行。
天然气和煤炭分别经过脱硫、脱氮等处理，以提高甲醇的产率和质量。
合成气制备合成气是甲醇生产过程中的重要中间产物。
合成气由一定比例的氢气和一氧化碳组成。
合成气的制备一般采用蒸汽重整、催化重整和气化等方法。
其中，蒸汽重整是最常用的方法之一。
在蒸汽重整过程中，烃类化合物和蒸汽在高温下进行催化反应，生成合成气。
甲醇合成甲醇合成是甲醇生产的核心环节。
合成气与催化剂接触，在一定的温度和压力下进行甲醇合成反应。
常用的甲醇合成方法有低温法和高温法两种。
低温法低温法是一种在相对较低的温度下进行甲醇合成的方法。
该方法的特点是反应速率较慢，但选择性较高。
常用的催化剂有氧化钡、氧化铜等。
低温法主要包括气相法、液相法和气液两相法。
高温法高温法是一种在相对较高的温度下进行甲醇合成的方法。
该方法的特点是反应速率较快，但选择性较低。
常用的催化剂有氧化锌、氧化铝等。
高温法主要包括固定床法、悬浮床法和流化床法。
甲醇分离与纯化甲醇合成反应产物中通常含有杂质和其他副产物。
为了提高甲醇的纯度，需要进行甲醇的分离与纯化。
甲醇的分离与纯化一般采用精馏、萃取、吸附等方法。
其中，精馏是最常用的方法之一。
通过精馏，可以将甲醇和其他有机物、水分等分离开来，得到高纯度的甲醇。
甲醇的储存与运输甲醇生产后需要进行适当的储存和运输，以满足市场需求。
甲醇的储存和运输一般采用特殊的容器，如储罐和运输车辆。
在储存和运输过程中，需要采取相应的安全措施，以避免甲醇泄漏和爆燃等事故。
环保措施甲醇生产工艺流程设计中，环保问题尤为重要。
在甲醇生产过程中，会产生一定量的废水、废气和固体废物。
年产3万吨甲醇工艺设计毕业设计
课题名称：年产3万吨甲醇合成工艺设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
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作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
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作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
毕业设计说明书-甲醇生产
110kt/a粗甲醇合成、精馏工段工艺设计初步设计阶段摘要本次毕业设计项目为甲醇生产，设计阶段为初步设计，设计内容包括选择设计方案、化工工艺计算、绘图和撰写毕业设计说明书，其中绘图包括甲醇合成、精馏工段物料流程图，甲醇合成工段工艺管道及仪表流程图，粗甲醇精馏工段工艺管道及仪表流程图，甲醇合成工段设备平面布置图，粗甲醇精馏工段设备平面布置图。
化工工艺计算包括合成工段物料衡算和热量衡算，精馏工段物料衡算和热量衡算。
本次设计中采用的甲醇生产方法为天然气制甲醇，使用的是三塔精馏装置。
甲醇是一种重要的有机化工原料，还是一种优良燃料可作能源，甲醇和汽油或其它物质可混合成各种不同用途的工业用或民用的新型燃料。
国内每年进口大量甲醇来满足市场需求，市场价格趋向国际市场化。
近年来，甲醇需求量增加，部份甲醇厂又因为种种原因停产或减产，因此不能满足国内市场的需求。
本次设计的实际意义在于设计出更好的甲醇生产方案，能够投入到生产中，保证生产出更优质量的甲醇，效率更高的甲醇生产装置，以解决供不应求的问题。
关键词：甲醇，合成，精馏，工艺计算110kt / a Crude methanol synthesis, distillation process designpreliminary design stageAuthor:Wang fangTutor:Zhang xian mingAbstractThis graduation project design for methanol production, design stage is the initial design, design elements include the selection of design schemes, chemical process calculation, drawing and writing the graduation design instruction, wherein the drawing, including synthesis of methanol distillation section material flow chart, the methanol synthesis process piping and instrument diagram, the crude methanol distillation process piping and instrument diagram map, methanol synthesis process equipment layout , the crude methanol distillation process equipment layout . Chemical process synthesis process including material balance and heat balance, distillation section material balance and heat balance. This design uses methanol production method for the production of methanol from natural gas, using a three-tower rectification device.Methanol is an important organic chemical raw materials, or an excellent fuel for energy, methanol and gasoline or other substances can be mixed into a variety of different uses of industrial or civil fuel. The annual import large quantities of methanol to meet market demand, the market trend of price of international market. In recent years, increased demand for methanol, methanol plant and in part because of various reasons production or output, thus can not meet the needs of the domestic market. The design of practical significance in designing better methanol production plan, can put into production, ensure the production of better quality and higher efficiency of methanol, methanol production device, in order to solve the problem of short supply.Key words: methanol, synthesis, distillation, process calculation目录1总论 (1)1.1概述 (5)1.1.1甲醇的物化性质 (5)1.1.2甲醇用途 (5)1.1.3甲醇生产方法及特点 (6)1.2甲醇在国内的发展的现状 (6)1.2.1甲醇在国内的市场需求及生产情况 (6)1.2.2甲醇现在的生产试验情况 (7)1.3设计任务的依据 (8)1.4设计产品所需的主要设备 (9)1.5甲醇生产中有害物质排放及处理 (9)2甲醇生产方案确定 (11)2.1甲醇生产方法简介 (11)2.2天然气制甲醇生产工艺简介 (11)3甲醇生产流程简述 (13)3.1合成工艺流程简述 (13)3.2精馏工艺流程简述 (13)4工艺计算 (15)4.1甲醇合成工段物料平衡计算 (15)4.1.1初始条件 (16)4.1.2物料平衡的基本关系式 (18)4.1.3系统中不同气体组成的确定 (22)4.2甲醇合成工段热量平衡计算 (335)4.2.2甲醇水冷器的热量平衡计算 (373)4.3粗甲醇精馏工段物料平衡计算 (36)4.3.1预塔的物料平衡 (37)4.3.2加压塔物料平衡计算 (342)4.3.3常压塔物料平衡计算 (44)4.4粗甲醇精馏工段热量平衡计算 (46)4.4.1预塔全塔热平衡计算 (47)4.4.2预塔精馏段热量平衡计算 (49)4.4.3预塔提馏段热量平衡计算 (46)4.4.4加压塔全塔热平衡计算 (50)4.4.5加压塔精馏段热量平衡计算 (51)4.4.6加压塔提馏段热量平衡计算 (52)4.4.7常压塔全塔热平衡计算 (52)4.4.8常压塔精馏段热量平衡计算 (54)4.4.9常压塔提馏段热量平衡计算 (54)5主要设备介绍 (56)6原材料消耗量 (54)7设备布置论述 (55)7.1 设备布置的原则 (55)7.2甲醇合成、精馏工段设备布置 (57)7.2.1 塔设备的布置 (57)7.2.2 换热器的布置 (57)7.2.3 泵的布置 (58)8环境保护与安全措施 (59)8.1甲醇具有毒性 (59)8.2甲醇的运输风险 (59)8.3化工三废处理 (60)9设计体会和收获 (61)致谢 (62)参考文献 (63)1总论1.1概述甲醇是一种重要的有机化工原料，主要用于生产甲醛。
合成氨副产物生产3万吨年甲醇工艺设计
普通本科毕业设计（论文）说明书课题名称合成氨副产物生产3万吨/年甲醇工艺设计摘要合成氨生产中会产生很多的气体元素，由于生产企业自身技术以及相应经济条件的限制，对于合成氨中产生的气体利用效率很低，大部分气体都作为废气排放到大气中，造成很大的资源浪费。
随着我国科学发展观的进一步落实，合成氨生产中的废气利用问题日益受到人们的广泛关注，合成氨过程中产生的废气回收利用技术也得到进一步提高。
为了提高对合成氨副产物的利用，开展了这个以合成氨副产物生产3万吨/年甲醇工艺设计。
首先了解生产的工业生产现状、原料路线、合成方法，选择成熟的工艺方法和对应的工艺参数，进行包括物料、热量、主要设备的计算，最后进行经济估算。
整个设计按照正常的甲醇工业生产数据进行设计，通过这个设计，能全方位的了解工业化甲醇生产的工艺流程。
关键词：合成氨、甲醇、精馏、低压、回收利用AbstractAmmonia production will have a lot of gas elements, due to its technical and economic conditions limit corresponding production enterprises, low gas utilization efficiency for ammonia produced, most of the gas is vented to the atmosphere as a waste, resulting in a great waste of resources . With the further implementation of the scientific concept of development, the production of ammonia gas utilization increasingly widespread attention, ammonia gas generated during recycling technology has been further improved. In order to increase the use of ammonia by-product, in order to carry out this byproduct of the production of synthetic ammonia 30,000 tons / year of methanol process design. First, understand the status of the production of industrial production, raw material routes, synthetic methods, choose a mature technology methods and corresponding process parameters are calculated including material, heat, major equipment, the final economic estimates. The whole design of methanol in accordance with normal industrial production data for the design, through design, to understand the full range of industrial methanol production process.Keyword:Ammonia ；methanol；distillation；low pressure; recycling目录1 概述 (1)1.1 原料路线 (1)1.2 生产规模 (1)1.3 节能降耗 (2)1.4 过程控制 (2)1.5 联合生产 (2)1.6 甲醇的物理化学性质 (2)1.7 用途 (3)1.8 甲醇生产现状 (4)1.9 未来的发展和应用方向 (4)2 生产方案与工艺流程设计 (5)2.1 高压法、中压法、低压法这三种方法以及区别 (5)2.2 天然气制甲醇的生产方法 (5)2.3 煤、焦炭生产甲醇的方法 (5)2.4 简单叙述油制甲醇 (5)2.5 联醇生产方法 (5)2.6 生产方案确定 (6)2.7 工艺流程设计与论证 (6)2.8 整个设计的工艺流程简图： (7)2.9 催化剂 (8)2.10 粗甲醇的精馏 (8)2.10.1 精馏工艺流程简图： (8)2.10.2 工艺流程简述： (8)3 物料衡算 (9)3.1 工艺技术参数 (9)3.2 精馏工段 (9)3.3 合成工段 (9)3.3.1 合成塔中发生的化学反应: (9)3.3.2 减压后甲醇的扩散损失 (11)3.3.3 合成反应中各种气体的消耗与生成数据 (11)3.3.4 新鲜气气量的计算 (12)3.3.5 循环气的计算 (14)3.3.6 确定循环气气量 (15)3.3.7 重点转化率的计算 (16)3.3.8 入塔气体和出塔气体的组成 (16)3.4 计算甲醇分离器出口气体的组成 (17)3.5 原料计算 (18)4 热量衡算 (19)4.1 合成工段热衡算 (19)4.1.1 计算入甲醇合成塔气体热量 (19)4.1.2 甲醇合成塔内反应热 (20)4.1.3 计算合成塔出口气体总热量 (20)4.1.4 甲醇合成塔热量损失 (21)4.1.5 计算沸腾水吸收热量 (21)4.2 热器热量的计算 (21)4.2.1 入换热器被加热气体的热量确定 (21)4.2.2 出换热器的被加热气体热量 (21)4.2.3 入换热器的热气体热量 (22)4.2.4 进、出塔气体换热热量计算 (22)4.2.5 出换热器气体的温度 (22)4.3 水冷器热量的计算 (22)4.3.1 平衡方程 (22)4.3.2 入口气体显热 (22)4.3.3 出口气体显热 (23)4.3.4 粗甲醇液体热量 (23)4.3.5 冷却水吸热的计算 (24)4.3.6 计算冷却水用量 (24)5 主要设备的计算与选型 (25)5.1 管壳式甲醇合成塔的计算 (25)5.1.1 计算传热管换热面积 (25)5.1.2 计算催化剂用量 (25)5.1.3 计算传热管子数 (25)5.1.4 计算塔壳体直径 (25)5.1.5 合成塔壳体厚度的确定 (26)5.1.6 合成塔封头 (26)5.1.7 其他数据 (27)5.1.8 折流板 (27)5.1.9 管板 (27)5.2 水冷器的计算 (27)5.2.1 计算传热面积 (27)5.2.2 管子数n的确定 (28)5.2.3 计算壳体直径 (28)5.2.4 计算壳体厚度 (28)5.2.5 封头 (29)5.2.6 挡板设计 (29)5.2.7 支座 (29)5.2.8 水冷器计算汇总 (29)5.3 压缩机选择 (29)5.4 精馏设备选择 (29)5.5 主要设备汇总表 (30)6 生产车间、各类设施及“三废处理” (31)6.1 车间的整体布置设计 (31)6.2 安全生产设施 (31)6.3 公用工程设计 (31)6.3.1 水﹑电供应 (31)6.3.2 产品保存 (31)6.4 “三废”处理方案与思路 (32)6.4.1 废气 (32)6.4.2 废水 (32)6.4.3 废气处理 (32)6.4.4 废水处理 (32)7 经济效益估算 (33)7.1 投资估算 (33)7.2 劳动人员的确定 (33)7.3 生产成本估算 (33)7.3.1 计算数据 (34)7.3.2 生产成本计算 (34)7.4 总销售收入 (35)7.4.1 价格的确定 (35)7.4.2 产品销售总额 (35)7.5 所获利润 (35)7.6 投资回收期 (36)7.7 综合经济汇总 (36)8 设计结果评析 (37)9 心得体会与致谢 (38)10 参考文献 (39)1概述甲醇在有机化工中用途很广，就算单独作为燃料也很普遍，它在化工中重要性不言而喻，。
年产3万吨甲醇工艺设计毕业设计
课题名称：年产3万吨甲醇合成工艺设计系别化学工程系学号 201201010857班级石化1212学生姓名罗亚峰指导老师吴永健完成日期 2014.12.07甲醇是一种久用的传统化工产品。
在农药,医药,染料，香料,涂料以及三大合成材料生产中都需要甲醇作为原料或作为溶剂。
因此,甲醇是一种有着广泛用途的重要的有机化工原料,甲醇工业生产对其他相关工业和国民经济的发展都有着重要意义。
随着经济全球化进程的发展,21世纪的化学工业,其产业结构正在不断调整,日益突出了精细化工的主体地位。
近几十年来,特别是我国甲醇工业的发展,生产规模逐渐扩大,下游产品种类不断增加,社会需求越来越大。
因此,迫切要求对甲醇合成过程进行优化操作和控制。
化学工业的巨大变迁也使得化学产品设计变得日益重要。
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、精馏。
Methanol is a kind of extremely important organic industrial chemicals, and a kind of fuel too, it is the basic products of the chemistry of carbon one. It is very important in national economy. In recent years, with the development of the products that are made from methanol, especially the popularization and application of the fuel of methanol, the demand for the methanol rises by a large margin. In order to satisfy economic development's demands for methanol , have launched the methanol project of this 30,000t/a. Main content that design to carry on craft prove, supplies weighing apparatus regard as with heat weighing apparatus charging etc The principle of the design in line with according with the national conditions, technologically advanced and apt, economy, protecting environment,. Coals is adopted as raw materials; the craft of GSP gasification is utilized to make water gas; the craft of NHD purification is utilized to purify the syngas; tubular average -temperature reaction is utilized to synthesize methanol keeping in low pressure; the rectification craft of three towers is utilized to rectify methanol; In addition control the discharge of the three wastes strictly, fully utilize used heat, reduce energy consumption, guarantee the personal security and hygiene.Keyword: Methanol, synthesis.目录一、甲醇的国内外发展简况及市场用途 (6)1、生产得发展 (6)2、生产技术得发展 (7)3、甲醇的用途 (7)二、甲醇合成的主要方法 (8)三、甲醇合成的生产原理及影响因素 (9)1、合成系统中的反应 (9)2、甲醇合成生产得影响因素 (9)2.1温度的影响 (9)2.2压力的影响 (9)2.3原料配比的影响 (10)2.4催化剂颗粒尺寸的影响 (10)2.5空速的影响 (10)2.6反应器结构的影响 (11)四、设计依据 (12)五、工艺流程说明 (13)六、生产工艺设计 (13)1、物料衡算 (13)1.1新鲜气、驰放气摩尔流量 (14)1.2循环比的计算 (16)1.3转化率得计算 (17)2、热量衡算 (17)2.1入塔气与出塔气的热交换过程热量衡算 (18)2.2合成器冷却器得热量衡 (24)3、设备选型与计算 (27)3.1催化剂用量 (27)3.2冷却冷凝器的设备计算与选型 (27)3.3粗甲醇储槽 (29)3.4循环压缩机的计算 (30)七、讨论 (31)八、参考文献 (32)一、甲醇的国内外发展简况及甲醇的用途甲醇作为极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。
年产3万吨甲醇增产技术改造的工艺设计的开题报告
年产3万吨甲醇增产技术改造的工艺设计的开题报告一、选题背景甲醇是一种重要的有机化工原料，广泛应用于医药、化工等领域。
中国是世界上甲醇产量最大的国家之一，但是目前我国甲醇的能耗和生产效率仍有待提高。
因此，对年产3万吨甲醇增产技术改造进行工艺设计研究，具有重要的现实意义和实际价值。
二、选题意义1.提高能耗效率传统甲醇制备工艺能耗高、效率低，通过技术改造可以提高工艺流程和设备结构的合理性，从而有效地降低能源消耗，提高生产效率和产品质量。
2、生产经济效益随着国家经济的发展和产业转型升级的需要，甲醇产业的发展遇到了新的机遇和挑战。
通过技术改造，提高产能和产品品质，增强市场竞争力，实现生产效益的最大化。
3、节约资源环保我国的能源资源状况相对紧张。
通过技术改造，对原有设备和工艺流程进行优化和创新，可以有效地节约能源资源，减少环境污染，符合可持续发展的要求。
三、研究内容1.对年产3万吨甲醇现行工艺流程进行分析与评估；2.制定技术改造方案，确定改造目标和工艺流程优化方向；3.进行改造设备选型，对设备性能和规格进行考虑和分析；4.建立新的工艺流程和设备结构的模型，进行仿真分析，对改进效果进行验证；5.对提出的方案进行经济分析，计算出改造的成本和经济效益；6.撰写技术改造报告，对改造方案进行总结和评估。
四、研究方法1.文献资料法：通过文献阅读，了解当前甲醇工艺设备的发展现状，有计划地了解甲醇产业技术改造经验，从中总结经验，规避风险。
2.调查法：对生产过程进行自然观察，全面考虑设备的功能及其所需的运作条件，结合现场实际情况和专业工程技术知识，进行现场调查和分析。
3.仿真模拟法：建立新的甲醇生产流程模型，模拟实际工作环境，评估设备和工艺的性能，确定最优化的工艺流程和设备结构。
4.经济分析法：从技术改造的角度，综合评估改造方案的效果和成本，并以此为依据，对技术改造的经济效益进行分析。
五、预期结果通过研究，对年产3万吨甲醇的工艺流程和设备进行改造，提高甲醇产品质量和生产效率，降低能耗和环境污染，增强企业市场竞争力和经济效益。
甲醇合成工段设计
甲醇合成工段设计甲醇是一种重要的有机化合物，广泛应用于化工、医药、农药等领域。
甲醇合成是一项重要的工业过程，本文将对甲醇合成工段设计进行详细介绍。
甲醇合成的主要原料是一氧化碳和氢气，其反应式为CO+2H2→CH3OH。
甲醇合成的催化剂常使用氧化锌和铜，也可以加入一定量的铝、铁等元素。
甲醇合成主要分为三个工段：前处理工段、甲醇合成反应工段和后处理工段。
前处理工段主要用于净化原料气体，氧化锌和铝作为主要催化剂，主要用于除去原料气体中的硫化物、氯化物等杂质。
氧化锌可用于吸附并转化为不溶于液相的硫酸锌，铝主要用于催化氯化物分解。
此外，为了保证反应的正常进行，还需要对原料气体进行预热，提高反应速率。
甲醇合成反应工段是整个甲醇合成过程的核心部分。
反应器常使用固定床反应器或流化床反应器。
固定床反应器采用氧化锌和铝砂作为填料，催化剂为铜。
反应器内的温度和压力是影响甲醇合成反应速率和甲醇纯度的重要参数。
一般情况下，反应温度为200~300℃，压力为5~25MPa。
甲醇合成反应是一个放热反应，需要通过冷却装置散发出的热量进行控制。
后处理工段用于分离和纯化甲醇。
主要包括甲醇气液转化、分馏塔和甲醇净化等过程。
甲醇气液转化是将反应器中的气相甲醇转化为液体甲醇，一般采用低温、高压条件下进行。
分馏塔用于将混合物分离成不同成分的纯净产品，通常采用逐级分离的方式，使得每一级产生的纯度更高。
甲醇净化主要包括去除其中的水、酸、碱等杂质，以提高甲醇的纯度。
在甲醇合成工段设计中，需要考虑以下因素：原料气体净化、反应器的选择和设计、反应温度和压力控制、反应热的散发和控制、甲醇的分离和纯化等。
此外，还需要考虑安全性、经济性等因素，以确保工段的可靠运行和高效生产。
总之，甲醇合成工段设计需要综合考虑多个因素，以确保甲醇合成反应的高效、稳定进行。
通过前处理、反应和后处理工段的合理设计，可以实现甲醇的高纯度分离和纯化，从而满足甲醇在化工、医药、农药等领域的广泛应用需求。
甲醇生产工艺流程
甲醇生产工艺流程
《甲醇生产工艺流程》
甲醇是一种重要的有机化合物，广泛用于化工、医药、能源等领域。
其生产工艺流程通常包括以下几个步骤：
一、原料准备
甲醇的主要原料是天然气、煤和生物质等。
通过气化、重整、裂化等工艺将原料转化成含一氧化碳和氢气的混合气体，作为甲醇合成的原料气体。
二、气体净化
原料气体中往往含有一定量的杂质，如硫化氢、氨、苯等，需要通过净化设备去除这些杂质，以保证甲醇合成反应的顺利进行和甲醇产品的纯度。
三、合成反应
甲醇的合成反应一般采用催化剂，如氧化铜-锌催化剂，将一氧化碳和氢气在一定的压力和温度下进行反应，生成甲醇。
反应产物经过冷凝、分离、提纯等步骤，得到甲醇产品。
四、甲醇产品制备
甲醇产品可以通过蒸馏、结晶、萃取等方法进一步提纯，得到符合工业和应用要求的甲醇产品。
同时，甲醇生产过程中产生的副产物，如二氧化碳、一氧化碳、甲烷等，也需要进行处理和利用。
以上是甲醇生产的一般工艺流程，不同的原料和工艺条件会有所差异，但总的来说，甲醇生产工艺流程的基本原理是相似的。
随着化工技术的不断进步，甲醇的生产工艺也在不断改进和创新，以降低成本、提高产量和产品质量，为社会和经济发展做出贡献。
(完整word版)甲醇合成工艺简介
甲醇合成工艺介绍摘要：介绍了近年来国内外甲醇技术的发展历史，甲醇的合成工艺进展,以及工业化生产中的一些技术问题，对甲醇的气相合成工艺与液相合成工艺作了对比。
利用国内外的研究成果，在工业上开发新的甲醇合成工艺路线是完全可能和十分必要的。
关键词：甲醇，合成,浆态反应器，两步法，液相甲醇是一种具有多种用途的基本有机化工产品，除了在化工方面的多种应用外，它还可以作为清洁燃料在汽车中代替汽油或与汽油掺混使用，以甲醇为燃料的燃料电池也即将投入商业运行。
另外，甲醇在变压吸附制氢中作为裂解原料也得到了初步利用。
另一方面，用甲醇制取微生物蛋白（SCP）作为饲料乃至食品添加剂有着巨大的市场潜力.现行的工业化甲醇合成工艺基本上是气相合成法.从60年代至今，除了在反应器的放大上及催化剂的研究方面有些进展外，其合成工艺基本上没有大的突破。
鉴于气相合成存在的一系列问题，从70年代起人们把甲醇合成工艺研究开发的重点转移到液相合成法,并且初步实现了工业化的生产。
进入90年代后我国也将开发高效节能的合成甲醇工艺和装置列为技术开发的重点.化学合成法生产甲醇始于20世纪20年代，此后，随着甲醇作为重要化工原料用途的口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60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.1 国外大型甲醇气相合成技术1．1国外甲醇工艺发展状况1857年，法国伯特格(Berthelot）用一氯甲烷水解制得甲醇，但是即使与碱溶液共沸至140℃,其水解速度仍很缓慢。
甲烷部分氧化法，此项技术工艺流程简单,建设投资少，但合适的催化剂很难寻到。
1923年，德国首先用CO和H2在锌—铬催化剂上合成甲醇,并实现了工业化生产.二十世纪60年代，英国使用铜基低温催化剂合成甲醇获得成功，将甲醇生产提高到一个新的技术水平。
年产3万吨丁醇丙烯净化及羰基合成车间的初步设计毕业设计
8
1.5
原料及产品规格
1.5.1 主要原料规格及技术指标 表 1-2 丙烯原料规格及技术指标 化学级丙烯 丙烯 丙烷、甲烷和乙烷 乙烯 甲基乙炔及丙二烯 氧 总硫 C4 及 C4 以上的烃 乙炔 氢 总氯（以 HCL 计） 95× 10-2mol 5× 10-2mol 20× 10-6mol 15× 10-6mol 5× 10-6mol 1× 10-6wt 5× 10-6mol 1× 10-6mol 5× 10-6mol 1× 10-6mol 续表 绿油 水份 醇（以甲醇计） CO+CO2 进界区状态；液态 压力：2.2-2.8MPa.a 10× 10-6wt 20× 10-6wt 5× 10-6wt 15× 10-6mol 最高 最高 最高 最高 最低 最高 最高 最高 最高 最高 最高 最高 最高 最高
2
1.1.3 产品的性质与特点 本装置产品为丁醇。 1.丁醇 （Butyl alcohol）分子式 C4H9OH，有四种同分异构体——正 丁醇 CH3CH2CH2CH2OH，异丁醇（CH3）2CHCH2OH，仲丁醇 CH3CH （OH）CH2CH3 和叔丁醇（CH3）3COH。均为无色有毒的易燃液体， 能溶于多种有机溶剂中。 2.正丁醇（n-Butyl alcohol）英文名称 1-Butanol。 产品理化性质：分子式 C4H10；系统命名为 1-丁醇。分子量：74.12，熔 点-90.2℃，相对密度为 0.810 g/mol。无色透明液体，沸点 117.5℃，凝固 点-89.5℃，闪点 36-38℃，自然点 365℃，微溶于水，能与乙醇和乙醚混 溶。 3.异丁醇（i-Butyl alcohol） 产品理化性质： 分子式 C4H10； 系统命名为 2-甲基-1-丙醇。 分子量： 74.12， 熔点-108℃，相对密度为 0.805g/mol。无色透明液体，沸点 108.0℃，凝 固点 37.7℃，闪点 28℃，自燃点 426.6℃，易溶于水，乙醇和乙醚。折光 率（n20） ：1.395-1.397。 1.1.4 产品的生产方法概述 丁醇的生产工艺有两种路线。一种是以乙醛为原料，巴豆醛缩合加 氢法；另一种是以丙烯为原料的羰基合成法。 由于发酵法及乙醛法工艺流程长，设备腐蚀严重，极不经济，现有装置 已基本淘汰。当今丁醇生产的主要方法是以丙烯为原料的羰基合成法。
产万吨煤制甲醇生产工艺初步设计
产万吨煤制甲醇生产工艺初步设计煤制甲醇是一种重要的化工过程，可以将煤转化为高附加值的甲醇产品。
煤是中国丰富的能源资源，通过煤制甲醇工艺，可以有效地利用煤资源，同时减少对传统石油和天然气等化石燃料的依赖。
一、工艺简介煤制甲醇工艺是将煤炭通过煤气化、合成气净化、合成气转化等步骤制得合成气（CO+H2），然后通过催化剂反应将合成气转化成甲醇。
煤气化反应是将煤炭在高温和高压下分解为气体，得到的合成气中包含一定的一氧化碳、水蒸气、氮气和少量的杂质。
通过合成气净化过程，去除合成气中的杂质，使其达到催化剂反应所需要的条件。
合成气转化过程中，一氧化碳和水蒸气经过催化剂的作用转化成甲醇。
二、煤气化设备煤气化是煤制甲醇工艺的核心步骤，需要通过煤气化设备将煤炭转化为合成气。
一种常用的煤气化技术是选用煤气化炉进行煤炭气化。
这种炉型有固定床煤气化炉、流化床煤气化炉和间歇式煤气化炉等。
其中固定床煤气化炉具有投资低、操作简单等优点，是煤制甲醇工艺的一种常用炉型。
三、合成气净化设备合成气净化设备主要用于去除合成气中的杂质，保证合成气达到催化剂反应的要求。
常用的合成气净化技术有CO2吸收、可燃气体循环混合等。
其中CO2吸收是一种常用的技术，通过在合成气中通入胺溶液，使其与CO2发生化学反应，从而去除合成气中的CO2四、合成气转化设备合成气转化设备是煤制甲醇工艺的关键设备，通过催化剂的作用将合成气转化为甲醇。
催化剂是合成气转化过程中一个重要的因素，常用的催化剂有铜-锌-铝催化剂和高选择性催化剂等。
催化剂的活性和选择性对甲醇的合成效果具有较大的影响。
五、甲醇分离和纯化设备合成甲醇中常含有杂质和水分，需要进行进一步的分离和纯化。
常用的分离技术有精馏、吸收和萃取等。
甲醇的纯化主要通过精馏等方法，将甲醇中的杂质和水分进行分离，得到高纯度的甲醇产品。
六、废水处理设备煤制甲醇生产过程中会产生大量的废水，其中含有一些有机物和杂质。
为了保护环境，需要对废水进行处理。
年产万吨合成甲醇项目初步设计说明书
年产30万吨合成甲醇分厂设计第一章概述 (4)1.1项目概述 (4)1.1.1项目名称 (4)1.1.2项目简介 (4)1.2设计依据及原则 (4)1.2.1 设计依据 (4)1.2.2 设计原则 (4)1.3工艺特点 (5)1.4产品方案 (5)1.5主要物料规格及消耗 (6)1.6排污要求 (6)1.7公用工程 (6)1.8厂址概况 (6)1.9产品文献综述 (6)1.9.1产品甲醇简介 (7)1.10项目建设的目的及意义 (8)第二章工艺方案的确定及流程模拟 (9)2.1概述 (9)2.2甲醇合成的反应及动力学分析 (9)2.2.1 甲醇合成的反应 (9)2.2.2 反应动力学分析 (10)2.3合成工艺 (11)2.3.1 甲醇生产工艺 (11)2.3.2 工艺流程的确定 (14)2.3.3 合成工序工艺操作条件的确定 (16)2.3.4 催化剂 (17)2.4工艺流程模拟 (18)2.4.1 (18)2.4.2 合成 (19)2.4.3 分离工段 (20)第三章物料衡算和热量衡算 (21)3.1概述 (21)3.2物料衡算的意义 (21)3.3物料衡算遵循的原则 (21)3.4物料衡算结果 (22)3.4.1 全段工艺的物料衡算 (22)3.5热量衡算 (33)3.5.1热量衡算原则 (33)3.5.2热量衡算 (34)第四章设备设计及选型 (40)4.1概述 (40)4.2.1 列管式反应器内部结构及空速的计算 (40)4.2.2 反应器内径、壁厚、外径的计算 (41)4.2.3 反应器塔高的计算 (41)4.3压缩机的选择 (41)4.3.1 选型原则 (41)4.3.2 选型介绍 (41)4.4闪蒸罐设计 (42)4.5精馏塔的选择 (42)4.5.1 精馏段塔径的计算 (42)4.5.2 提馏段塔径的计算 (44)4.5.3 塔高的确定： (45)4.6泵的选择 (45)4.7换热器的选择 (46)4.8回流罐，储罐的选择 (47)4.9设备选型一览表 (48)第五章总图及车间布置 (51)5.1总图设计 (51)5.1．1布置原则 (51)5.1．2参照要求及标准 (51)5.1.3 布局情况介绍 (51)5.1.4反应车间 (55)5.1.5辅助车间和公用工程 (55)5.1.6 发展用地及绿化 (56)5.1.7 其它布局说明 (56)5.2车间布置 (57)5.2.1车间布置依据 (57)5.2.2车间布置原则 (57)5.2.3 车间整体布置 (57)5.2.4合成工段车间布置 (58)第六章自动控制及仪表 (60)6.1全厂自控水平和主要控制方案 (60)6.1.1 概述 (60)6.1.2 自控水平 (60)6.1.3 主要控制方案 (60)6.1.4 通讯网络 (61)6.2仪表选型的确定 (61)6.2.1 选型原则 (61)6.2.2 控制室监控系统 (62)6.3动力供应 (62)6.3.1 仪表电源 (62)6.3.2 仪表气源 (62)6.4典型设备控制方案 (62)6.4.2 离心泵控制方案—直接节流法调节 (63)6.4.3 压缩机的控制 (64)6.4.4 换热器的控制 (64)6.4.5 储罐的控制 (64)第七章环境保护及评价 (66)7.1概述 (66)7.1.1环保目的 (66)7.1.2环境保护遵守依据 (66)7.1.3 控制及保护目标 (66)7.2废气中主要污染物的特征和危害 (67)7.2.1对人体的健康危害 (67)7.2.2对植物的危害 (67)7.3环境保护治理措施 (68)7.3.1废气 (68)7.3.2废水 (68)7.3.3废渣 (69)7.4总结 (69)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。
产万吨甲醇生产车间工艺初步设计方案
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）。
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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。
产万吨煤制甲醇合成工段初步设计实施方案
目录第1章概述11.1甲醇性质11.2甲醇用途21.3甲醇生产工艺地发21. 4甲醇生产原料3第2章工艺流程设计32.1合成甲醇工艺地选择42.1.1甲醇合成塔地选择42.1.2催化剂地选用42.1.3合成工序工艺操作条件地确定与论证6第3章工艺流程73.1甲醇合成工艺流程7第4章工艺计算84.1物料衡算84.1.1合成工段94.2能量衡算错误！未定义书签。
4.2.1煤发电量错误！未定义书签。
4.2.2合成工段错误！未定义书签。
第5章主要设备地计算和选型错误！未定义书签。
5.1甲醇合成塔地设计错误！未定义书签。
5.2水冷器地工艺设计错误！未定义书签。
5.3循环压缩机地选型错误！未定义书签。
5.4气化炉地选型错误！未定义书签。
5.5甲醇合成厂地主要设备一览表错误！未定义书签。
第6章合成车间设计错误！未定义书签。
6.1厂房地整体布置设计错误！未定义书签。
6.2合成车间设备布置地设计错误！未定义书签。
第7章设计结果评价错误！未定义书签。
参考文献错误！未定义书签。
致谢错误！未定义书签。
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、易挥发地液体，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地一半，甲醛则是生产各种合成树脂不可少地原料.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、喷漆地原料，目前用甲醇合成乙二醇、乙醛、乙醇也日益受到重视.甲醇也是一种重要地有机溶剂，其溶解性能优于乙醇，可用于调制油漆.作为一种良好地萃取剂，甲醇在分析化学中可用于一些物质地分离.甲醇还是一种很有前景地清洁能源，甲醇燃料以其安全、廉价、燃烧充分，利用率高、环保地众多优点，替代汽油已经成为车用燃料地发展方向之一；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地优点，用作饲料添加剂，有着广阔地应用前景.1.3甲醇生产工艺地发展甲醇是醇类中最简单地一元醇.1661年英国化学家R.波义耳首先干馏后地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地游离态甲醇，绝大多数以酯或醚地形式存在.1857年法国地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地工业化生产，直到1965年，这种高压法工艺是合成甲醇地唯一方法.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年德国地Lurgi公司相继开发了适用于天然气－渣油为原料地低压法工艺.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地优越性，所以从70年代中期起，国外新建装置大多采用低压法工艺.世界上典型地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，国外地液相甲醇合成新工艺具有投资省、热效率高、生产成本低地显著优点，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地低H2／(CO＋CO2)比地原料气，在价格上能够与天然气原料竞争.我国地甲醇生产始于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地装置.60年代建成了一批中小型装置，并在合成氨工业地基础上开发了联产法生产甲醇地工艺.70年代四川维尼纶厂引进了一套以乙炔尾气为原料地95 kt/a 低压法装置，采用英国ICI 技术.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地200 kt/a 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地一步.2000年，杭州林达公司开发了拥有完全自主知识产权地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地局面，并在2004年获得国家技术发明二等奖.2005年，该技术成功应用于国内首家焦炉气制甲醇装置上.1. 4甲醇生产原料合成甲醇地工业生产是以固体（如煤、焦炭）、液体（如原油、重油、轻油）或气体（如天然气及其它可燃性气体）为原料，经造气、净化（脱硫）变换，除二氧化碳，配制成一定配比地合成气.在不同地催化剂存在下，选用不同地工艺条件可单产甲醇（分高、中、低压法），或与合成氨联产甲醇（联醇法）.将合成后地粗甲醇经预精镏脱除甲醚，再精镏而得成品甲醇.自1923年开始工业化生产以来，甲醇合成地原料路线经历了很大变化.20世纪50年代以前多以煤和焦碳为原料；50年代以后，以天然气为原料地甲醇生产流程被广泛应用；进入60年代以来，以重油为原料地甲醇装置有所发展.对于我国，从资源背景看，煤炭储量远大于石油、天然气储量，随着石油资源紧缺、油价上涨，因此在大力发展煤炭洁净利用技术地背景下，在很长一段时间内煤是我国甲醇生产最重要地原料［4］.第2章 工艺流程设计图1 煤制甲醇地简单工艺流程首先是采用GSP 气化工艺将原料煤气化为合成气；然后通过变换和NHD 脱硫脱碳工艺将合成气转化为满足甲醇合成条件地原料气；第三步就是甲醇地合成，将原料气加压到5.14Mpa，加温到225℃后输入列管式等温反应器，在XNC-98型催化剂地作用下合成甲醇，生成地粗甲醇送入精馏塔精馏，得到精甲醇.然后利用三塔精馏工艺将粗甲醇精制得到精甲醇.2.1合成甲醇工艺地选择甲醇合成地典型工艺主要是：低压工艺（ICI低压工艺、Lurgi低压工艺）、中压工艺、高压工艺.甲醇合成工艺中最重要地工序是甲醇地合成，其关键技术是合成甲醇催化剂地和反应器，设计采用用地是低压合成工艺.2.1.1甲醇合成塔地选择目前，国内外地大型甲醇合成塔塔型较多，归纳起来可分为五种：（1）冷激式合成塔（2）冷管式合成塔（3）水管式合成塔（4）固定管板列管合成塔（5）多床内换热式合成塔综上所述和借鉴大型甲醇合成企业地经验，（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.这种塔内甲醇合成反应接近最佳温度操作线，反应热利用率高，虽然设备复杂、投资高，但是由于这种塔在国内外使用较多，具有丰富地管理和维修经验，技术也较容易得到；外加考虑到设计地是年产20万吨地甲醇合成塔（日产量为650吨左右），塔地塔径和管板地厚度不会很大，费用也不会很高，所以本设计采用了固定管板列管合成塔.2.1.2催化剂地选用（1）甲醇合成催化剂经过长时间地研究开发和工业实践，广泛使用地合成甲醇催化剂主要有两大系列：一种是以氧化铜为主体地铜基催化剂，一种是以氧化锌为主体地锌基催化剂.锌基催化剂机械强度好.耐热性好，对毒物敏感性小，操作地适宜温度为350～400℃，压力为25～32MPa(寿命为2～3年)；铜基催化剂具有良好地低温活性，较高地选择性，通常用于低、中压流程.耐热性较差，对硫、氯及其化合物敏感，易中毒.操作地适宜温度为220～270℃，压力为5～15MPa(一般寿命为2～3年).通过操作条件地对比分析，可知使用铜基催化剂可大幅度节省投资费用和操作费用，降低成本.随着脱硫技术地发展，使用铜基催化剂己成为甲醇合成工业地主要方向，锌基催化剂已于80年代中期淘汰.表1 国内外常用铜基催化剂特性对比［10］从表地对比可以看出，国产催化剂地铜含量已提50%以上.制备工艺合理，使该催化剂地活性、选择性、使用寿命和机械强度均达到国外同类催化剂地先进水平，并且价格较低.（2）XNC-98甲醇合成催化剂简介：XNC-98型催化剂是四川天一科技股份有限公司研制和开发地新产品.目前已在国内20多套大、中、小型工业甲醇装置上使用,运行情况良好.它是一种高活性、高选择性地新催化剂.用于低温、低压下由碳氧化物与氢合成甲醇，具有低温活性高、热稳定性好地特点.常用操作温度200～290℃,操作压力 5.0～10.0 MPa.催化剂主要物化性质：催化剂由铜、锌和铝等含氧化合物组成.外观：有色金属光泽地圆柱体堆积密度： 1.3～1.5kg/L外型尺寸：5×(4.5～5)mm径向抗压强度：≥200N/cm催化剂活性和寿命：在该催化剂质量检验规定地活性检测条件下，其活性为：230℃时：催化剂地时空收率≥1.20 kg/(L.h)250℃时：催化剂地时空收率≥1.55 kg/(L.h)在正常情况下，使用寿命为2年以上.2.1.3合成工序工艺操作条件地确定与论证（1）操作温度甲醇合成催化床层地操作温度主要是由催化剂地活性温度区决定地.设计中采用地甲醇合成催化剂为国产地铜系XCN-98，由它地性质可知：适合使用地温度范围为200～290℃.（2）操作压力近年来普遍使用地铜基甲醇合成催化剂，其活性温度范围在200～300℃，有较高地活性，对于规模小于30万吨/a地工厂，操作压力一般可降为5Mpa左右；对于超大型地甲醇装置，为了减少设备尺寸，合成系统地操作压力可以升至10Mpa左右.设采用地是低压法（入塔压强为5.14MPa）合成甲醇.（3）气体组成对于甲醇合成原料气，即合成工序地新鲜气，应维持f=（H2-CO2）/(CO+CO2)=2.10～2.15,并保持一定地CO2.由于新鲜气中（H2-CO2）/(CO+CO2)略大于2，而反应过程中氢与一氧化碳、二氧化碳地化学计量比分别为2:1和3:1，因此循环气中（H2-CO2）/(CO+CO2)远大于2.合成塔中氢气过量，对减少副反应是有利地.甲醇合成过程中，需要一定地二氧化碳存在以保持催化剂地高活性.一般不超过5%.（4）空速:空速不仅是一个和合成回路气体循环量相关联地工艺控制参数，也是一个影响综合经济效益地变量.甲醇合成过程中，首先甲醇合成塔内地气体空速必须满足催化剂地使用要求，国产铜基催化剂，一般要求气体空速在8000～20000h-1之间.空速过低，结炭等副反应加剧，空速过高，系统阻力加大或合成系统投资加大，能耗增加，催化剂地更换周期缩短.空速地选择需要根据每一种催化剂地特性，在一个相对较小地范围内变化.XCN-98地空速要求为6000～15000h-1，本设计空速定为12000 h-1.粗甲醇驰放气第3章工艺流程3.1甲醇合成工艺流程来自脱碳装置地新鲜气（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.反应放出大量地热，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地压力来调节.甲醇合成塔（R7001）出来地合成气（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.分离出地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）分离出地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.从甲醇分离器（V7002）出来地循环气在加压前排放一部分弛放气，以保持整个循环回路惰性气体恒定.弛放气减压后去燃气发电系统；甲醇膨胀槽（V7003）顶部排出地膨胀气去燃料气系统.合格地锅炉给水来自变换装置；循环冷却水来自界区外部.汽包（V7001）排污，经排污膨胀槽（V7006）膨胀减压后就地排放.第4章工艺计算4.1物料衡算工厂设计为年产精甲醇30万吨，开工时间为每年330天，采用连续操作，则每小时精甲醇地产量为37.88吨，即37.88t/h.精馏工段通过三塔高效精馏工艺，精甲醇地纯度可达到99.9%，符合精甲醇国家一级标准.三塔精馏工艺中甲醇地收率达97%.则入预精馏塔地粗甲醇中甲醇量37.88 / 0.97=39.05t/h.由粗甲醇地组成通过计算可得下表：计算方法:粗甲醇=39.05 / 0.9340 = 41.81 t/h二甲醚=41.81×0.42% = 175.602 kg/h 即3.82 kmol/h ，85.51m3/h高级醇（以异丁醇计）= 41.81×0.26% = 108.71kg/h 即 1.45kmol/h ，32.90m3/h高级烷烃（以辛烷计）=41.81×0.32% = 133.79 kg/h 即0.57kmol/h，12.81m3/h水=41.81×5.6% = 2341.36kg/h 即130.07kmol/h，2913.69m3/h4.1.2合成工段（1）合成塔中发生地反应:主反应CO+2H2=CH3OH （1）CO2+3H2=CH3OH +H2O （2）副反应2CO+4H2=（CH3O）2+H2O （3）CO+3H2=CH4+H2O （4）4CO+8H2=C4H9OH+3H2O （5）8CO+17H2=C18H18+8H2O （6）CO2+H2=CO+H2O （7）（2）工业生产中测得低压时，每生产一吨粗甲醇就会产生1.52 m3（标态）地甲烷，即设计中每小时甲烷产量为3.97 kmol/h ，63.55m3/h.由于甲醇入塔气中水含量很少，忽略入塔气带入地水.由反应（3）、（4）、（5）、（6）得出反应（2）、（7）生成地水分为；130.07－3.97－3.82－1.45×3－0.57×8 =113.37 kmol/h由于合成反应中甲醇主要由一氧化碳合成，二氧化碳主要发生逆变反应生成一氧化碳，且入塔气中二氧化碳地含量一般不超过5%，所以计算中忽略反应（2）.则反应（7）中二氧化碳生成了113.37kmol/h，即2539.49 m3/h地水和一氧化碳.（3）粗甲醇中地溶解气体量粗甲醇中气体溶解量查表5Mpa、40℃时，每一吨粗甲醇中溶解其他组成如下表则粗甲醇中地溶解气体量为：H2 = 41.81×4.364 =182.46 m3/h 即8.15kmol/hCO= 41.81×0.815=34.07 m3/h 即1.52kmol/hCO2 = 41.81×7.780=325.28 m3/h 即14.52kmol/hN2 = 41.81×0.365= 15.26m3/h 即0.68kmol/Ar = 41.81×0.243=10.16 m3/h 即0.45kmol/hCH4 = 41.81×1.680= 70.24m3/h 即3.13kmol/h（4）粗甲醇中甲醇扩散损失40℃时,液体甲醇中释放地溶解气中,每立方米含有37014g地甲醇,假设减压后液相中除二甲醚外,其他气体全部释放出，则甲醇扩散损失G =（182.46+34.07+325.28+15.26+10.16+70.24）×0.03714=23.67kg/h即0.74kmol/h，16.57m3/h（5）合成反应中各气体地消耗和生成情况注：括号内地为生成量；反应（1）项不包括扩散甲醇和弛放气中甲醇消耗地原料气量注：G为驰放气地量，m3/h.（6）新鲜气和弛放气气量地确定CO地各项消耗总和= 新鲜气中CO地量，即27335+171.02+63.55+131.60+102.4-2539.49+34.07+16.57+0.61%G+9.16%G=25314.72+9.77%G同理原料气中其他各气体地量=该气体地各项消耗总和，由此可得新鲜气体中各气体流量，如下表：表8 新鲜气组成新鲜气中惰性气体（N2 + Ar）百分比保持在0.42%，反应过程中惰性气体地量保持不变，（N2 + Ar）=25.42+4.03%G，则86649.47+1.0183G=（25.42+4.03%G）/0.42% 解得G=9396.95m3/h，即弛放气地量为9396.95m3/h，由G可得到新鲜气地量96218.38 m3/h由弛放气地组成可得出下表（7）循环气气量地确定G1 =G 3+G4+G5+G6－G7－G8式中：G1为出塔气气量；G 3 新鲜气气量；G4 循环气气量；G5 主反应生成气量；G6 副反应生成气量；G7 主反应消耗气量；G8 副反应消耗气量；G5= 27335+171.02+0.61%×9396.95=27563.34m3/hG6= 85.51+85.51+63.55+63.55+32.90+98.70+17.8+142.48+2539.49+2539.49=5668.89 m3/hG7=27335+54670+171.02+342.04+0.61%×9396.95×3=82347.98 m3/hG8=171.02+342.04+63.55+190.65+131.60+262.32+102.48+217.77+2539.49+2539.4 9=65604.41 m3/h已知出塔气中甲醇含量为5.84%，则（G4×0.61%+9396.95×0.61%+27335+171.02）/ G1=0.0584解得G4= 547683.36m3/hG1=529181.58 m3/h表11 循环气组成气体CH3OH H 2 CO CO2 N2 Ar CH4组成0.61% 81.82% 9.16% 3.11% 3.21% 0.82% 1.89%气量m3/h 3228 432976.36 48473.03 16457.54 16986.72 4331.08 10001.53 （8）循环比，CO及CO2单程转化率地确定循环比R= G4/G 3 =547683.36/96218.38=5.69（9）入塔气和出塔气组成G1 =G 3+G4+G5+G6－G7－G8=529181.58m3/h=23624.18 kmol/h G2= G3+G4 =643901.74m3/h= 28745.61kmol/h G2 为入塔气气量表12 入塔气组成气体CH3OH H 2 CO CO2 N2 Ar CH4组成0.06% 79.11% 12.18% 3.17% 2.72% 0.70% 1.60% 气m3/h 74519.34量kmol/h 3326.75表13 出塔气组成气体H 2 CO CO2 N2 Ar CH3OH组成76.29% 8.61% 2.93% 3.02% 0.77% 5.84% 气m3/h量kmol/h气体CH4 （CH3O）2C4H9OH C18H18H2O组成 1.79% 0.018% 0.007% 0.006% 0.62%气m3/h量kmol/h计算过程: 入塔气CO=循环气中CO+新鲜气中CO即48473.03 +26046.31=74519.34 m3/h同理可得其他气体气量;出塔气中CO=入塔气中CO－反应消耗地CO+反应中生成地CO即74519.34－27335－171.02－63.55－131.60－102.48－16.57－9396.95×0.61%+2539.49=49181.28m3/h同理可得其它气体量（10）甲醇分离器出口气体组成地确定分离器出口气体组分=循环气气体组分+弛放气气体组分；则分离器出口气体中CO气量=循环气中CO+弛放气中CO=48473.03+860.76=49333.79m3/h 即2202.40kmol/h ；同理可算地其他气体地气量.表14 分离器出口气体组成气体CH3OH H 2 CO CO2 N2 Ar CH4组成0.61% 81.82% 9.16% 3.11% 3.21% 0.82% 1.89% 气m3/h 49333.79量kmol/h4.2能量衡算合成塔地热平衡计算1）计算公式全塔热平衡方程式为：∑Q1+ ∑Qr = ∑Q2 + ∑Q3+ Q （1）式中：Q1——入塔气各气体组分焓，kJ/h；Qr ——合成反应和副反应地反应热，kJ/h；Q2 ——出塔气各气体组分焓，kJ/h；Q3 ——合成塔热损失，kJ/h；Q——沸腾水吸收热量，kJ/h.∑Q1=∑（G1×Cm1×Tm1）（2）式中：G1——入塔气各组分流量，m3/h；Cm1——入塔各组分地比热容，kJ/（m3.k）；Tm1——入塔气体温度，k；∑Q2=∑（G2×Cm2×Tm2）（3）式中：G2——出塔气各组分流量m3/h；Cm2——出塔各组分地热容，kJ/（m3.k）；Tm2——出塔气体温度，k；∑Qr= Qr1 +Qr2 +Qr3+ Qr4+ Qr5 +Qr6+ Qr7 （4）l式中：Qr1、Qr2、Qr3、Qr4、Qr5、Qr6、——分别为甲醇、二甲醚、异丁醇、甲烷、辛烷地生成热，kJ/h；Qr7——二氧化碳逆变反应地反应热，kJ/hQr=Gr×△H （5）式中：Gr——各组分生成量，kmol/h；△H——生成反应地热量变化，kJ/mol2）入塔热量计算通过计算可以得到5.14Mpa，225℃时各入塔气气体地热容，根据入塔气各气体组分量，算地甲醇合成塔入塔热量如下表：表15甲醇合成塔入塔热量气体CH3OH H 2 CO CO2 N2 Ar CH4热容kJ/（kmol.k）67.04 29.54 29.88 44.18 29.47 25.16 46.82气量kmol /h 13.3218477.122844.96739.86636.21162.81374.49入塔热量kJ/（h.k）595.32 363876.08 56673.92 21791.34 12499.40 2731.86 11689.08 入塔热量合计为479856.00 kJ/（h.k）所以∑Q1=479856.00× 747.225=358560399.6 kJ/h3）塔内反应热地计算忽略甲醇合成塔中地反应(2)生成地热量，按反应(1) (3) (4) (5) (6) (7)生成地热量如下表:表16甲醇合成塔内反应热气体CH3OH ( CH3 )2OC4H9OH C8H18CH4 CO生成热kJ/mol 102.37 49.62 200.39 957.98 115.69 －42.92生成量kmol /h 1220.253.811.471.14130.08109.56反应热kJ/h 124916992.5189052.2 294573.31092097.215048955.2－4701156.8 反应热合计=136840513.6 kJ/h4）塔出口气体总热量计算表17甲醇合成塔出塔气体组分热容和热量气体H 2 CO CO2 N2 Ar CH3OH热容29.56 30.01 45.04 29.61 25.16 72.05气量kmol/h 16085.41815.06618.36636.21162.811232.16出塔热量kJ/（h.k）475484.42454469.9506 27850.9344 18838.17814096.299692473.608气体CH4 （CH3O）2C4H9OH C18H18H2O 合计热容48.14 18.03 19.23 101.73 36.25气量kmol/h 377.28 3.811.471.14130.02出塔热量kJ/（h.k）18162.259268.694328.2681115.97224713.225696301.8135出塔气体温度255℃即528.15kQ2=696301.8135×528.15=367751802.80002 kJ/h5）全塔热量损失地确定全塔热损失为4%,即Q3=(∑Q1+ ∑Qr)×4%=(358560399.6+136840513.6)×4%=19816036.528 kJ/h6）沸腾水吸收热量地确定由公式(1)可得Q=∑Q1+ ∑Qr －∑ Q2 －∑Q3=102652762.41 kJ/h（2）塔气换热器地热量计算1）入换热器地被加热气体热量地确定表19入换热器被加热气体各组分热容和显热气体CH3OH H 2 CO CO2 N2 Ar CH4热容kJ/（kmol.k）95.87 29.25 29.44 38.47 29.47 25.18 39.66 气量kmol /h 13.3218477.122844.96 493.24 636.21162.81374.49热量kJ/（h.k）1276.9884540455.7683755.622418749.10874099.555814852.2734合计：入换热器地被加热气体热量为663189.3087kJ/（h.k），入口温度为40℃，663189.3087×313.15=207677732.0194 kJ/h2）出换热器地被加热气体热量地确定出换热器地被加热气体显热=入合成塔气体地显热，即358560399.6 kJ/h3）入换热器地热气体热量地确定入换热器地加热气体显热=出合成塔气体地显热，即367751802.80002kJ/h4）出换热器地热气体热量地确定被加热气体吸收地热量=出换热器地被加热气体显热－入换热器地被加热气体显热=358560399.6－207677732.0194=150882667.5806kJ/h ，所以,出换热器地加热气体显热量=入换热器地加热气体显热－被加热气体吸收地热量5）出换热器地加热气体地温度地确定假设出换热器地加热气体各组分热容与出塔时相同，则出口温度为231285555.3/692575.98=333.95k 即60.8℃（3）水冷器热量地计算1）水冷器热平衡方程Q1+Q2=Q3+Q4+Q5式中：Q1——入换热器气体显热，KJ/h；Q2——气体冷凝放热，KJ/h；Q3——出水冷器气体显热，KJ/h；Q4——粗甲醇液体显热，KJ/h；Q5——冷却水吸热，KJ/h.2）水冷器入口气体显热地确定水冷器入口气体地显热=入塔气换热器出口加热气体地显热，即115642777.65 kJ/h3）水冷器出口气体显热地确定表20水冷器出口气体各组分热容和热量气体CH3OH H 2 CO CO2 N2 Ar CH4热容kJ/（kmol.k）95.87 29.25 29.44 38.47 29.47 25.18 39.66气量kmol /h 120.78 10717.62 1209.04 615.75 423.68 108.24 80.52 热量kJ/（h.k）11579.1786 313490.38 35595.14 23687.9025 12485.84 2722.32 9893.58合计：水冷器出口气体显热596534.49 kJ/（h.k）；出口温度40℃，出口气体显热=596534.49×313.15=186804775.5435kJ/h4）出水冷器地粗甲醇液体热量地确定表23粗甲醇中各组分液体显热组分（CH3O）2C4H9OH C18H18H2O CH3OH液体比热容KJ/(kg.℃) 2.638 2.596 2.26 4.187 2.72热量KJ/（h .℃）308.90 188.16 201.64 6537.08 70828.80 合计：粗甲醇中各组分液体显热=117096.87 KJ/（h .℃），粗甲醇温度40℃，即313.15k ，Q3=117096.87×313.15=36668884.8405KJ/h5）水冷器冷却水吸热地确定由水冷器热平衡方程可得Q5 = Q1+Q2－Q3－Q4即Q5 =231285555.3+32772462.64－36668884.8405－124539335.38=56966361.66 KJ/h6）冷却水用量地确定入口冷却水温度20℃，出口冷却水温度35℃，平均比热容4.187 KJ/(kg.℃)56966361.66 /（（35－20）×4.187）=907035.45kg/h流程中并用了两个相同地水冷器，所以每个水冷器用水量为302.35t/h，吸收热量为28483180.83 KJ/h.版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理.版权为个人所有This article includes some parts, including text, pictures,and design. 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年产3万吨甲醛工艺设计
年产3万吨甲醛工艺设计(总56页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除年产3万吨甲醛生产工艺设计专业：化学工程与工艺设计人：谢强指导老师：罗道成摘要：本设计为年产3万吨%甲醛水溶液的生产工艺初步设计，本设计采用银催化法工艺，根据设计要求对工艺流程进行了选择与论证，对整个装置进行了物料与能量的衡算，对主要设备和管道进行了设计及选型，同时对本装置的安全生产与“三废”治理作了相关讨论并进行经济的初步核算。
本设计配有设计说明书一本，附图4张。
说明书包括1：总论；2：工艺流程的选择及论证；3：年产3万吨%甲醛水溶液工艺计算；4：非标准设备的计算及定性设备的选型；5：工艺管道计算；6：安全以及“三废”治理；7：技术经济初步核算。
图纸包括：1 带控制点的工艺管道及工艺流程图；2 氧化器装配图；3 装置平面图；4 装置立面图。
关键词：甲醛；甲醇；氧化；工艺；电解银The manufacturing process of Formaldehyde 30000 tons per year Speciality:chemical engineering and technology designer:Xie Qiangdirector:Luo Dao ChengAbstrac t:The design is primary for the manufacturing process of formaldehyde 30000 tonsper year,and adopts Ag as catalyst According to the design,the craft production way of formaldehyde was selected and the technology was main equipments and pipes were designed or the sane time,safely producing and dealing with”three waste “were argued and technology economic was originally estimated.The design consists of an instruction book and a series of diagram.The instruction book includes: and demonstration of the technological tons per year % formaldehyde crafts for production were is not a selecting type of the equipment of calculation and finalizing the design of the standard pipeline and abatement of”three waste”. initial estimate o f technoligy.The diagram include: pipeline of the device and process flow sheet with controlled chart of the figure of the blueprints of factory.Key words:formaldehyde;Methanol;Oxidation;Technology;Electrolysis Silver目录前言 ......................................................... 错误!未定义书签。
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目录前言 (1)1 绪论 (2)1.1 甲醇的性质 (2)1.1.1 甲醇的物理性质 (2)1.1.2 甲醇的化学性质 (2)1.1.3 甲醇的毒性 (3)1.2 甲醇的用途 (4)1.3 国内外甲醇生产需求概况 (4)1.3.1 国外甲醇生产需求概况 (4)1.3.2 国内甲醇生产与需求概况 (5)2 甲醇生产工艺的选择 (5)2.1 甲醇的合成反应 (5)2.1.1 合成反应热力学 (5)2.1.2 合成反应动力学 (6)2.1.3 合成反应催化剂 (6)2.1.4 反应条件 (7)2.2 甲醇的生产方法 (8)2.2.1 高压法制甲醇 (9)2.2.2 中压法制甲醇 (9)2.2.3 低压法制甲醇 (9)2.2.4 天然气制甲醇 (9)2.2.5 煤、焦炭制甲醇 (9)2.2.6 油制甲醇 (10)2.2.7 联醇生产 (10)2.3 联醇生产工艺的初步设计 (11)3 甲醇生产的主要设备与选型 (11)3.1 甲醇合成塔 (11)3.1.1 冷管式均温型甲醇合成塔 (11)3.1.2 轴径向多层绝热甲醇塔 (12)3.1.3 甲醇合成塔的选型 (13)3.2 冷凝器 (13)3.3 甲醇分离器 (14)3.4 循环压缩机 (14)4 联醇生产的工艺计算 (14)4.1 工艺计算说明 (15)4.2 联醇生产氨物料概算 (15)4.3 甲醇生产的物料平衡计算 (16)4.3.1 甲醇生产所需的总气量 (16)4.3.2 循环气量的计算 (21)4.3.3 系统醇后气量和入系统气量的计算 (21)4.3.4 1#合成塔入塔气量的计算 (22)4.3.5 1#合成塔出塔气量的计算 (22)4.3.61#甲醇分离器出口气体和液体产品流量的计算 (22)4.3.7 1#甲醇合成塔弛放气流量计算 (24)4.3.8 2#甲醇合成塔进塔气流量计算 (24)4.3.9 2#甲醇合成塔出塔气流量的计算 (25)4.3.10 2#甲醇分离器出口气体和液体产品量的计算 (25)4.3.11 2#甲醇合成塔弛放气流量的计算 (26)4.3.12 联醇生产物料平衡汇总表 (26)4.4 甲醇生产的热量衡算 (27)4.4.1 甲醇合成塔的热量平衡计算 (28)4.4.2 甲醇水冷器的热量平衡计算 (32)4.5催化剂（触媒）体积 (35)5 甲醇合成塔的机械设计计算 (36)5.1 择筒体材料 (36)5.2 按设计压力计算筒体和封头壁厚 (36)5.2.1 筒体壁厚 (36)5.2.2 封头壁厚 (37)5.3 夹套壁厚计算 (37)5.4 设备自重计算 (37)5.4.1 塔体质量 (37)5.4.2塔体构件质量 (37)5.4.3保温层质量 (37)5.4.4平台质量 (38)5.4.5 催化剂质量 (38)5.4.6物料质量 (38)5.4.7 附件质量 (38)5.4.8 充水质量 (38)6 操作要点 (38)6.1工艺参数的控制 (38)6.1.1 合成塔温度的控制 (38)6.1.2 联醇工艺中甲醇合成的压力影响因素 (40)6.1.3 循环气量的控制 (40)6.1.4 进塔气体组分的控制 (41)6.2 技术指标 (42)6.2.1 合成工段的正常工艺指标 (42)6.2.2 质量指标 (42)7 生产过程中不正常现象的分析和处理 (43)7.1 合成塔的塔壁温度高 (43)7.2 合成塔出塔气体温度高 (43)7.3 合成塔温度急剧下降 (44)7.4 合成塔催化床同平面温度差过大 (44)7.5 合成塔温度上升 (44)7.6 合成系统压差大 (45)7.7 醇后气一氧化碳含量太高 (46)8 联醇生产的发展和前景 (46)8.1 联醇生产的改进措施 (46)8.1.1采用精脱硫技术 (46)8.1.2 甲醇合成塔结构改进 (47)8.1.3 醇后气中甲醇的回收 (47)8.1.4 甲醇精馏流程的改进 (47)8.1.5 加强甲醇残液处理以保护环境 (47)8.1.6 增设软水加热器 (48)8.2 联醇工业的发展前景 (48)9 安全技术与三废处理 (48)9.1 甲醇工业生产中毒物对人体系统的危害和预防 (48)9.2 三废处理和环境保护 (50)9.2.1 废气的回收利用 (50)9.2.2 废甲醇催化剂的回收利用 (50)9.2.3 稀甲醇的回收利用 (50)参考文献 (51)致谢 (52)湖南科技大学本科生毕业设计（论文）前言甲醇是一种久用的传统化工产品。
在农药,医药,染料，香料,涂料以及三大合成材料生产中都需要甲醇作为原料或作为溶剂。
因此,甲醇是一种有着广泛用途的重要的有机化工原料,甲醇工业生产对其他相关工业和国民经济的发展都有着重要意义。
随着经济全球化进程的发展,21世纪的化学工业,其产业结构正在不断调整,日益突出了精细化工的主体地位。
近几十年来,特别是我国甲醇工业的发展,生产规模逐渐扩大,下游产品种类不断增加,社会需求越来越大。
因此,迫切要求对甲醇合成过程进行优化操作和控制。
化学工业的巨大变迁也使得化学产品设计变得日益重要。
本设计正是以现代有机合成化学为主旨,以湘江氮肥厂实习为基础,综合现代有机合成的诸多新方法,新技术,使其相互渗透,有机结合,将化学热力学与动力学,催化剂,反应操作条件,反应器选型,反应器的热稳定性与操作灵敏性等问题灵活贯穿于设计之中。
使得该合成设计更加科学,合理,经济乃至艺术化.化学工业对人类作出巨大贡献的同时,也造成了环境的污染和破坏。
人类呼唤生态平衡,回归自然。
因而,本设计也着重介绍了甲醇合成的环境保护和三废处理等问题。
由于缺乏实践经验,在设计过程中遇到了不少困难。
如对安全措施、环境保护、经济核算未能全面考虑和分析，由于资料的不足，使得我们无法对各种管子进行选型计算，特别是对甲醇合成塔内部的工艺未能进行详细计算,这是本设计的一大不足。
在进行毕业设计的过程中,得到了院系领导和老师尤其是刘俊峰老师的悉心指导和帮助,同组的同学也提出了很多宝贵的意见,使得本设计得以顺利完成.在此,特表示衷心的感谢!由于化工生产发展迅速,又限于时间和学识,在本次设计中难免会有一些不足和错误之处,还敬请各位评审老师不吝赐教,学生将不胜感激！学生：邹晖2007.6.10.于湖南科大湖南科技大学本科生毕业设计（论文）1 绪论1.1 甲醇的性质甲醇是最简单的化学品之一，是最重要的化工基础原料和清洁液体燃料，广泛应用于有机合成、染料、医药、农药、涂料、汽车和国防等工业中。
甲醇是最早由木材和木质素干馏制得，故俗称木醇。
1.1.1 甲醇的物理性质甲醇是最简单的饱和脂肪酸，分子式CH3OH，相对分子质量32.04。
甲醇分子中的碳原子和氧原子的成键轨道为四面体结构的SP3杂化轨道，相互重叠结合成C—O键。
而O—H键是氧原子的一个SP杂化轨道和氢原子的1S轨道相互重叠，氧原子的两对未共用电子分别占据其他的两个SP3 杂化轨道。
常温常压下，纯甲醇是无色透明，易挥发、可燃，略带醇香味的有毒液体。
甲醇可以和水以及乙醇、乙醚等许多有机液体无限互溶，但不能与脂肪烃类化合物相互溶。
甲醇蒸气和空气混合能形成爆炸性混合物，爆炸极限为6.0％～36.5％(体积）。
甲醇的一般性质见表1-1。
表1-1 甲醇的一般物理性质性质数据性质数据密度（0℃）（g/mL）0.8100 相对密度（d 20）0.7913 沸点/℃64.5～64.7 熔点/℃-97.8闪点/℃开口16闭口12蒸气压（20℃）/Pa 1.2879×104 液体热容（20～50℃） 2.51～2.53 /［J/（g·℃］粘度（20℃）/Pa·S 5.945×10-4 热导率/［J/（cm·S·K］ 2.09×10-3表面张力（20℃）/(N/cm) 22.55×10-5 折射率（20℃） 1.3287蒸气潜能（64.7℃）35.295/（kJ/mol）熔融热/(kJ/mol) 3.169 自燃点/℃空气473氧气461临界温度/℃240临界压力/Pa 79.54×105 临界体积/（mL/mol) 117.8临界压缩系数0.224燃烧热/(kJ/mol)25℃液体727.03825℃气体742.738生成热/(kJ/mol)25℃液体238.79825℃气体201.385膨胀系数（20℃）0.00119腐蚀性常温下无腐蚀性铅、铝例外空气中爆炸性/％ 6.0～36.51.1.2 甲醇的化学性质甲醇具有脂肪醇的化学性质，即可进行氧化、酯化、羰基化，氨化、脱水等反应。
甲醇裂解产生CO和H2，是制备CO和H2的重要化学方法。
（1）氧化反应甲醇在电解银催化剂上可被空气氧化成甲醛，是重要的工业制备甲醛的方法。
CH3OH+ 0.5 O2→HCHO + H2O甲醇完全燃烧时氧化成Co和HO，放出大量的热：CH3OH + O→CO2+ H2O + 726.55 kJ/mol（2）酯化反应甲醇和硝酸作用生成硝酸甲酯CH3OH +HNO3→CH3 NO3+ H2O（3）羰基化反应甲醇和光气发生羰基化反应生成氯甲酸甲酯，进一步反应生成碳酸二甲酯：CH3OH + COCl2→CH3O COCl + HCl湖南科技大学本科生毕业设计（论文）CH3O COCl + CH3OH→（CH3O）2CO（4）胺化反应在压力5～20Mpa,温度370～420℃下，以活化氧化铝或分子筛催化剂，甲醇和氨发生反应生成一甲胺，二甲胺和三甲胺的混合物，经精馏分离可得一甲胺，二甲胺和三甲胺一甲胺，二甲胺和三甲胺产品。
CH3OH + NH3→CH3NH2 + H2O2CH3OH + NH3→(CH3）2 NH+ 2H2O3CH3OH + NH3→(CH3）3 + 3H2O（5）脱水反应甲醇在高温和酸性催化剂如ZSM-5，r-Al2O3作用下分子间脱水生成二甲醚：2CH3OH→(CH3）2O+ H2O（6）裂解反应在铜催化剂上，甲醇可裂解成CO和H2：CH3OH→CO + H2(7 ) 氯化反应甲醇和氯化氢在Zn/ZrO催化剂上发生氯化反应生成一氯甲烷：CH3OH + HC l→CH3Cl + H2O氯甲烷和氯化氢在CuCl2/ZrO2催化剂作用下进一步发生氧氯化反应生成二氯甲烷和三氯甲烷。
CH3OH + HCl + 0.5O 2→CH2Cl 2 + H2OCH3Cl2 + HCl + 0.5O 2→CHCl3 + H2O(8 ) 其他反应甲醇和苯在3.5MPa，350～380℃反应条件下，在催化剂的作用下可生成甲苯：CH3OH + C6H6→C6H5 CH3 + H2O220℃，20MPa下，甲醇在钴催化剂的作用下发生同系化发反应生成乙醇：CH3OH + CO + H2→CH3 CHOH + H2O1.1.3 甲醇的毒性甲醇吸收至体内后，可迅速分布在机体各组织内，其中，以脑脊液、血、胆和尿中的含量最高，眼房水和玻璃体液中的含量也较高，骨髓和脂肪组织中最低。