煤制甲醇合成工艺毕业设计模板

煤制甲醇合成工艺

毕业设计

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毕业设计

题目：年产20万吨煤制甲醇生产工艺初步设计学号：

姓名：

年级：09煤化工

学院：

系别:煤化工系

专业：煤化工指导教师：

完成日期：5月14日

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; 三塔精馏工艺精制甲醇; 另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。

目录

1总

论 ............................................................... • (4)

1.1 甲醇性质 (4)

1.2 甲醇用途 (4)

1.3 醇生产原

料 (4)

2 甲醇的合

成 (5)

2.1 甲醇合成的基本原

理 (5)

2.1.1 甲醇合成反应步骤 (5)

2.1.2 合成甲醇的化学反

应 (5)

2.1.3 甲醇合成反应的化学平

衡 (6)

3 甲醇合成的催化

剂 (6)

3.1 工业用甲醇合成催化

剂 (7)

4 甲醇合成的工艺条

件 (9)

4.1 反应温度 (9)

4.2 压力 (10)

4.3 空速 (10)

4.4 气体组

成 (11)

5 甲醇合成的工艺流

程 (12)

5.1 甲醇合成的方法 (12)

5.2 甲醇合成塔的选

择 (15)

5.3 甲醇合成的工艺流

程 (18)

6 主要设备的工艺计算及选

型 (19)

6.1 甲醇合成塔的设计 (19)

6.2 水冷器的工艺设计 (22)

6.3 循环压缩机的选型 (25)

7 设计结果评价 (26)

8 参考文

献 (27)

致

谢 (2)

7

附工程图纸

1、甲醇合成塔简图

2、甲醇合成工艺流程图

1 总论

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（d42°）,蒸气相对密度1.11（空气=1）,熔点-97.8 C ,沸点647C，闪点（开杯）16C ,自燃点473C ,折射率（20C ）1.3287,表面张力（25 °C ） 45.05mN/m,蒸气压（20 °C ） 12.265kPa,粘度（20 °C ）

0.5945mPa? s。能与水、乙醇、乙醚、苯、酮类和大多数其它有机溶剂混溶。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。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、喷漆的原料, 当前用甲醇合成乙二醇、乙醛、乙醇也日益受到重视。甲醇也是一种重要的有机溶剂, 其溶解性能优于乙醇, 可用于调制油漆。作为一种良好的萃取剂, 甲醇在分析化学

中可用于一些物质的分离。甲醇还是一种很有前景的清洁能源, 甲醇燃料以其安全、廉价、燃烧充分, 利用率高、环保的众多优点, 替代汽油已经成为车用燃料的发展方向之一; 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的优点, 用作饲料添加剂, 有着广阔的应用前景。

1.3 甲醇生产原料

合成甲醇的工业生产是以固体（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, 配制成一定配比的合成气。在不同的催化剂存在下, 选用不同的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）。将合成后的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, 甲醇合成的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, 以天然气为原料的甲醇生产流程被广泛应用; 进入60年代以来, 以重油为原料的甲醇装置有所发展。对于中国, 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的背景下, 在很长一段时间内煤是中国甲醇生产最重要的原料[4]。

o

2 甲醇的合成

2.1 甲醇合成的基本原理