年产60万吨煤制甲醇合成工艺设计说明书 (1)
年产60万吨石油制甲醇初步工艺设计
年产60万吨石油制甲醇初步工艺设计1. 引言本文档旨在提供一份关于年产60万吨石油制甲醇初步工艺设计的详细说明。
石油制甲醇工艺设计主要包括石油预处理、蒸馏与分离、合成气制备、甲醇合成以及甲醇精制等工艺步骤。
通过合理的工艺设计，可确保高效、稳定地生产出预期的年产60万吨甲醇。
2. 工艺流程以下是年产60万吨石油制甲醇的初步工艺设计流程：1. 石油预处理：首先，经过石油分离、脱硫、脱氮等预处理步骤，将原油中的杂质和有害物质去除，以提高后续工艺步骤的稳定性和效率。
石油预处理：首先，经过石油分离、脱硫、脱氮等预处理步骤，将原油中的杂质和有害物质去除，以提高后续工艺步骤的稳定性和效率。
2. 蒸馏与分离：经过真空蒸馏和分离步骤，将预处理后的石油分离为轻质石油和重质石油。
轻质石油用于合成气的制备，而重质石油则用于后续的甲醇合成工艺。
蒸馏与分离：经过真空蒸馏和分离步骤，将预处理后的石油分离为轻质石油和重质石油。
轻质石油用于合成气的制备，而重质石油则用于后续的甲醇合成工艺。
3. 合成气制备：轻质石油经过催化重整和变换等步骤，生成含有一定比例的一氧化碳和氢气的合成气。
合成气是甲醇合成过程的重要原料。
合成气制备：轻质石油经过催化重整和变换等步骤，生成含有一定比例的一氧化碳和氢气的合成气。
合成气是甲醇合成过程的重要原料。
4. 甲醇合成：在甲醇合成反应器中，采用适当的催化剂和反应条件，使合成气中的一氧化碳和氢气进行反应，生成甲醇。
通过控制反应参数，可以获得高纯度的甲醇产品。
甲醇合成：在甲醇合成反应器中，采用适当的催化剂和反应条件，使合成气中的一氧化碳和氢气进行反应，生成甲醇。
通过控制反应参数，可以获得高纯度的甲醇产品。
5. 甲醇精制：生产得到的初级甲醇通过蒸馏和洗涤等工艺步骤，去除其中的杂质和不纯物质，提高甲醇的纯度和质量。
甲醇精制：生产得到的初级甲醇通过蒸馏和洗涤等工艺步骤，去除其中的杂质和不纯物质，提高甲醇的纯度和质量。
年产 60 万吨烯烃MTO 分厂-初步设计说明书
目 录年产 60 万吨烯烃MTO 分厂——初步设计说明书第一部分 正文第一章总说明1.1 项目概况 1 1.2 设计依据 1 1.3 工艺特点 1 1.4 产品方案1 1.5 主要物料规格及消耗2 1.6 主要危险品防护3 1.7 全厂综合经济技术指标3第二章总图及运输2.1 厂址概况5 2.1.1 地理位置及厂区概况 5 2.1.2 原料和市场6 2.1.3 自然条件6 2.1.4 基础设施及投资环境7 2.2 工厂总平面布置9 2.2.1. 设计依据和设计原则9 2.2.1.1 设计依据 9 2.2.1.2 设计原则 9 2.2.2 总平面布置方案9 2.2.2.1 总体布局 9 2.2.2.2 分区布置10 2.2.2.3 厂内道路及运输 12 2.2.2.4 绿化 12 2.2.3 安全设计 12 2.2.4 面积说明13 2.2.4.1 区域系数 13 2.2.4.2 各分区面积13第三章原料、辅助材料采购与基于波特五力分析的营销策略3.1 原料及辅助材料采购15 3.1.1.概述与原料、辅助材料介绍153.2 原料标准及行情153.2.1 原料标准153.2.2 陕西地区甲醇行情15 3.3.产品营销153.3.1 概述153.3.2 波特五力分析163.3.3 营销策略的制定17第四章工艺方案选择与工艺流程模拟4.1 工艺技术方案选择194.1.1 概述194.1.2 现有MTO/MTP 技术概况194.1.2.1 甲醇制烯烃技术194.1.2.2 分离技术224.1.3 工艺技术方案的选择和论证244.1.3.1 甲醇制烯烃工艺方案的选择244.1.3.2 分离方案选择254.1.3.3 引进技术及进口设备274.2 工艺流程设计274.3 全流程模拟与优化324.3.1 MTO 反应单元流程模拟334.3.2 烯烃分离单元流程模拟344.4 全厂物料及能量平衡384.4.1 物料衡算384.4.2 能量平衡40第五章换热网络与热集成5.1 概述415.2 冷热流股确定415.3 组合温焓图及组合曲线图绘制425.4.构建和优化换热网络435.5 过程物流换热网络的详细说明435.5.1.甲醇原料初步预热及汽化455.5.2 反应器出口产品气冷却455.5.3 急冷水冷却465.6 换热网络总结47第六章丙烯制冷系统6.1 概述486.1.1 丙烯系统功能简述486.1.2 丙烯系统构建步骤简述486.2 丙烯制冷系统中需要换热的流股汇总486.2.1 塔顶塔釜流股及其来源汇总496.2.2 中间换热流股汇总496.2.3 所有换热物流及换热要求汇总496.3 丙烯制冷系统循环方式的选定506.3.1 丙烯制冷原理概述506.3.2 级数的选择516.3.3 各温位等级的选择516.3.4 丙烯制冷循环系统示意526.4.各蒸发器中换热流股的确定52536.5.各冷却器中换热流股的确定6.6.丙烯制冷循环系统的模拟546.7 与三段压缩的比较546.8 与深冷的比较556.9 结论55 第七章设备设计与选型7.1 全厂设备概况及主要特点567.2 MTO 反应工段反应—再生系统设计说明567.2.1 概述567.2.2 MTO 反应机理及热力学参数567.2.3 反应器、再生器形式的选择577.2.4 反应器的结构587.2.5 反应—再生系统具体设计计算587.2.5.1 反应器、再生器的操作参数587.2.5.2 反应器、再生器结构尺寸设计结果597.2.5.3 反应器、再生器的机械设计结果60607.2.5.4 反应器、再生器内构件、附件、旋风分离系统设计结果7.2.5.5 再生器烧焦计算、物料平衡及能量平衡计算结果617.2.5.6 催化剂循环装置设计及两器压力平衡计算结果627.3 塔设备设计637.3.1 概述637.3.2 塔型选择及塔的结构尺寸计算647.3.3 塔板及附件设计647.3.3.1 塔盘机械结构设计647.3.3.2 塔板流体力学计算及校核657.3.4 塔的载荷计算677.3.5 塔的强度设计及稳定校核687.4 换热器设备设计687.4.1 概述697.4.2 设计条件697.4.3 设备选型697.4.4 传热面积校核697.4.5 循环流量校核697.4.6 设计结果汇总70 第八章车间布置8.1 设计依据和设计728.1.1 设计论据728.1.2 设计原则728.2 车间划分概述728.3 初步分离车间布置728.3.1 车间整体布置72年产 60 万吨烯烃MTO 分厂——初步设计说明书728.3.2 各类设备布置8.3.3 车间布置图73 第九章管道布置9.1 概述769.2 管道布置与设计原则769.2.1 管道布置769.2.2 管路敷设77779.2.3 管道与建构筑物、架空管道管架跨越铁路道路的最小垂直间距9.3.管道设计789.3.1 管子直径789.3.2 管壁厚度789.3.3 管材789.4 安全措施789.5 管道一览表78 第十章自动控制方案10.1 自控水平、方案及基本要求7910.2 仪表选型基本原则7910.3 单元设备自控方案7910.3.1 离心泵7910.3.2 换热器8010.3.3 压缩机8110.3.4 储罐8110.4 过程控制方案8110.4.1 反应工段8110.4.2 分离工段87 第十一章分析化验11.1 设计原则及采用标准9211.1.1 设计原则9211.1.2 设计中采用的标准9211.2 分析化验室的目的和任务9211.2.1 中心化验室的任务9211.2.2 车间化验室的任务9211.3 化验中心主要检测项目9211.3.1 原料检测9211.3.2 产品检测9211.3.3 环保监测9511.4 中心化验室主要仪器配备表9611.5 车间化验室97第十二章供热12.1 概述9812.2 设计标准与规范9812.3 需要低压蒸汽的换热设备9812.4.供热系统配套设施9912.4.1 安全阀、泄压阀9912.4.2 循环管9912.4.3 蒸汽母管9912.4.4 防噪声装置99第十三章给排水13.1 概述10013.2. 设计标准、规范10013.3. 给水系统10013.4. 厂区给水方案10113.5.排水系统101第十四章供电14.1 设计范围10314.2 设计标准、规范10314.3 设计原则10314.4 供电电源10314.5 供电方案选择10414.6 变电所设置10514.7 供电线路的设计10514.8 防雷、接地、防静电措施10514.9 电气设备106第十五章电信工程15.1 设计范围10715.2 设计依据10715.3 电信方案107第十六章土建16.1 设计依据10916.2 建筑设计范围10916.3 厂区地理情况10916.3.1 气候特点10916.3.2 地理条件与地质灾害10916.4 建筑与结构设计方案10916.4.1 设计原则10916.4.2 设计方案110第十七章罐区17.1 编制依据11217.2 罐区概况11217.3 储罐设计11217.4 罐区建造与施工11517.5 罐区安全115第十八章消防18.1 危险物质概述11618.2.主要危险性物质性质列表11818.3 事故发生的可能性及危险性分析11818.3.1 危险性11818.3.2 燃烧爆炸分析11918.4 消防安全措施11918.4.1 设计规范11918.4.2 基础消防措施11918.4.3 厂区消防布置11918.5 消防系统12018.5.1 稳高压消防给水系统12018.5.2 中压系统和高压系统12018.5.3 消防管网布置12018.5.4 消防水炮和消火栓12018.5.5 消防站120第十九章维修19.1 维修体制概述12219.2 维修车间设计12219.3 维护检修12219.4 高危设备的安全检修要求123第二十章劳动安全与工业卫生20.1 设计依据12420.1.1 国家、地方政府和主管部门的有关规定12420.1.2 采用的主要规范、规程、标准和其他规定12420.2 生产过程中危险有害因素分析12420.2.1 潜在的危险性因素12420.2.2 危险有害因素的分析12820.3 安全防范措施12820.3.1 防火防爆措施12820.3.2 泄漏应急措施12920.3.3 防噪措施12920.3.4 其他防范措施13013020.4 消防与急救20.5 工业卫生131第二十一章环境保护21.1 厂址与环境现状13221.2 编制依据及采用标准13221.2.1 环境保护法律13221.2.2 环境质量标准13221.2.3 排放标准13221.3 主要污染源和主要污染物排放量13221.4 设计中采取的环保措施13421.4.1 建设期污染防治措施13421.4.2 运营期间污染防治13421.5 环境影响评价分析13621.6 绿化13621.7 环境保护投资概算137第二十二章采暖通风及空气调节22.1 设计依据13822.2 厂址所在地气候情况13822.3 设计参数13922.4 设计范围13922.5 设计方案13922.5.1 采暖13922.5.2 通风140第二十三章工厂组织与劳动定员23.1 企业文化14123.2 工厂组织14123.3 经营管理14123.3.1 技术管理14123.3.2 人力资源管理14223.3.3 物流管理14223.3.4 信息管理14223.3.5 安全与环保管理14223.4 劳动定员14223.4.1 定员原则14223.4.2 生产班次14223.4.3 定员和工资143第二十四章节能24.1 节能措施145年产 60 万吨烯烃MTO 分厂——初步设计说明书第二部分附录附录1 各主要设备物料及能量衡算表146 附录2 设备选型一览表155 附录3MTO 反应-再生系统计算说明书166 附录4 乙烯精馏塔设计说明书190 附录5 乙烯精馏塔再沸器设计说明书218 附录6 重要管线一览表229年产 60 万吨烯烃MTO 分厂——初步设计说明书1第一章 总说明• 项目概况本项目为一座大型煤化工综合企业设计一座年产 60 万吨烯烃（30 万吨/年乙烯，30 万吨/年丙烯）的分厂。
模拟仿真60万吨煤制甲醇的气化工段流程概述
模拟仿真60万吨煤制甲醇的气化工段流程概述篇一：煤化工仿真实训实操系统煤化工仿真实训/实操系统煤化工行业在我国国民经济中的地位是非常重要的，其工艺设备逐渐大型化，自动控制水平也越来越高，因而对生产运行人员的操作能力与水平有了更高的要求。
相反的是，由于生产运行必须保证安全、稳定、长周期、优化地运行，因而在生产实际过程中不方便依靠实际生产装臵来提高和培训运行人员的操作技能。
因此本项目从培养高职院校的实践能力及职业培训需求出发，本着实用性与前瞻性相结合、职业技能培训与鉴定相结合、实训装备的硬件与技能训练仿真软件相结合的思想，对现代煤化工工艺过程、动态操作、煤化工正在使用的自动化检测传感执行装臵及国内先进的DCS控制系统进行仿真模拟，以培养能够适应当前及未来煤化工企业所需要的各类技术人员，满足煤化工工业建设与生产的需要。
1、设计原则（1）系统性原则：煤制甲醇---二甲醚冷态模拟实训系统应在真实完整体现实际工业流程的基础上，强化重要工序、重要设备，并利用OTS仿真培训软件进行煤制甲醇-二甲醚的全流程模拟培训。
（2）真实性原则：煤制甲醇---二甲醚冷态模拟实训系统的设备和装臵应按照现场设备进行模拟仿真，同时对重点设备的内部结构、工作原理做深入的剖析，采用实物与软件模拟相结合的方式进行制作，便于学员对设备实操和原理的掌握。
同时，OTS仿真培训软件的动态模型应能真实再现实际工业流程状态和数据，实现实时准确的模拟工艺现场，故障模拟真实化。
（3）实操性原则：煤制甲醇---二甲醚冷态模拟实训系统的配套设备具有高度的实际操作能力，体现工厂情景化，尽量贴近工厂实际，突出重点。
学员可对设备进行实际操作，满足学生实践实习要求。
（4）全面性原则：既能使学员了解和掌握正常工况下各类设备的操作和维护，能进行装臵开车准备、开车、正常操作、停车、设备维护等方面的技能操作训练、工艺指标控制操作技能训练；又能通过安全手段设臵各类故障，使学员能够处理各类紧急状况，动手进行生产过程操作、分析、排除工业生产过程故障。
年产60万吨煤制甲醇项目合成气、氨气压缩机组施工方案
1综述1.1编制说明本方案以说明机组施工程序，各工序的施工方法和操作要领为主要内容进行编制，各工序的操作细则及详细的安装技术数据等通过现场技术交底、工程质量单及安装指导图等形式体现。
压缩机系统出厂前进行了机械运转试验和性能试验，故本机组在安装和以后的调试、试运阶段中，在没有发现异常问题的前提下，原则上不予以解体。
油系统的清洗、循环工作将列入试车方案中。
安装人员应熟悉施工设计方案、图纸、技术文件，了解其所承担的安装项目各技术要求的前提下，方可进行施工。
1.2编制依据制造厂商提供的技术文件与图纸；《电力建设施工及验收技术规范（汽轮机篇）》DJ5011—921.3工程概况内蒙蒙大项目压缩机厂房长58米，宽24米，高20米。
在厂房内布置两台压缩机组：合成气离心压缩机组，氨气离心压缩机组。
各机组的组成状况如下：合成气离心压缩机组由一缸两段九级组成（一段七级，二段二级），压缩机与原动机由膜盘联轴器联接，压缩机和汽轮机公用底座，整个机组采用润滑联合油站供油，压缩机的轴端密封采用约翰克兰鼎名密封（天津）有限公司的干气密封，原动机采用杭州中能汽轮动力有限公司的凝汽式汽轮机。
机组布置示意图如下：氨气离心压缩机组主要由MCL707+2MCL707离心压缩机、汽轮机、气体冷却器、气体分离器及润滑油站等组成。
MCL707+2MCL707型离心压缩机是一种多级压缩机，机壳为水平剖分式，压缩机主要由定子（机壳、隔板、密封、平衡盘密封）、转子（轴、叶轮、隔套、平衡盘、轴套、半联轴器等）及支撑轴承、推力轴承、轴端密封等组成。
压缩机由三段十四级组成；MCL707为一段压缩（共7级叶轮）时轮顺排布置，叶轮最大名义直径为700mm；2MCL707为二段压缩（共7级叶轮）叶轮背靠背布置，叶轮最大名义直径为700mm；轴端密封采用干气密封。
原动机为杭州中能汽轮动力有限公司提供（机型：NH32/01）。
压缩机与汽轮机之间、高压缸和低压缸之间均采用膜片联轴器联接。
年产60万吨煤炭制乙醇初步工艺设计
年产60万吨煤炭制乙醇初步工艺设计
该文档旨在提供年产60万吨煤炭制乙醇的初步工艺设计。
以下将概述所需设备和工艺步骤。
设备
- 煤炭处理装置：用于煤炭的粉碎、干燥和预处理。
- 气化炉：将煤炭进行气化反应，产生合成气体。
- 合成气净化装置：用于去除合成气中的杂质，如硫化氢和硫化物。
- 合成气制乙醇反应器：将合成气转化为乙醇。
- 分离装置：用于从反应混合物中分离出乙醇。
工艺步骤
1. 煤炭处理：将原料煤炭进行粉碎和干燥，以提高气化效率。
通过预处理，去除煤炭中的杂质。
2. 气化反应：将预处理后的煤炭送入气化炉进行高温反应，产生合成气体，主要成分为一氧化碳和氢气。
3. 合成气净化：合成气中的硫化氢、硫化物等杂质通过净化装置去除。
4. 合成气制乙醇：将净化后的合成气送入反应器，进行催化反应，将一氧化碳和氢气转化为乙醇。
5. 分离乙醇：从反应混合物中分离出乙醇，可使用蒸馏等分离技术。
6. 精制和储存：对分离得到的乙醇进行精制和储存，以满足产品质量要求。
以上是年产60万吨煤炭制乙醇初步工艺设计的概要。
具体工艺参数和设备设计需要进一步深入研究和优化。
60万ta煤制甲醇项目co变换工段初步设计毕业设计
摘要本设计是年产60万吨煤制甲醇项目一氧化碳变换工段的初步设计。
它的主要任务是调整C/H比，以满足后续的合成需求。
本设计以非饱和塔型全低温耐硫不完全变换为基础，采用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 60 million tons of coal methanol carbon monoxide shift conversion section of the preliminary design. Its main task is to adjust the C / H ratio, the synthesis of the follow-up to meet demand. The design process for the work of all non-saturated low-temperature sulfur-tolerant tower is not completely transformed into discussion, the use of cobalt-molybdenum catalysts Gasification of coal directly from coal gas for CO conversion.Design principles are technologically advanced, mature technology, economical, safe environment, fully demonstrated at home and abroad in a variety of advanced production methods, process and device configuration based on the use of coal gasification to transform the crude gas to CO, the design includes production process design argument, process calculation, equipment selection and design of flow charts, floor plans, equipment, mapping; In addition, full consideration in the design of environmental protection and labor safety and other non-process part. Finally, economic evaluation, designed to meet the requirements of the economic benefits.Keywords: coal to methanol carbon monoxide transform ratio of carbon and hydrogen目录摘要 (I)Abstract .................................................................................................................................................... I I 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 (3)1.2.1全低变工艺 (3)1.2.2 无饱和塔型变换工艺 (7)1.2.3 Shell粉煤气化制甲醇一氧化碳变换工艺 (9)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 (12)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 (13)1.3.3 建设规模 (13)第2章工艺详述 (14)2.1 一氧化碳变换系统流程 (14)2.2 一氧化碳变换系统影响因素 (15)2.2.1 压力 (15)2.2.2 温度 (16)2.2.3 水汽比 (16)2.2.4 空速 (17)2.2.5CO2的影响 (17)2.2.6副反应的影响 (17)2.2.7 入口温度 (18)2.2.8 催化剂活性 (18)2.2.9 煤气中CO的含量 (18)2.3 操作制度 (19)2.3.1 入口温度的控制 (19)2.3.2 床层温度的控制 (19)2.3.3 出口CO指标的控制 (19)2.3.4变换炉压差 (20)2.4一氧化碳变换系统中存在的问题 (20)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 (43)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 (48)4.9 CO变换工段设备一览表 (48)第5章车间布置说明 (50)5.1车间布置原则 (50)5.2 哈尔滨地区的自然条件 (50)5.2.1 气象条件 (51)5.2.2地震烈度 (51)5.3车间布置的方案 (52)5.3.1 厂房的平立面布置 (52)5.3.2车间辅助室和生活室的布置 (52)5.3.3 设备的布置方案 (52)第6章非工艺部分要求 (54)6.1公用工程 (54)6.1.1 土建 (54)6.1.2给排水及热力 (54)6.1.3 电力、电信系统 (55)6.1.4 自控仪表 (55)6.2 环境保护及安全卫生 (55)6.2.1三废处理 (55)6.2.2 安全生产 (56)6.3 节能 (57)结束语 (58)致谢 (59)参考文献 (60)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60万吨煤制甲醇合成工艺设计说明书 (1)
《过程装备成套技术》课程设计煤制甲醇合成工段工艺流程及典型题目设备的设计组别第四组姓名学号院(系) 化学与化工学院专业过程装备与控制工程指导教师高勇日期2016年6月27日至2016年7月3日目录1甲醇的合成 (1)1.1甲醇合成的基本原理 (1)1.1.1甲醇合成反应步骤 (1)1.1.2合成甲醇的化学反应 (1)1.2甲醇合成催化剂的选用 (2)1.3铜基催化剂的中毒和寿命 (2)1.4甲醇合成的工艺条件 (2)1.4.1反应温度 (2)1.4.2压力 (2)1.4.3空速 (3)1.4.4气体组成 (3)1.5甲醇合成的工艺流程 (3)1.5.1甲醇合成的方法 (3)1.5.2本设计的合成工艺 (4)1.5.3甲醇合成塔的选择 (4)1.5.4甲醇合成工艺流程 (5)2列管式换热器设计及相关计算 (6)2.1设计任务及操作条件 (6)2.2方案简介 (6)2.3设计方案 (6)2.3.1．确定设计方案 (6)2.3.2确定物性数据 (7)2.3.3计算总传热系数 (7)2.3.4计算传热面积 (8)2.3.5工艺结构尺寸 (9)2.3.6换热器核算 (11)3参考文献 (17)1甲醇的合成1.1甲醇合成的基本原理1.1.1甲醇合成反应步骤对甲醇合成而言，无论是锌铬催化剂还是铜基催化剂，其多相（非匀相）催化过程按下列过程进行：a）扩散——气体自气相扩散到催化剂的界面；b）吸附——各种气体在催化剂的活性表面进行化学吸附，其中CO在Cu2+上吸附，H2在Zn2+上吸附并异裂；c）表面反应——化学吸附的反应物在活性表面上进行反应，生成产物；d）解析——反应产物脱附；e）扩散——反应产物气体自催化剂界面扩散到气相中去；以上五个过程中a、e（扩散）进行得最快，b（吸附）、d（解析）进行的速度较快，而过程c（表面反应）分子在催化剂活性界面的反应速度最慢，因此，整个反应过程取决于表面反应的进行速率［1］。
60万ta煤制甲醇项目co变换工段初步设计 设计说明书
摘要本设计是年产60万吨煤制甲醇项目一氧化碳变换工段的初步设计。
它的主要任务是调整C/H比，以满足后续的合成需求。
本设计以非饱和塔型全低温耐硫不完全变换为基础，采用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 60 million tons of coal methanol carbon monoxideshift conversion section of the preliminary design. Its main task is to adjust the C / H ratio, the synthesis of the follow-up to meet demand. The design process for the work of all non-saturated low-temperature sulfur-tolerant tower is not completely transformed into discussion, the use of cobalt-molybdenum catalysts Gasification of coal directly from coal gas for CO conversion.Design principles are technologically advanced, mature technology, economical, safe environment, fully demonstrated at home and abroad in a variety of advanced production methods, process and device configuration based on the use of coal gasification to transform the crude gas to CO, the design includes production process design argument, process calculation, equipment selection and design of flow charts, floor plans, equipment, mapping; In addition, full consideration in the design of environmental protection and labor safety and other non-process part. Finally, economic evaluation, designed to meet the requirements of the economic benefits.Keywords: coal to methanol carbon monoxide transform ratio of carbon and hydrogen目录摘要 (I)Abstract (I)第1章总论 (1)1.1 概述 (1)煤制甲醇的可行性 (1)设计的目的和意义 (1)变换气的要求 (2)1.2 工艺比较 (3)全低变工艺 (3)无饱和塔型变换工艺 (7)Shell粉煤气化制甲醇一氧化碳变换工艺 (9)变换兼COS水解工艺 (10)变换兼硫化物加氢工艺 (11)小结 (12)设计范围、装置组成及建设规模 (12)设计的范围 (12)生产装置组成 (13)建设规模 (13)第2章工艺详述 (13)一氧化碳变换系统流程 (14)一氧化碳变换系统影响因素 (15)压力 (15)温度 (15)水汽比 (16)空速 (16)CO2的影响 (17)副反应的影响 (17)入口温度 (17)催化剂活性 (18)煤气中CO的含量 (18)操作制度 (19)2.3.1 入口温度的控制 (19)床层温度的控制 (19)出口CO指标的控制 (19)变换炉压差 (20)一氧化碳变换系统中存在的问题 (20)第3章工艺计算 (20)原始数据 (20)变换炉工艺参数计算 (21)1#变换炉工艺参数计算 (21)2#变换炉工艺参数计算 (24)3#变换炉工艺参数计算 (25)物料衡算及热量衡算 (27)变换炉物料衡算及热量衡算 (27)气体增湿器物料衡算及热量衡算 (30)废热锅炉物料衡算及热量衡算 (30)第4章主要设备的工艺计算和设备选型 (33)变换炉的工艺计算 (33)已知条件 (33)1#变换炉 (34)2#变换炉 (37)3#变换炉 (39)废热锅炉的工艺计算 (41)筒体内径的计算 (41)传热系数的计算 (42)气体增湿器的确定 (46)开工加热器的确定 (46)原料气预热器的确定 (46)预变换炉的确定 (46)蒸汽预热器的确定 (46)4.8 甲烷化入口加热器 (47)4.9 CO变换工段设备一览表 (47)第5章车间布置说明 (50)车间布置原则 (50)哈尔滨地区的自然条件 (50)气象条件 (49)地震烈度 (50)车间布置的方案 (50)厂房的平立面布置 (51)车间辅助室和生活室的布置 (51)设备的布置方案 (51)第6章非工艺部分要求 (52)公用工程 (52)土建 (52)给排水及热力 (53)电力、电信系统 (53)自控仪表 (54)环境保护及安全卫生 (54)三废处理 (54)安全生产 (55)节能 (56)结束语 (58)致谢 (59)参考文献 (60)第1章 总 论1.1 概述煤制甲醇的可行性甲醇的原料来源早期是木材。
60万吨合成甲醇
60万吨/年合成甲醇工艺设计（一）工艺流程（完成人：白维坤）1.设计原则(1)根据计划任务书规定的产品品种、产量和质量进行设计(2)选择技术先进、经济合理的工艺流程和设备(3)合理考虑机械化、自动化装备水平(4)选择合理原料路线、合理利用资源和各种物料贮备的关系(5)注意保护环境，减少污染2.流程图基本流程主要包括：原料气的采集；甲醇的合成；甲醇的冷凝分离；气体的循环以及新鲜气的补充与惰性气的排放。
甲醇合成工序的基本流程示意图经综合分析本次采用鲁奇低压合成工艺Lurgi低压甲醇合成工艺流程（二）关键设备选型（完成人：白维坤）1. 选型原则(1) 在结构上，要求简单紧凑，高压空间利用率高，触媒装卸方便；(2) 在操作上，要求催化剂床层的温度易控制，调节灵活，合成反应的转化率高，催化剂的生产强度大，能以较高能位回收反应热，床层中气体分布均匀，压降低；(3) 在材料上，要求具有抗羰基化物及抗氢脆的能力；(4) 在制造、维修、运输、安装上要求方便。
2. 关键设备结构性能介绍(1) Lurgi管壳型甲醇合成反应器结构性能介绍：形似列管式换热器，在塔内，列管中装填催化剂，管间为沸腾水；原料气与出塔气换热至230℃左右进入合成塔，反应放出的热经管壁传给管间的沸腾水，产生4MPa左右的饱和蒸汽，用来驱动透平压缩机。
合成塔全系统的温度条件用蒸汽压来控制，从而保证催化剂床层大致为等温。
优点：催化剂床层温差较小、单程转化率较高（可达50%）、催化剂使用寿命较长（4年～5年）、热能利用合理、设备紧凑，开停车方便，合成反应过程中副反应少，甲醇质量高。
缺点：结构复杂、制作较困难、材料要求高、放大较困难。
经典管壳塔的最大生产能力（经济型塔）为1500 t/d。
全世界现有Lurgi 装置37套，甲醇总生产能力达1600万t/a以上。
（2）Linde等温型甲醇合成反应器结构特点：Linde等温型甲醇合成反应器结构与高效螺旋盘管换热器类似，盘管内为沸水，盘管外放置催化剂，反应热通过盘管内沸水移走。
煤制甲醇项目(最终版)
雄伟煤化有限公司60万t/a煤制甲醇项目建议书项目人员：曾雄伟毛龙龙方建李永朋时间：2015年10月第一部分项目背景甲醇是结构最为简单的饱和一元醇，又称“木醇”或“木精”，是仅次于烯烃和芳烃的重要基础有机化工原料，用途极为广泛。
主要用于制造甲醛、二甲醚、醋酸、甲基叔丁基醚( MTBE) 、甲醇汽油、甲醇烯烃等方面。
近年来，国内外在甲醇芳烃方面进行了应用。
我国甲醇工业始于20 世纪50 年代，随着国内经济发展的不断增长，甲醇下游产品需求的拉动，甲醇行业发展迅猛。
从2004 年到2012 年甲醇产能和产量大幅增长，2012 年产能首次超过5 000 万t，产量也达到2 640 万t。
2013 年我国甲醇产能已达5650 万t，产量约2 878 万t，已经成为世界第一大甲醇生产国，见图1。
从甲醇产能的区域分布来看，甲醇的产能主要集中在西北、山东、华北等地区。
从2013 年各省市产量分布情况来看，排名前五的有内蒙、山东、陕西、河南及山西，内蒙古精甲醇的产量达563 万t［2］，约占全国总产量20%，其次是山东、陕西、河南和山西，这五省合计约占总产量的63%。
内蒙古、山西、陕西等地凭借其资源优势，成为甲醇生产企业最为青睐的地区，向资源地集中成为我国甲醇产能布局的主导趋势。
受资源因素限制，我国的甲醇生产多以煤为原料，并有焦炉煤气和天然气工艺。
2013 年我国甲醇产能中，煤制甲醇产能3 610 万t，占比64%，天然气制甲醇产能1 080 万t，占比19%，焦炉煤气制甲醇产能960 万t，占比17%［3］。
受国家治理大气污染、加快淘汰钢铁等“两高”行业落后产能以及经济增速放缓等因素的影响，对焦炭的需求将会减少，从而使焦炉煤气制甲醇装置面临原料短缺的局面，因此焦炉煤制甲醇产能会降低。
天然气制甲醇装置，则受到天然气供应不足和气价攀升双重制约，也将大幅限产。
据金银岛统计数据显示，截至2013 年12月中旬，国内气头装置开工负荷在三成左右，低于国内平均开工水平，甘肃及新疆气头企业普遍停车。
年产60万吨煤制甲醇初步工艺设计
煤制甲醇是一种将煤转化为甲醇的生产方式。
首先，我们需要进行初步工艺设计，以确定每年产量为60万吨煤制甲醇的生产方案。
下面是一个设计概述，其中包括从原料煤到成品甲醇的整个生产过程。
1.原料煤准备煤炭是煤制甲醇生产的主要原料，因此需要对原料煤进行预处理。
这包括煤的粉碎和煤的干燥。
经过这些处理，煤炭的颗粒大小和含水率将达到制造甲醇所需的标准。
2.煤气化经过原料煤准备后，将煤炭进行气化。
煤气化是将煤转化为气体燃料的一种产能方式。
通过高温和高压反应，煤与水蒸气和氧气发生化学反应，产生一氧化碳和氢气。
这些气体是后续步骤中甲醇合成的重要原料。
3.气体净化煤气是含有很多有害物质的混合气体，包括硫化物、氮氧化物、氮化物等。
在气体净化步骤中，通过一系列的处理，这些有害物质将被去除或转化为无害的物质。
气体净化通常包括吸附、吸收、催化和过滤等工艺。
4.合成气净化与气体净化类似，合成气也需要进行净化处理。
合成气主要由一氧化碳和氢气组成，因此需要去除其中的杂质。
合成气净化通常包括加压、冷却、分离和吸附等步骤。
5.甲醇合成经过气体净化后，一氧化碳和氢气被送入甲醇合成反应器中。
在甲醇合成反应器中，通过一系列催化反应，一氧化碳和氢气发生化学反应，产生甲醇。
这个过程通常是在高温和高压下进行的。
6.甲醇精制在甲醇合成后，产生的甲醇含有一定量的杂质，如水分、重质烃和酸等。
在甲醇精制过程中，这些杂质将通过蒸馏、吸附、萃取等步骤被去除。
最终得到的是高纯度的甲醇产品。
7.甲醇储存和出口在甲醇精制后，将产生的甲醇储存于储罐中，并进行包装和标记。
根据客户需求，可以选择将甲醇产品出口到国内或国际市场。
需要指出的是，以上只是一个初步工艺设计的概述，具体的工艺细节将根据实际情况进行优化和调整。
同时，在生产过程中需要考虑的因素还包括环境保护、能源消耗和安全生产等方面。
因此，在具体的工艺设计中，需要进行细致的分析和评估，以确保生产过程的可行性和经济性。
以上是一个大致的初步工艺设计，简要介绍了从原料煤到成品甲醇的生产过程。
年产60万吨甲醇工程试生产方案
年产60万吨甲醇工程试生产方案目录一､建设项目施工完成情况 (1)(一)建设项目概况 (1)(二)建设项目设计､施工､安装､监理单位情况,建设任务完成情况 (1)(三)主要装置､设施的施工质量控制情况 (3)(四)安全设施进行检验､检测情况 (3)二､生产､储存的危险化学品的品种和设计能力 (5)(一)根据项目设计,投产时可能存在的危险化学品种类和数量: (5)(二)试生产阶段危险化学品种类和数量: (5)三､试生产过程中可能出现的安全问题及对策 (6)(一)试生产过程中可能出现的安全问题: (6)(二)试生产过程中可能出现的安全问题的对策: (10)四､采取的安全措施 (15)五､事故应急救援预案 (15)(一)企业事故应急救援预案简况 (15)(二)根据试生产过程中可能出现的安全问题采取的有针对性的安全措施｡ (16)一､建设项目施工完成情况(一)建设项目概况******股份有限公司年产60万吨甲醇工程是**省重点工程､｡｡｡｡｡｡｡｡本工程主要包括煤气化装置､甲醇装置､空分装置以及配套公用工程和辅助设施等｡生产的产品为甲醇,同时生产副产品硫酸､硫酸铵､氧､氮､氩｡本工程是以煤为原料,采用SHELL干煤粉加压气化､青岛联信两段宽温耐硫变换串一段低温耐硫变换､德国鲁奇公司低温甲醇洗酸性气体脱除､丹麦托普索的低压甲醇合成､天大北洋三塔精馏的工艺路线生产甲醇｡氢回收采用膜分离法｡空分装置采用法国液空公司技术｡本项目工艺流程为原料煤经输送､磨粉､干燥､分离后,用高压CO2/N2(保护)送往气化炉喷嘴,与预热后的氧气和烧咀保护蒸汽喷入炉内,在4.0MPa压力､1500℃左右高温下,煤粉与氧､水蒸汽发生氧化和气化反应,生成原料气(主要是CO和H2),经降温､除尘后进行CO变换,以调整原料气中CO和H2比例至1:3,变换后,在净化工段用低温甲醇洗涤法去除原料气中的硫化物､CO2,脱硫脱碳后的原料气经压缩从顶部进入甲醇合成塔,在合成塔内反应生成甲醇和水｡经冷凝得到粗甲醇溶液,粗甲醇溶液经精馏去除高､低沸点杂质后得到产品甲醇｡(二)建设项目设计､施工､安装､监理单位情况,建设任务完成情况1､设计单位情况本项目由中国***工程有限公司｡中国***工程有限公司是国务院国资委直接管理的中国化学工程集团公司的全资子公司和化学工业领域重点骨干科技型企业｡现有职工近1100人,各类工程技术人员占员工总数的96%以上,其中包括多名国家和部级设计大师｡具有工程建设项目全过程承包和管理功能的国际型工程公司｡公司拥有工程设计综合甲级资质和工程咨询､工程监理､工程造价咨询､建设项目环境影响评价等多项甲级资质,并享有对外工程咨询､工程设计及工程承包经营权,是首批获得全国AAA级信用企业资格的工程公司｡先后完成境内外1700余项大中型设计项目和60多项工程总承包项目,业务遍及国内31个省､直辖市和全球20多个国家和地区｡2､施工､安装单位情况中国化学工程第**建设有限公司是本项目建设单位之一,承担了本项目磨煤气化装置的土建､设备管道､仪电施工,水处理系统土建施工,部分输煤系统栈桥､转运站､设备､皮带､仪电施工,总降压站厂房､设备施工,空分压缩厂房､联合压缩厂房及设备管道仪电施工等｡该公司现有员工6218人,其中技术人员801人,管理人员601人,含教授级高级工程师7人,高级工程师114人,工程师299人｡该公司具有化工石油工程施工总承包壹级､房屋建筑工程施工总承包壹级､市政公用工程施工总承包壹级､机电安装工程施工总承包壹级､钢结构工程专业承包壹级､消防设施工程专业承包壹级､化工石油设备管道安装工程专业承包壹级､管道工程专业承包壹级､无损检测工程专业承包壹级等资质｡该公司先后承建了化肥､石油化工､精细化工､煤化工等各类大中项目600多套,其中属国家级重点工程和具有国际先进技术的引进装置20多套,并先后在马来西亚､科威特､斯里兰卡等国家和地区承建工程｡中国化学工程第**建设有限公司是本项目建设单位之一,承担了本项目甲醇装置､甲醇罐区设施､设备､管道的施工｡该公司现有员工4856人,其中高级工程师及高级管理人员537人,工程师及管理人员905人｡该公司具有化工石油工程施工总承包壹级､机电安装工程施工总承包壹级､房屋建筑工程施工总承包壹级､市政公用工程施工总承包贰级资质､化工石油设备管道安装工程､钢结构工程､管道工程､环保工程､防腐保温工程专业承包壹级资质,境外工程承包资质､境外劳务合作经营权等｡该公司施工足迹遍及国内三十多个省､市､自治区以及巴基斯坦､马来西亚､哈萨克斯坦､突尼斯､土耳其､阿尔巴尼亚､乌兹别克斯坦､越南､香港等国家和地区｡先后建成大中型项目1000余项｡河南省****集团有限责任公司是本项目建设单位之一,承担了本项目动力站界区的锅炉､汽轮机等设备与管道安装｡该公司现有职工2600余人,其中管理人员430人;高､中､初级技术人员535人,中､高级技工1000余人,安装一级资质的项目经理46人｡该公司具有机电安装工程施工总承包壹级资质､房屋建筑工程施工总承包壹级资质､冶炼工程施工总承包壹级资质､起重设备安装工程专业承包壹级资质､钢结构工程专业承包壹级资质､炉窑工程专业承包壹级及电力工程施工总承包贰级资质､化工石油设备管道安装工程专业承包贰级资质｡该公司先后承建濮阳热电厂､湖北幸福热电厂､山东滕州武所屯电厂､广州发电厂等同类电厂(站)项目79余个,施工质量均为优良｡浙江省*****集团有限公司是本项目建设单位之一,承担了本项目空分装置预冷单元､空气纯化系统､空分精馏装置､公用系统､液体贮槽系统等空分设施､设备的施工｡该公司现有员工3100余人,各类专业技术人员1200余人,其中中高级工程技术人员近300人｡该项公司具有机电安装工程总承包､钢结构工程专业承包､消防设施工程专业承包､冶炼机电设备安装工程专业承包､化工石油设备管道安装工程专业承包壹级资质｡该公司先后在全国各地承担了国家､省､市大中型重点工程和标志性工程建设,并在非洲､中东､南亚10余个国家与地区进行经济援助和承包了一批具有影响的项目｡中化**建集团有限公司是本项目建设单位之一,承担了本项目煤储运装置区钢结构､设备､电气､消防管道的施工｡该公司现有职工约 4800 余人,其中各类专业技术管理人员1800余人,技术工人 3000人;具有高级技术职称的386人;项目经理 350人,其中:一级项目经理 163 人;一级建造师168 人｡该公司具有化工石油工程施工总承包壹级､市政公用工程施工总承包壹级､机电安装工程施工总承包壹级､地基与基础工程专业承包壹级､消防设施工程专业承包壹级､机电设备安装工程专业承包壹级､环保工程专业承包壹级､管道工程专业承包壹级､冶炼工程施工总承包贰级等｡该公司先后在全国各地承担了工程项目建设,并在莫桑比克､坦桑尼亚､安哥拉等国家承包项目｡3､监理单位情况本工程项目由**省***监理有限公司进行工程监理,该公司现有员工300余人,其中具有高级职称62人,中级职称180人,初级职称44人｡该公司是1994年首批获得建设部批准的甲级监理单位,具有化工石油工程甲级､房屋建筑工程甲级､电力工程甲级､冶炼工程甲级等项监理资质,2002年首批取得安全评价资质,2004年取得招标代理资质,2005年取得河南省第一批建设工程项目管理定试点企业,2009年取得设备监理资质｡先后对河南濮阳中原大化50万吨甲醇项目､河南永城永煤集团龙宇煤化工50万吨甲醇项目､河南濮阳濮阳龙宇20万吨甲醇项目等化工建设项目进行工程监理｡4､建设任务完成情况:本项目***年经**省发改委备案,**年12月4日经原国家环境保护总局环保审批｡**年4月日进入场地,**年6月桩基开始施工｡建设项目经过了可行性研究､安全预评价､初步设计､勘探､正式施工等阶段,**年9月6日《******股份有限公司年产60万吨甲醇工程安全预评价报告》获*省安监局批复,*年12月23日《******股份有限公司年产60万吨甲醇工程安全设施设计专篇》通过**省安监局组织的设计审查｡目前土建施工､设备安装以及配套的安全设施等建设任务已经全部完成,具备试生产条件｡(三)主要装置､设施的施工质量控制情况1､项目建设施工采取的质量控制措施⑴建立健全质量保证体系,实行质量目标管理,落实质量责任｡项目建设之初制定了《60万吨甲醇项目建设总体规划》,提出了“保部优争创国优”的质量目标｡为保证质量目标的实现,筹建处在明确各部门及人员的质量管理责任的同时,制定完善了《工程质量管理办法》､《单位工程竣工验收(中间交接)管理办法》､《设计变更管理制度》､《施工图交底与会审制度》､《工程开工､停工和复工管理制度》､《事故调查分析和统计报告制度》､《质量通病防治措施》等质量管理制度｡并要求监理公司和各施工单位,建立健全质量保证体系,加强施工质量控制｡不断加强质量教育培训,不断提高从业人员的质量改进意识,保证质量工作的开展和质量措施的实施｡⑵狠抓质量管理制度落实为确保筹各项质量管理制度的落实,制定了《监理单位､工程承包单位工作目标量化考核办法》和《筹建处工作目标责任制量化考核办法》,明确了质量工作考核内容,并将各工号的质量管理指标责任到人,做到谁分管谁负责,奖优罚劣｡在实施过程中,首先要求施工单位严格执行技术交底制度,各主要分项工程及工序,在开工前要求各施工单位对所有施工及管理人员进行技术交底,明确施工程序､工艺流程､操作要点､质量标准等并按要求进行施工｡其次是严格实行施工单位班组自检､质检员复检､监理工程师终检的“三检”制度,质量检验不合格不准进入下道工序｡对不合格的工程进行无条件返工｡筹建处工程技术人员和监理工程师对施工现场进行日常巡检,每月筹建处组织监理单位和施工单位进行质量大检查,对发现的质量问题进行及时处理｡要求各施工单位严格执行质量验收规范,加强质量巡查,及时消除质量隐患,针对质量管理中存在的不足,要求责任单位限期整改｡⑶狠抓质量过程控制,保证施工质量从材料设备质量检验､施工工艺､工序质量管理､隐蔽工程验收管理､各分部工程验收和工程竣工验收交付管理等各个环节加强控制｡要求并督促各施工单位严格按照图纸施工,严格执行技术规范和操作规程｡严格审查施工人员专业资质,实行专业化施工,对钢筋工程､混凝土工程､钻爆工程等均实行专业队伍施工｡严把材料质量关,不合格的材料､半成品､成品严禁运进施工现场,所有进场材料必须经检验合格才能进场｡在分部工程检验环节,要求各单位严格按照规定做好检验,上道工序不合格,不得进入下道工序｡施工中要求各单位工程技术人员跟班作业,随时解决施工中的技术难题｡对质量检查人员实行质量否决制,发现违背施工程序､使用不合格材料,质检人员有权制止,有权开具“质量问题通知单和罚款单”,限期整改｡要求监理单位严格执行旁站监理规定,对重点部位､重要节点､关键工序实施旁站监理,确保工程质量实现过程控制｡出现工程质量事故时,坚决按照四不放过原则进行处理｡⑷认真考核,严格奖罚为督促和激励施工单位加强施工质量管理,在《工程质量管理办法》中,制定了明确的奖罚标准,详细规定了21种质量违规情况的处罚标准｡依据该质量管理办法,煤化工筹建处加大现场检查力度,对违反质量管理规定的情况,坚决进行经济处罚｡同时,筹建处还设立了“质量管理优胜单位”和“质量信得过单位”竞赛奖项,根据各单位质量管理和工程质量的完成情况,年底进行一次选优评比,对获胜单位颁发奖牌和奖金,以此来激励施工单位不断加强施工质量管理,促进工程质量｡2､主要装置､设施的施工质量情况⑴煤气化装置:该装置主要设备也是整个装置的关键设备——气化炉,是由印度L-T公司制造,分段到货,由中方配合,L-T公司来人现场组焊,由中方吊装就位的,该设备制造安装质量符合规范要求,质量为优良｡气化其他312台设备安装质量全部符合规范要求,其中158台动设备大部分已单机试车,符合要求｡工艺管线32526m,安装质量符合规范要求,焊缝经射线无损探伤检查,一次合格率在97.6%以上｡⑵甲醇装置:该装置共有246台设备,安装质量均符合规范要求｡其中8台高塔安装垂直度偏差均在允许值的下限, 82台动设备绝大部分都单机试车,运行情况符合要求,塔盘及填料安装合格｡工艺管线24000m,安装质量均符合规范要求,焊缝射线探伤抽查,一次合格率在98.2%以上｡目前管线试压已基本完成,强度试压合格｡⑶空分装置:该装置共有设备98台,安装质量均符合规范要求｡工艺管线8700m,安装试压合格｡⑷动力站装置⑸煤储运装置该装置已经过单体试车,产出了合格产品,设备性能达到了设计要求｡(四)安全设施进行检验､检测情况本装置设计安装了以下安全设施:1､预防事故设施⑴检测､报警设施压力､温度､液位､流量､组份等报警设施,可燃气体､有毒有害气体､氧气等检测和报警设施｡⑵设备安全防护设施防护罩､防护屏､负荷限制器､行程限制器,制动､限速､防雷､防潮､防晒､防冻､防腐､防渗漏等设施,传动设备安全锁闭设施,电器过载保护设施,静电接地设施｡⑶防爆设施各种电气､仪表的防爆设施,抑制助燃物品混入(如氮封)､易燃易爆气体和粉尘形成等设施,阻隔防爆器材,防爆工器具｡⑷作业场所防护设施作业场所的防辐射､防静电､防噪音､通风(除尘､排毒)､防护栏(网)､防滑､防灼烫等设施｡⑸安全警示标志包括各种指示､警示作业安全和逃生避难及风向等警示标志｡2､控制事故设施⑹泄压和止逆设施用于泄压的阀门､爆破片､放空管等设施,用于止逆的阀门等设施,真空系统的密封设施｡⑺紧急处理设施紧急备用电源,紧急切断､分流､排放(火炬)等设施,通入或者加入惰性气体等设施,紧急停车､仪表联锁等设施｡3､减少与消除事故影响设施⑻防止火灾蔓延设施阻火器､安全水封､回火防止器､防火堤,防爆墙､防爆门等隔爆设施｡防火墙､防火门等设施,防火材料涂层｡⑼灭火设施水喷淋､惰性气体､蒸气､泡沫释放等灭火设施,消火栓､高压水枪(炮)､消防车､消防水管网､消防站等｡⑽紧急个体处置设施洗眼器､喷淋器､应急照明等设施｡⑾应急救援设施堵漏､工程抢险装备和现场受伤人员医疗抢救装备｡⑿劳动防护用品和装备包括头部,面部,视觉､呼吸､听觉器官,四肢,躯干防火､防毒､防灼烫､防腐蚀､防噪声､防辐射､防高处坠落､防砸击､防刺伤等免受作业场所物理､化学因素伤害的劳动防护用品和装备｡以上安全设施已安装完毕,检验检测合格｡二､生产､储存的危险化学品的品种和设计能力(一)根据项目设计,投产时可能存在的危险化学品种类和数量根据项目设计,本项目生产的危险化学品种类和数量为:1､甲醇:60×104吨/a2､硫酸:1.54×104吨/a3､液氧:1000×103Nm3/h4､液氧:1000×103Nm3/h5､液氧:1900×103Nm3/h(二)试生产阶段危险化学品种类和数量1､生产场所⑴原料原料煤:92.1076×104吨/a燃料煤:65.2924×104吨/a煤粉:1200m3液氨储罐:90 m32个液化石油气储罐:100m3 1个盐酸最大储存量:50吨烧碱最大储存量:50吨⑵中间产品合成气:190306Nm3/h⑶副产品硫酸:1.54×104吨/a⑷产品甲醇:60×104吨/a液氧:1000×103Nm3/h液氧:1000×103Nm3/h液氧:1900×103Nm3/h2､贮存区甲醇罐区:粗甲醇罐2500 m32个粗甲醇计量罐1000 m32个杂醇油罐1000 m31个甲醇成品罐10000 m33个柴油罐36.6 m31个点火柴油罐300 m32个液氮储罐:1500 m31个液氧储罐:1500 m31个液氩储罐:1000 m31个液氨储罐:90 m32个液化石油气储罐:100m3 1个硫酸储罐:500 m32个盐酸最大储存量:50吨烧碱最大储存量:50吨三､试生产过程中可能出现的安全问题及对策(一)试生产过程中可能出现的安全问题1､火灾爆炸本项目中涉及到具有火灾､爆炸危险性的危险化学品主要有甲醇､氢气､一氧化碳､硫化氢等,此外煤粉尘也具有火灾､爆炸性｡在煤堆场､煤粉制备系统中的煤粉､一氧化碳､氢气遇火源或泄漏,容易引起火灾爆炸事故;生产过程中存在的合成气､氢气､硫化氢､一氧化碳等,最终产品甲醇,均是易燃､易爆物质,一旦这些物料泄漏,很容易引起火灾爆炸事故;本项目采用的低压配电柜(箱),配电线路､开关､熔断器､插销､电热设备､照明器具､电动机等均可能引起电气火灾,其次电气设备未采用相应的防爆设备,也可引发火灾爆炸事故｡另外空分装置､煤气化装置､甲醇装置､硫酸装置等大多设备为压力容器,设备之间的管道为压力管道,存在着超压爆炸(物理爆炸)的危险｡主要火灾爆炸物质危险特性见表1｡表1 主要火灾爆炸物质危险特性表2､中毒､窒息本项目生产过程中存在的CO､CO2､H2S以及最终产品CH3OH等都具有毒性,当这些物料泄露时,人体接触或吸入,都将对人体造成或轻或重的毒害作用｡其中CO是无色无味的有毒气体,能与血红蛋白结合,妨碍其输氧功能,造成缺氧症,当空气中CO浓度为400mg/m3时,会出现头痛､恶心､虚脱等症,浓度达1000mg/m3以上时,出现昏迷､痉挛以至于死亡,属高度危害气体;CO2是无色气体,CO2对人体有窒息和麻醉作用,主要是缺乏氧气引起,急性中毒的症状为头痛､耳鸣､心悸､血压增高､头晕､昏迷等;CH3OH有毒,属中度危害;H2S有毒,吸入会引起中毒､致死,对眼和呼吸道粘膜有强刺激性,属高度危害气体;锅炉烟气脱硫系统､冷冻站中的NH3有毒,吸入或气体与眼､皮肤､粘膜接触有刺激性,能严重损伤呼吸道粘膜,甚至可能造成死亡的后果｡其次本项目中N2作为开､停车置换用的介质,存在于装置的各单元中,若氧含量过低,也可以引起窒息事故｡另外生产装置在检修时,作业人员未采取安全措施,进入含有窒息性气体设备容器内工作,或者高浓度的窒息性气体的泄漏时,极易发生窒息伤亡事故｡工作场所主要有害物质危害特性见表2｡表2 工作场所主要有害物质危害特性表3､坠落､淹溺生产装置设备高大,厂房､平台和密布的架空管道､电缆等,是发生坠落事故的诱因,如高处作业不按规定正确佩戴安全防护用品､违章作业､防坠落安全设施不完善或保养维护不及时等,都有可能造成坠落事故｡生产装置中有液体的地下槽､池､井或敞口的容器,若无防护措施或防护措施不完善,会导致操作人员跌落而造成淹溺伤亡事故;在进行空分冷箱珠光砂及各种催化剂装填､卸出作业时,在存在细质煤粉的设备内进行检修等工作时,若因防护或操作不当,有发生作业人员坠入或埋入其中的危险｡4､灼伤､冻伤､腐蚀生产过程中有许多高温､低温物体或物料,如气化炉､锅炉､合成塔､热交换器等高温设备及其连接管道,低温甲醇洗的吸收塔､再吸收塔､闪蒸槽､空分的冷箱､液氮､液氩､液氧储槽等低温设备,以及高温或低温的煤气､蒸汽､甲醇､液氨､液氮､液氩､液氧等物料,当人员接触炽热或低温的设备､物料,如果设备､管道保温不好,都有可能造成物理性的灼伤､冻伤｡试车中使用的盐酸､烧碱､氨､硫化氢､二氧化硫等都具有腐蚀性,当这些物质接触人体或吸入､食入,有可能造成化学灼伤｡5､粉尘危害原料煤卸车､筛分､输送以及煤制粉､煤气化､锅炉输渣､输灰过程中产生大量粉尘,长期吸入或接触粉尘时,会对人的呼吸道､皮肤､眼睛等造成伤害,严重时可能引起尘肺病｡煤尘还具有可燃性,当空气中漂浮的煤尘浓度达到一定值遇火会发生火灾爆炸等恶性事故｡6､噪声､振动试生产过程中的各类大型透平､压缩机､风机､泵类等都会产生比较严重的噪音,个别场所的噪音常常达95分贝,甚至可达100分贝以上,同时伴有较大的振动,长期在强烈的噪声中从事生产操作,会使人的听力下降,严重者可致噪声性耳聋,并可能引发神经衰弱､高血压及心血管疾病,振动会造成设备､管道金属材料的疲劳断裂,缩短使用寿命｡7､辐射煤气化装置安装含有放射性同位素的料位计､密谋计,若防护或保管不当会发生射线泄漏,对人造成电离辐射伤害,诱发白血病､皮肤癌等多种疾病｡8､坍塌储煤场中的原煤若堆放过高,在取煤过程中若操作不当,有可能发生大面积的煤层突然坍塌事故｡9､物体打击,车辆､机具､起重伤害本项目涉及的物件､工具､设备较多,在生产过程或设备检修过程中,因物件､工具在重力或其他外力的作用下产生运动,打击人体造成的伤害｡厂内行驶的各类机动车辆,因违章驾驶､停靠不稳､制动不灵等原因,会使人遭受碾轧､坠落､挤压､撞击等伤害｡生产装置中有各种类型的压缩机､风机､泵等运转设备,原､燃料煤,气化炉､锅炉排出的废渣等长距离输送机械,如若对其转动､传动机构及其外露部分防护不当或防护设施不全､失灵､失修等,会对人员造成机械伤害｡起重设备如果安装后和使用过程中未进行检测､检验,起重设备及其安全保护装置存在严重缺陷,操作没有认真执行起重设备安全操作规程,都可能造成起重伤害｡10､静电､雷电､触电生产装置中存在一氧化碳､氢气､甲醇等易燃易爆物质的设备和管道,粗甲醇储罐､甲醇计量槽､甲醇储罐等如果防静电设计或施工不规范,在使用､输送､贮存易燃易爆物质时所产生的静电电荷,不能及时消除,随着时间延续,静电荷将越聚越多,静电电压逐渐升高,当达到一定程度时,发生放电火花;或使用有火花工具､穿用不防静电的鞋､服装而产生静电火花等,均可能引燃易燃易爆物质,造成火灾､爆炸｡各生产装置､储槽､低压配电室､中控室等,如果建筑物防雷设计不合理､施工不规范､接地电阻值不符合规范要求,当雷击建筑物､电力设备､线路等时,会产生雷电过电压,在雷电波及的范围内会导致严重损坏建筑物､设备并可能危及人身安全｡雷电火花还可能引发易燃易爆物质的火灾､爆炸,造成严重的生命､财产损失｡如果电工带电作业､技术不熟练或非电工乱接线,电气装置外壳破损,移动式电气设备未采取保护接地措施,电气设备维修时未停电,电气设备维修时误送电等,都可能造成人员触电事故｡(二)试生产过程中可能出现的安全问题的对策1､火灾爆炸⑴厂区总平面布置考虑防火､防爆和防尘毒､防噪声及防振动､防辐射等因素,建(构)筑物的布置符合防火､防爆､安全､卫生等有关规范要求｡⑵厂区道路布置合理,危险场所为环形布置,能保证消防､急救车辆畅通无阻｡⑶厂区甲､乙类生产厂房之间以及与其它生产厂房､建(构)筑物､民用建筑的防火间距符合《建筑设计防火规范》､《石油化工企业设计防火规范》的要求｡。
年产60万吨煤制甲醇(毕业设计)论文
年产60万吨煤制甲醇（毕业设计）论文引言随着能源需求的不断增长和化石能源资源逐渐枯竭，寻找可再生能源和替代燃料成为全球能源行业的重要课题。
煤制甲醇作为一种重要的替代能源和化工原料，在实现能源可持续发展方面具有重要意义。
本论文旨在探讨年产60万吨煤制甲醇的生产工艺、环保措施以及经济效益，为相关研究和实践提供参考。
一、煤制甲醇的生产工艺1.原料准备：选择适宜的煤炭资源作为原料，并进行粉碎、煤气化等预处理工作，以提高反应效率。
2.催化剂选择：为了实现高效催化反应，需选择适合的催化剂。
常用的催化剂包括锌铝催化剂、铜锌碳催化剂等。
3.煤气化反应：将经预处理的煤炭原料与适量氧气、蒸汽等进行混合，在高温条件下进行煤气化反应，产生一氧化碳和氢气等反应产物。
4.甲醇合成反应：采用低温合成法，将煤气化产物经过合适的催化剂，进行甲醇合成反应，生成甲醇产品。
二、环保措施1.环境影响评估：在建设煤制甲醇生产设施之前，进行详细的环境影响评估工作，评估其对大气、水体等环境的潜在影响，制定相应的环保措施和监测方案。
2.脱硫脱硝工艺：对煤气化反应中产生的废气进行脱硫和脱硝处理，减少有害气体的排放，降低环境污染。
3.废水处理：对煤制甲醇生产过程中产生的废水进行集中处理，采用适当的物化处理方法，将废水中的有害物质去除或转化，并确保处理后的废水达到排放标准。
4.固体废弃物处理：对生产过程中产生的固体废弃物进行分类、收集和处理，减少对土地的占用和污染。
三、经济效益1.投资估算：根据年产60万吨煤制甲醇的生产规模，进行设备投资、原料费用、能源消耗等方面的估算，制定可行的投资方案。
2.成本分析：对生产过程中各类成本进行分析，包括原料成本、能源成本、人工成本、设备维护成本等，以评估项目的成本效益。
3.收益预测：结合市场需求和价格趋势，预测年产60万吨煤制甲醇项目的销售收入，并计算出项目的总收益。
4.经济评价：通过投资回收期、净现值、内部收益率等指标，对年产60万吨煤制甲醇项目进行经济评价，以判断其可行性和盈利能力。
年产60万吨煤制甲醇定稿稿
毕业设计题目：年产60万吨煤制甲醇生产工艺初步设计学号：**********名：***系别：地质测量系专业：应用化工技术指导教师：***2012.6.8题目：年产60万吨煤制甲醇生产工艺初步设计摘要甲醇是一种极重要的有机化工原料，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60万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；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、合成、精馏目录1．总论 (4)1.1概述 (4)2．工艺流程设计 (5)2.1煤气化技术路线的选择 (5)2.2净化工艺方案的选择 (7)2.3合成甲醇工艺的选择 (8)2.4粗甲醇的精馏 (11)3．工艺流程 (14)3.1GSP气化工艺流程 (14)3.2净化装置工艺流程 (15)3.3甲醇合成工艺流程 (19)3.4甲醇精馏工艺流程 (20)3.5氨吸收制冷流程 (22)4．工艺计算 (23)4.1物料衡算 (23)4.1.1精馏工段 (23)4.1.2合成工段 (24)4.1.3变换净化工段 (30)4.1.4气化工段 (33)4.2能量衡算 (33)5．主要设备的计算和选型 (38)5.1甲醇合成塔的设计 (38)5.2水冷器的工艺设计 (40)5.3循环压缩机的选型 (43)5.4气化炉的选型 (43)6．合成车间设计 (45)6.1厂房的整体布置设计 (45)6.2合成车间设备布置的设计 (45)7．三废处理 (46)7.1甲醇生产对环境的污染和处理方法 (46)致谢 (48)参考文献 (48)1．总论1.1概述1.1.1甲醇性质OH。
以煤为原料生产甲醇的工艺流程
以煤为原料生产甲醇的工艺流程
甲醇是一种重要的化工品，可以用作溶剂、燃料和化工原料等。
以煤
为原料生产甲醇是一种比较常见的工艺，下面将介绍一种典型的工艺流程。
一、原料准备
首先需要准备煤作为主要原料，同时还需要其他辅料如空气、水蒸汽等。
选择合适质量和化学成分的煤对于甲醇生产至关重要。
二、煤气化
将煤通过气化反应转化为合成气，合成气主要由一氧化碳和氢气组成。
气化反应一般在高温高压的反应器中进行，通过供氧或蒸汽气化来调节合
成气的成分。
三、合成气净化
合成气中可能含有少量其他杂质如硫化氢、氨等，需要通过净化和控
制来保证后续反应的顺利进行。
通常包括脱硫、除尘、变换等工序。
四、催化制甲醇
将净化后的合成气通过催化反应器进行制甲醇，主要反应为一氧化碳
与氢气生成甲醇。
反应一般在高压下进行，需要选择合适的催化剂来提高
反应速率和选择性。
五、甲醇分离纯化
将反应产物中的甲醇和其他组分进行分离纯化，主要包括冷凝、蒸馏、吸附等过程。
通过多级纯化可以得到高纯度的甲醇产品。
六、废气处理
生产过程中会产生大量废气，包括含有一氧化碳、二氧化碳等气体。
需要通过废气处理设备如烟囱、净化装置等进行处理，减少对环境的影响。
七、能源回收
在生产过程中可以通过换热器、余热锅炉等设备进行能源回收，提高
能源利用率和减少生产成本。
以上是以煤为原料生产甲醇的一种典型工艺流程，通过合理设计和优
化可以提高生产效率和产品质量，同时减少能源消耗和废物排放，实现可
持续发展。
年产60万吨甲醇制乙烯装置的设计——工艺计算
年产60万吨甲醇制⼄烯装置的设计——⼯艺计算⽬录1 概述 (3)1.1甲醇制⼄烯的研究和⽣产概况 (3)1.1.1 MTP⼯艺 (3)1.1.2 MTO及DMTO⼯艺 (4)1.2 甲醇制低碳烯烃的原理 (6)1.2.1 主要化学反应和反应动⼒学 (6)1.2.2 氧内盐机理 (7)1.2.3 碳烯离⼦机理 (7)1.2.4 串联型机理 (7)1.2.5 平⾏型机理 (8)1.3设计任务 (8)1.3.1 设计要求 (8)1.3.2 设计内容 (9)1.4过程模拟计算简介 (9)1.4.1 Aspen Plus 模拟软件 (9)1.4.2 Aspen Plus软件的使⽤ (11)2 ⼯艺流程设计 (13)2.1⼯艺流程设计概述 (13)2.2 反应器 (14)2.2.1 甲醇转化为烯烃的反应特征 (14)2.2.2 反应器及反应条件的选择 (15)2.2.3物料衡算 (16)2.2.4 反应器及再⽣器尺⼨设计⼀览表 (17)2.3 换热器 (18)2.3.1 冷、热物流热状况及换热要求 (18)2.3.2换热器模拟计算结果 (19)2.3.3 换热器E0101设计尺⼨⼀览表 (20)2.4 精馏塔 (21)2.4.1 精馏塔设计概述 (21)2.4.2 精馏塔简捷模拟计算 (22)2.4.3 精馏塔严格模拟计算 (25)2.4.4 T0201精馏塔设计参数及尺⼨⼀览表 (30)2.4.5精馏塔模拟计算结果汇总 (30)3 ⼯艺模拟计算结果 (32)3.1物料及能量衡算⼀览表 (32)3.2 产品产量及纯度 (38)4 环境保护及安全防护 (39)4.1 安全防护措施及意义 (39)4.2 环境保护措施及意义 (39)5 总结 (41)参考⽂献 (42)致谢 ..................................................................................................................... 错误！未定义书签。
煤制甲醇的工艺流程
煤制甲醇的工艺流程
煤制甲醇是一种重要的合成气体利用途径，能够将煤炭资源转化为有价值的化学品。
以下是一个煤制甲醇的典型工艺流程。
工艺步骤1：原料准备
工艺步骤2：煤气化
煤气化是将煤炭在高温下与氧气或蒸汽反应，生成合成气体的过程。
煤气化反应一般在高温高压下进行。
煤炭与氧气或蒸汽反应后生成的合成气包含一定比例的氢气和一氧化碳。
合成气的成分可以通过调整氧气和蒸汽的比例来控制。
工艺步骤3：合成气的净化
由于合成气中含有多种杂质物质，如硫化物、烃类、碳粉等，需要经过净化处理，以保证后续反应的顺利进行。
常见的净化措施包括吸收、吸附和过滤等。
工艺步骤4：合成气的转化
合成气转化是将合成气中的一氧化碳和氢气转化为甲醇的过程。
该反应主要是通过催化剂的作用进行的。
常见的催化剂有银系和铜系催化剂。
通过调节温度、压力和催化剂的选择可以实现高效合成甲醇的转化。
工艺步骤5：甲醇的分离与提纯
合成气转化生成的产物中含有甲醇、水和少量的杂质。
需要对产物进行分离与提纯，以获取纯度较高的甲醇产品。
常见的操作包括蒸馏、吸附和结晶等。
工艺步骤6：产品回收与循环利用
在甲醇提纯的过程中，通常会得到一些副产物和废弃物。
这些物质可以经过进一步的处理，如再次气化或化学转化，以回收利用。
总结起来，煤制甲醇的工艺流程可以分为原料准备、煤气化、合成气的净化、合成气的转化、甲醇的分离与提纯以及产品回收与循环利用等步骤。
这些步骤的具体操作和参数设置会因具体工艺方案而有所不同，但以上流程大致能够反映煤制甲醇的主要工艺环节。
年产60万吨煤制甲醇初步工艺设计
设计总说明甲醇是一种非常重要化工原料，工业应用非常广泛。
国内甲醇的需求量逐年增大，针对我国贫油少气的能源现状，煤制甲醇生产工艺充分利用了我国煤炭资源丰富的优势，近年来在国内得到了广泛应用。
通过查阅资料及分析，本设计采用Lurgi低压法合成甲醇，以长焰煤煤作为原料，进行年产60万吨的煤制甲醇初步工艺设计，包括煤的选用、原料气制备工艺的设计、原料气的变换及净化工艺设计，合成工艺设计以及粗甲醇的精制工艺设计，并绘制了工艺流程图。
同时，进行了物料衡算，对气化工段和合成塔进行了热量衡算。
设计了甲醇合成塔和预精馏塔，并绘制出相应的设备简图。
关键词：德士古气化炉，鲁奇低压法，甲醇，设计Design DescriptionMethanol is a very important chemical raw material, which is widely used in industrial applications. The demand for the domestic methanol increased year by year, in view of the current situation of our country less oil and less gas in the energy, coal to methanol production process makes full use of the advantage of abundant coal resources in our country, in recent years in domestic has been widely used.By means of data and analysis, the design uses Lurgi low-pressure synthesis to produce methanol,taking long flame coal as raw material, designing preliminary process of the coal to methanol with the annual output of 600000 tons ,Including the selection of coal, raw material gas preparation process design, raw gas transformation and purification process design, synthesis process design and crude methanol refining process design, and drawing the process flow chart.At the same time, it finished the material balance calculation, the heat value calculation of the gasification process and the Synthetic tower .it completed the design of the methanol synthesis reactor and distillation distillation tower, finally drawed the corresponding diagram of equipment. Key word：Texaco gasifier, Lurgi low pressure, methanol, design目录1 绪论 (1)1.1甲醇简介 (1)1.1.1物化性质 (1)1.1.2包装及储运 (1)1.1.3毒性和防护 (2)1.1.4质量要求 (2)1.2甲醇的用途 (4)1.3甲醇合成工艺技术 (5)1.3.1.DAVY甲醇技术特点 (5)1.3.2.Lurgi甲醇技术 (5)1.3.3.TOPSOE的甲醇技术特点 (5)1.3.4.TEC甲醇技术特点 (5)1.3.5.三菱重工业公司甲醇技术特点 (6)1.3.6.林德公司甲醇技术的特点 (6)1.4甲醇的生产工艺 (6)1.4.1生产工艺的发展历史 (6)1.4.2天然气制甲醇 (7)1.4.3油制甲醇 (9)1.4.4联醇生产 (9)1.4.5煤制甲醇 (10)1.4.6甲醇生产的发展趋势 (12)1.5 本次设计的目的和意义 (14)2 设计要求及设计依据 (15)2.1 设计题目 (15)2.2 设计原则 (15)2.3 设计要求 (15)2.4 设计依据 (15)3.1煤气化工段 (16)3.1.1煤的选用 (16)3.1.2煤气化过程 (17)3.1.3气化工艺原理 (17)3.1.4气化工艺流程 (19)3.2煤气变换工段 (21)3.2.1煤气变换原理 (21)3.2.2变换工艺流程 (22)3.3煤气净化工段 (23)3.3.1煤气净化方法 (23)3.3.2工艺流程概述 (25)3.4甲醇合成工段 (28)3.4.1合成原理 (28)3.4.2合成工艺流程 (30)3.5甲醇精制工段 (32)3.5.1精制工艺 (32)3.5.2精制要求 (32)3.5.3三塔精馏工艺流程 (33)4 工艺计算 (35)4.1.物料衡算 (35)4.1.1精馏工段物料衡算 (35)4.1.2合成工段物料衡算 (36)4.1.3变换工段物料衡算 (42)4.1.4气化工段物料衡算 (42)4.1.5综合计算 (47)4.2热量衡算 (48)4.2.1气化工段热量衡算 (48)4.2.2合成塔热量衡算 (53)5.1 甲醇合成反应器的设计 (57)5.1.1催化剂的使用量 (57)5.1.2 换热面积的确定 (57)5.1.3换热管数的确定 (57)5.1.4合成塔直径 (58)5.1.5合成塔的壁厚设计 (58)5.1.6壳体设计液压强度校核 (58)5.1.7合成塔封头设计 (59)5.1.8折流板和管板的选择及设计 (59)5.1.9支座 (59)5.2 甲醇精馏工段预精馏塔的设计 (59)5.2.1 进料组成 (60)5.2.2 加碱量的计算 (60)5.2.3 清晰分割法取出二甲醚 (60)5.2.4 预精馏塔塔釜温度计算 (62)5.2.5 理论板数的计算 (63)6 总结 (64)参考文献 (65)致谢 (67)1 绪论1.1甲醇简介1.1.1物化性质甲醇（Methanol ，dried ，CH 3OH ）是结构最为简单的饱和一元醇，因在干馏木材中首次发现，故又称“木醇”或“木精”。
年产65万吨煤制甲醇合成工段工艺设计
分类号：TQ223.12年产65万吨甲醇合成工段工艺设计毕业设计（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。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
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《过程装备成套技术》课程设计煤制甲醇合成工段工艺流程及典型题目设备的设计组别第四组姓名学号院(系) 化学与化工学院专业过程装备与控制工程指导教师高勇日期2016年6月27日至2016年7月3日目录1甲醇的合成 (1)1.1甲醇合成的基本原理 (1)1.1.1甲醇合成反应步骤 (1)1.1.2合成甲醇的化学反应 (1)1.2甲醇合成催化剂的选用 (2)1.3铜基催化剂的中毒和寿命 (2)1.4甲醇合成的工艺条件 (2)1.4.1反应温度 (2)1.4.2压力 (2)1.4.3空速 (3)1.4.4气体组成 (3)1.5甲醇合成的工艺流程 (3)1.5.1甲醇合成的方法 (3)1.5.2本设计的合成工艺 (4)1.5.3甲醇合成塔的选择 (4)1.5.4甲醇合成工艺流程 (5)2列管式换热器设计及相关计算 (6)2.1设计任务及操作条件 (6)2.2方案简介 (6)2.3设计方案 (6)2.3.1．确定设计方案 (6)2.3.2确定物性数据 (7)2.3.3计算总传热系数 (7)2.3.4计算传热面积 (8)2.3.5工艺结构尺寸 (9)2.3.6换热器核算 (11)3参考文献 (17)1甲醇的合成1.1甲醇合成的基本原理1.1.1甲醇合成反应步骤对甲醇合成而言，无论是锌铬催化剂还是铜基催化剂，其多相（非匀相）催化过程按下列过程进行：a）扩散——气体自气相扩散到催化剂的界面；b）吸附——各种气体在催化剂的活性表面进行化学吸附，其中CO在Cu2+上吸附，H2在Zn2+上吸附并异裂；c）表面反应——化学吸附的反应物在活性表面上进行反应，生成产物；d）解析——反应产物脱附；e）扩散——反应产物气体自催化剂界面扩散到气相中去；以上五个过程中a、e（扩散）进行得最快，b（吸附）、d（解析）进行的速度较快，而过程c（表面反应）分子在催化剂活性界面的反应速度最慢，因此，整个反应过程取决于表面反应的进行速率［1］。
提高压力、升高温度均可使甲醇合成反应速率加快，但从热力学角度分析，由于CO、CO2和H2合成甲醇的反应是强放热的体积缩小反应，提高压力、降低温度有利于化学平衡向生成甲醇的方向移动，同时也有利于抑制副反应的进行。
1.1.2合成甲醇的化学反应甲醇是甲醇合成反应是多项铜基催化剂上进行的复杂的、可逆的化学反应［2］。
（1）主要的化学反应CO+ 2H2=CH3OH (1-1)CO2+ 3H2=CH3OH+ H2O(1-2)（2）甲醇合成的副反应2CO+ 4H2=CH3OH CH3+ H2O (1-3)CO+ 3H2=CH4+ H2O (1-4)4CO+ 8H2=C4 H9OH+ 3H2O (1-5)CO2+ H2=CO+ H2O (1-6)1.2甲醇合成催化剂的选用铜基催化剂（CuO/ ZnO/ Cr2O3或CuO/ ZnO /Al2O3 ）铜基催化剂的主要化学成分是CuO/ ZnO/ Cr2O3或CuO/ ZnO /Al2O3，其活性组分是Cu 和ZnO，同时还要添加一些助催化剂，促进催化剂活性。
Cr2O3的添加可以提高铜在催化剂的分散度，同时又能阻止分散的铜晶粒在受热时被烧结、长大，延长催化剂的使用寿命。
添加Al2O3助催化剂使催化剂活性更高，而且Al2O3价廉、无毒，用Al2O3代替Cr2O3的铜基催化剂更好［3］。
1.3铜基催化剂的中毒和寿命铜基催化剂对硫的中毒十分敏感，一般认为其原因是H2S和Cu形成CuS，也可能生成Cu2S，反应如下：Cu+ H2S =CuS+ H2 (1-7)2Cu+ H2S =Cu2S+ H2 (1-8) 因此原料气中硫含量应小于0.1ppm，与此类似的是氢卤酸对催化剂的毒性。
催化剂使用的寿命与合成甲醇的操作条件有关，铜基催化剂比锌铬催化剂的耐热性差得多，因此防止超温是延长寿命的重要措施。
1.4甲醇合成的工艺条件1.4.1反应温度在甲醇合成反应过程中，温度对于反应混合物的平衡和速率都有很大影响。
温度过低达不到催化剂的活性温度，则反应不能进行。
温度太高不仅增加了副反应，消耗了原料气，而且反应过快，温度难以控制，容易使催化剂衰老失活。
一般工业生产中反应温度取决于催化剂的活性温度，不同催化剂其反应温度不同。
另外为了延长催化剂寿命，反应初期宜采用较低温度，使用一段时间后再升温至适宜温度。
1.4.2压力甲醇合成反应为分子数减少的反应，因此增加压力有利于反应向甲醇生成方向移动，使反应速度提高，增加装置生产能力，对甲醇合成反应有利。
但压力的提高对设备的材质、加工制造的要求也会提高，原料气压缩功耗也要增加以及由于副产物的增加还会引起产品质量的变差，操作压力的选用与催化剂的活性有关。
所以工厂对压力的选择要在技术、经济等方面综合考虑。
1.4.3空速一般来说，催化剂活性愈高，对同样的生产负荷所需的接触时间就愈短，空速愈大。
甲醇合成所选用的空速的大小，既涉及合成反应的醇净值、合成塔的生产强度、循环气量的大小和系统压力降的大小，又涉及到反应热的综合利用。
1.4.4气体组成原料气组成对催化剂活性的影响是比较复杂的问题，现就以下几种原料气成分对催化剂活性的影响作一下讨论。
（1）惰性气体（CH4、N2、Ar）的影响合成系统中惰性气体含量的高低，影响到合成气中有效气体成分的高低。
惰性气体的存在引起CO、CO2、H2分压的下降。
必须确定适当的惰气含量，从而选择合适的排放量。
（2）CO和H2比例的影响从化学反应方程式来看，合成甲醇时CO与H2的分子比为1：2，CO2和H2的分子比是1：3，这时可以得到甲醇最大的平衡浓度。
（3）CO2的影响CO2对催化剂活性、时空产率的影响比较复杂而且存在极值。
完全没有CO2的合成气，催化剂活性处于不稳定区，催化剂运转几十小时后很快失活。
所以CO2是活性中心的保护剂，不能缺少。
在CO2浓度4%以前，CO2对时空产率的影响成正效应，促进CO 合成甲醇，自身也会合成甲醇；但如果CO2含量过高，就会因其强吸附性而占据催化剂的活性中心，因此阻碍反应的进行，会使时空产率下降，同时也降低了CO和H2的浓度，从而降低反应速度，影响反应平衡，而且由于存在大量的CO2，使粗甲醇中的水含量增加，在精馏过程中增加能耗。
一般认为CO2在3~5%左右为宜［4］。
1.5甲醇合成的工艺流程1.5.1甲醇合成的方法当今甲醇生产技术主要采用中压法和低压法两种工艺，并且以低压法为主，这两种方法生产的甲醇约占世界甲醇产量的80%以上。
高压法：(19.6-29.4MPa)是最初生产甲醇的方法，采用锌铬催化剂，反应温度360-400℃，压力19.6-29.4MPa。
高压法由于原料和动力消耗大，反应温度高，生成粗甲醇中有机杂质含量高，而且投资大，其发展长期以来处于停顿状态。
低压法：(5.0-8.0 MPa)是20世纪60年代后期发展起来的甲醇合成技术，低压法基于高活性的铜基催化剂，其活性明显高于锌铬催化剂，反应温度低(240-270℃)。
在较低压力下可获得较高的甲醇收率，且选择性好，减少了副反应，改善了甲醇质量，降低了原料消耗。
此外，由于压力低，动力消耗降低很多，工艺设备制造容易。
中压法：(9.8-12.0 MPa)随着甲醇工业的大型化，如采用低压法势必导致工艺管道和设备较大，因此在低压法的基础上适当提高合成压力，即发展成为中压法。
中压法仍采用高活性的铜基催化剂，反应温度与低压法相同，但由于提高了压力，相应的动力消耗略有增加，本设计采取低压法。
1.5.2本设计的合成工艺以投资成本，生产成本，产品收率为依据，选择中压法为生产甲醇的工艺，用CO 和H2在加热压力下，在催化剂作用下合成甲醇，其主要反应式为：CO+ H2→CH3OH (1-9) 经过净化的原料气，经预热加压，于5.6MPa、64 ℃，从上到下进入反应器，在铜基催化剂的作用下发生反应，出口温度为50 ℃左右，甲醇7%左右，因此，原料气必须循环，则合成工序配置原则。
甲醇的合成是可逆放热反应，为使反应达到较高的转化率，应迅速移走反应热，本设计采用管壳式反应器，管程走反应气体，壳程走6.5MPa的沸腾水1.5.3甲醇合成塔的选择甲醇合成反应器实际是甲醇合成系统中最重要的设备。
从操作结构，材料及维修等方面考虑，甲醇合成反应器应具有以下要求：（1）催化剂床层温度易于控制，调节灵活，能有效移走反应热，并能以较高位能回收反应热；（2）反应器内部结构合理，能保证气体均匀通过催化剂床层，阻力小，气体处理量大，合成转化率高，催化剂生产强度大；（3）结构紧凑，尽可能多填装催化剂，提高高压空间利用率；高压容器及内件间无渗漏；催化剂装御方便；制造安装及维修容易。
根据以上要求，选择R2002—甲醇合成反应器。
1.5.4甲醇合成工艺流程来自净化工段的合成原料气，经离心式压缩机加压至压强3.5Mpa，温度313.15K （40℃）后，与来至合成塔的循环气进行混合，经离心压缩机内再次加压到5.2 MPa，混合气在进反应器前先与合成塔出来的气体进行换热，升温到225 ℃，然后从上到下经过管程进入反应器的铜基催化剂，在催化剂的作用下发生发生如下反应：CO + 2H2 = CH3OH + Q (1-10)CO2 + 3H2 = CH3OH + H2O + Q (1-11) 反应器为列管式反应器，管程走反应气。
合成塔出口气体温度528.15K（255℃），壳程走0.1MPa，373.15K（100℃）的水蒸气作为冷却介质，作用是及时带走合成反应放出的热量，维持体系得到温度，使反应快速进行，同时也起到保护催化剂的作用，出口温度为473.15K（200℃）。
合成塔出塔气温度约为255 ℃，含甲醇5.84%，经过水冷却器换热冷却到40 ℃，冷凝的粗甲醇经分离器分离。
由分离器分离粗甲醇后的气体进行适当放空，大部分气体进入压缩机加压返回合成塔，粗甲醇进入精馏工段进行精制［5］。
2列管式换热器设计及相关计算2.1设计任务及操作条件处理能力：69444.4 kg/h甲醇。
设备形式：列管式换热器操作条件：（1）甲醇：入口温度64℃，出口温度50℃，压力为5.6MPa。
（2）冷却介质：循环水，入口温度30℃，出口温度40℃，压力为6.5MPa。
（3）允许压降：不大于105 Pa。
（4）每年按360天计，每天24小时连续运作。
2.2方案简介本设计任务是利用循环水给甲醇合成工段降温。
利用热传递过程中对流传热原则，制成换热器，以供生产需要。
选择换热器时，要遵循经济、传热效果优、方便清洗、符合实际需要等原则。
列管式换热器在生产中被广泛利用。
它的结构简单、坚固、制造较容易、处理能力大、适应性大、操作弹性较大，尤其在高压、高温和大型装置中使用更为普遍。
选择换热器时，要遵循经济、传热效果优、方便清洗、符合实际需要等原则。