煤制甲醇毕业设计
化学工程与工艺专业毕业设计-年产30万吨甲醇生产工艺初步设计
化学工程与工艺专业毕业设计-年产30万吨甲醇生产工艺初步设计海南大学毕业设计题目：年产30万吨甲醇生产工艺初步设计学号：************名：***年级：2006级学院：材料与化工学院系别：化工系专业：化学工程与工艺指导教师：张德拉徐树英完成日期：2010年5月20日摘要甲醇是简单的饱和脂肪醇，分子式为CH3OH。
它是重要的化工原料和清洁燃料，用途广泛，在国民经济中占有十分重要的地位。
近些年，随着甲醇下游产品的开发及甲醇作为燃料的推广，甲醇的需求量大幅增长。
因此，经过分析比较各种生产原料、合成工艺后，本设计采用焦炉煤气为原料年产30万吨甲醇，以满足国内需求。
设计遵循“技术先进、工艺成熟、经济合理、安全环保”等原则，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，选用以原料气经“栲胶脱硫、干法脱硫、甲烷转化、催化合成、三塔精馏”工艺路线生产甲醇。
设计的重点工艺流程设计论证，甲醇合成工段及三塔精馏工段的工艺计算及设备设计选型。
主要设备合成塔选用Lurgi塔，常压精馏塔选用浮阀塔。
此外，在设计中充分考虑环境保护和劳动安全的同时，以减少“三废”排放，加强“三废”治理，确保安全生产，消除并尽可能减少工厂生产对职工的伤害。
关键词：煤气脱硫转化合成精馏工艺设计一．总论1．概述1.1甲醇的性质甲醇是饱和醇系列中的代表，在常温常压下，纯甲醇是无色、不流动、易挥发、可燃的有毒液体，有类似于乙醇的性质。
甲醇可与水、丙酮、醇类、酯类及卤代烷类等很多有机溶剂互溶，但不能与脂肪烃类化合物互溶。
甲醇是最简单的饱和脂肪醇，具有脂肪醇的化学性能，其化学性很活泼，如氧化反应、氨化反应、酯化反应、羟基化反应、卤化反应、脱水反应、裂解反应等。
其主要物理性质如下表：表1-1 甲醇的主要物理性质[1]项目数值项目数值液体密度／kg·m－3793.1 临界常数蒸汽密度／kg·m－31.43 临界温度﹙T c﹚／℃240沸点／℃64.65 临界压力﹙p c﹚／MPa7.97熔点／℃－97.8 生成热／kJ·mol －1闪点／℃气体﹙25℃﹚－201.22 开杯法16.0 液体﹙25℃﹚－238.73 闭杯法12.0 燃烧热／kJ·mol－1自燃点／℃气体764.09 在空气中473 液体726.16 在氧气中461 蒸发潜热﹙64.7℃﹚／kJ·mol－135.295表面张力／mN·m－1 24.5 熔融热﹙－97.1℃﹚／kJ·mol－13.169黏度／mPa·s 热导率／〔J／﹙m·s·K﹚〕2.1×10－3液体黏度﹙20℃﹚0.5945 空气中最大允许浓度／﹙g·m－3﹚0.05蒸汽黏度﹙15℃﹚0.140 空气中爆炸极限／%临界体积﹙V c﹚／mL·mol－1118 下限 6.0临界压缩系数﹙Z c﹚0.224 上限36.51.2产品用途甲醇是重要的一碳化工基础产品和有机化工原料，而且是重要的溶剂，广泛应用于有机合成、染料、医药、涂料和国防等工业，由甲醇出发可制取多种化工产品。
年产20万吨煤制甲醇合成工艺初步设计煤化工毕业设计
年产 20 万吨煤制甲醇合成工艺初步设计煤化工毕业设毕业设计题目年产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2012 年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ta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目录1总论411甲醇性质412甲醇用途413醇生产原料42甲醇的合成521甲醇合成的基本原理5211甲醇合成反应步骤5212合成甲醇的化学反应5213甲醇合成反应的化学平衡63甲醇合成的催化剂631工业用甲醇合成催化剂74甲醇合成的工艺条件941反应温度942压力1043空速1044气体组成115甲醇合成的工艺流程1251甲醇合成的方法1252甲醇合成塔的选择1553甲醇合成的工艺流程186主要设备的工艺计算及选型1961甲醇合成塔的设计1962水冷器的工艺设计2263循环压缩机的选型257设计结果评价268参考文献27致谢27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11 甲醇性质甲醇俗称木醇木精英文名为methanol分子式CH3O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3204 化学性质较活泼能发生氧化酯化羰基化等化学反应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主要用于生产甲醛消耗量要占到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目前用甲醇合成乙二醇乙醛乙醇也日益受到重视甲醇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是一种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醇原料自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的背景下在很长一段时间内煤是我国甲醇生产最重要的原料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甲醇合成反应的速率是上述五个过程中每一个过程进行速率的总和但全过程的速率取决于最慢步骤的完成速率研究证实以上五个过程中ae 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COCO却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1 主要的化学反应2甲醇合成的副反应213 甲醇合成反应的化学平衡一氧化碳和氢气合成甲醇是一个气相可逆反应压力对反应起着重要作用用气体分压来表示的平衡常数可用下面公式表示Kp 式中Kp ---- 甲醇的平衡常数P CH3OHPH2P CO ------ 分别表示甲醇氢气一氧化碳的平衡分压反应温度也是影响平衡常数的一个重要因素不同温度下的反应平衡常数见表1-1 其平衡常数随着温度的上升而很快减小因此甲醇合成不能在高温下进行但是低温反应速率太慢所以甲醇生产选用高活性的铜基催化剂使反应温度控制在220〜280C表1-1 不同温度下甲醇反应的平衡常数反应温度C平衡常数KpO 66730 100 1292 2001909X 10-2 300 242 X 10-4 400 1079X 10-53甲醇合成的催化剂甲醇合成是是典型的气固相催化反应过程没有催化剂的存在合成甲醇反应几乎不能进行合成甲醇工业的进展很大程度上取决于催化剂的研制成功以及质量的改进在合成甲醇的生产中很多工艺指标和操作条件都由所用催化剂的性质决定一氧化碳加氢合成甲醇工业化以来合成催化剂合成工艺不断研究改进虽然实验室研究出了多种甲醇合成催化剂但工业上使用的催化剂只有锌铬和铜基催化剂甲醇合成是是典型的气固相催化反应过程没有催化剂的存在合成甲醇应几乎不能进行合成甲醇工业的进展很大程度上取决于催化剂的研制成功以及质量的改进在合成甲醇的生产中很多工艺指标和操作条件都由所用催化剂的性质决定自一氧化碳加氢合成甲醇工业化以来合成催化剂合成工艺不断研究改进虽然实验室研究出了多种甲醇合成催化剂但工业上使用的催化剂只有锌铬和铜基催化剂CuOZnOAI2O3 压力MPa 温度C 英国ICI 51-3 60 30 10 78-118190〜270 德国LG104 51 32 4 49 210〜240 美国C79-2 ---15-117 220 〜330 丹麦LMK 40 10 - 98 220〜270中国C302系列51 32 4 50-100 210 〜280 中国XCN-98 52 208 50100 200〜290 从表的对比可以看出国产催化剂的铜含量已提50 以上制备工艺合理使该催化剂的活性选择性使用寿命和机械强度均达到国外同类催化剂的先进水平并且价格较低1锌铬催化剂ZnOC r2O3锌铬催化剂是最早用于工业合成甲醇的1966年以前的甲醇合成几乎都用锌铬催化剂锌铬催化剂一般采用共沉淀法制造将锌与铬的硝酸盐溶液用碱沉淀经洗涤干燥后成型制的催化剂也可以用氧化铬溶液加到氧化锌悬浮液中充分混合然后分离水分烘干掺进石墨成型还可以干法生产将氧化锌与氧化铬的细分混合均匀添加到少量氧化铬溶液和石墨压片然后烘干压片制的成品锌铬催化剂使用寿命长使用范围宽耐热性好抗毒能力好机械强度好但是锌铬催化剂活性温度高操作温度在320--400 °C之间为了获得较高的转化率必须在高压下操作操作压力可达25--35Mpa 目前逐步被淘汰2 铜基催化剂CuO ZnO C r2O3 或CuOZnOAI2O3铜基催化剂是20世纪60年代开发的产品它具有良好的低温活性较高的选择性通常用于低中压流程1 组成铜基催化剂的主要化学成分是CuOZnO AI2O3或CuO ZnO C r2O3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C r2O3 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AI2O3 助催化剂使催化剂活性更高而且AI2O3 价廉无毒用AI2O3 代替C r2O3 的铜基催化剂更好2 还原氧化铜对甲醇合成无催化活性投入使用之前需将氧化铜还原成单质铜工业上采用氢气一氧化碳作为还原剂对铜基催化剂进行还原其反应如下CuO H2 —Cu H2OQCuO CO —Cu H2OQ氧化铜的还原反应是强烈的放热反应而且铜基催化剂对热比较敏感因此要严格控制氢及一氧化碳浓度和温度还原升温要缓慢出水均匀以防温度猛升和出水过快影响催化剂的活性寿命还原后的催化剂与空气接触时产生下列反应H2O 12O2—Cu O Q如果与大量的空气接触放出的反应的热将使催化剂超温结烧因此停车卸出之前应先通入少量氧气逐步进行氧化在催化剂的表面形成一层氧化铜保护膜这一过程称为催化剂的钝化铜基催化剂最大的特点是活性高反应温度低操作压力低其缺点是对合成原料气杂质要求严格特别是原料气中的SAs必须精脱除3其他类型的催化剂铜锌铝铜锌铬催化剂是当前甲醇合成工业的主要催化剂但近年来新型催化剂的研制一刻也没停歇过新型催化剂研制方向在于进一步提高催化剂的活性改善催化剂的热稳定性以及延长催化剂的使用寿命如钯系催化剂钼系催化剂和低温液相催化剂这些催化剂虽然在某些方面弥补了铜锌铝铜锌铬催化剂的不足但因其活性不理想或对甲醇的选择性差等自身缺点还只停留在研究阶段而没有实现工业化的应用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CuH2&CuS H22CuH2S f Cu2S H2因此原料气中硫含量应小于Olppm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甲醇合成反应为放热体积缩小的可逆反应温度压力及气体组成对反应进行的程度及速度有一定的影响下面围绕温度压力气体的组成及空间速度对甲醇合成反应的影响来讨论工艺条件的选择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对于化学反应来说温度升高会使分子的运动加快分子间的有效碰撞增多并使分子克服化合时的阻力的能力增大从而增加了分子有效结合的机会使甲醇合成反应的速度加快但是由一氧化碳加氢生成甲醇的反应和由二氧化碳加氢生成甲醇的反应均为可逆的放热反应对于可逆的放热反应来讲温度升高固然使反应速率常数增大但平衡常数的数值将会降低因此选择合适的操作温度对甲醇合成至关重要所以必须兼顾上述两个方面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pa操作温度350〜420°C至较高的压力和温度下一氧化碳和氢生成甲烷异丁醇等副产物这些副反应的反应热高于甲醇合成反应使床层温度提高副反应加速如果不及时控制回造成温度猛升而损坏催化剂近年来普遍使用的铜基甲醇合成催化剂其活性温度范围在200〜300 C有较高的活性对于规模小于30万吨a的工厂操作压力一般可降为5Mpa左右对于超大型的甲醇装置为了减少设备尺寸合成系统的操作压力可以升至10Mpa左右设采用的是低压法入塔压强为514MPa合成甲醇所以工厂对压力的选择要在技术经济等方面综合考虑空速空速的大小意味着气体与催化剂接触时间的长短在数值上空速与接触时间互为倒数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当甲醇合成反应采用较低的空速时气体接触催化剂的时间长反应接近平衡反应物的单程转化率高由于单位时间通过的气量小总的产量仍然是低的由于反应物的转化率高单位甲醇合成所需要的循环量较少所以气体循环的动力消耗小当空速增大时将使出口气体中醇含量降低即醇净值降低催化剂床层中既定部位的醇含量与平衡醇浓度增大反应速度也相应增大由于醇净值降低的程度比空速增大的倍数要小从而合成塔的生产强度在增加空速的情况下有所提高因此可以增大空速以增加产量但实际生产中也不能太大否则会带来一系列的问题1提高空速意味着循环气量的增加整个系统阻力增加使得压缩机循环功耗增加2 甲醇合成是放热反应依靠反应热来维持床层温度那么若空速增大单位体积气体产生的反应热随醇净值的下降而减少空速过大催化剂温度就难以维持合成塔不能维持自热则可能在不启用加热炉的情况下使床层温度跨掉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CH4N2A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COCO2H分压的下降合成系统中惰性气体含量取决于进入合成系统中新鲜气中惰性气体的多少和从合成系统排放的气量的多少排放量过多增加新鲜气的消耗量损失原料气的有效成分排放量过少则影响合成反应进行调节惰性气体的含量可以改变触媒床层的温度分布和系统总体压力当转化率过高而使合成塔出口温度过高时提高惰气含量可以解决温度过高的问题此外在给定系统压力操作下为了维持一定的产量必须确定适当的惰气含量从而选择驰放气合适的排放量2CO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12CO2和H2的分子比是13 这时可以得到甲醇最大的平衡浓度而且在其他条件一定的情况下可使甲醇合成的瞬间速度最大但由生产实践证明当CO含量高时温度不易控制且会导致羰基铁聚集在催化剂上引起催化剂失活同时由于CO在催化剂的活性中心的吸附速率比H2要快得多所以要求反应气体中的氢含量要大于理论量以提高反应速度氢气过量同时还能抑制高级醇高级烃和还原物质的生成减少H2S中毒提高粗甲醇的浓度和纯度同时又因氢的导热性好可有利于防止局部过热和降低整个催化层的温度但氢气过量会降低生产能力工业生产中用铜系催化剂进行生产时一般认为在合成塔入口的VH2VCO5较为合适实际生产中我们的氢碳比按照以下关系确定H2-CO2COCO2 2052153CO2勺影响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勺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寸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CC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35左右为宜pa是最初生产甲醇的方法采用锌铬催化剂反应温度360-400 C压力196-294Mpa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50-80 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 C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低压法甲醇合成工艺流程158 热交换器29分离器34压缩机器6甲醇合成塔7加热炉10中间储罐11闪蒸塔12轻馏分塔13精馏塔ICI 低压合成基本工艺过程①天然气脱硫②蒸汽转化③补碳及合成气压缩④甲醇合成⑤甲醇精制中压法98-120 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目前甲醇的生产方法还主要有①甲烷直接氧化法2CH4CQ2CH3O②由一氧化碳和氢气合成甲醇③液化石油气氧化法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CC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f CH3CHCC H2经过净化的原料气经预热加压于5 Mpa220 °C下从上到下进入Lurgi反应器在铜基催化剂的作用下发生反应出口温度为250 C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为图2-2 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Lurgi管壳式反应器管程走反应气壳程走4MPa的沸腾水粗甲醇驰放气图1-1 合成合序配置原则甲醇合成的工艺流程图① 这个流程是德国Lurgi 公司开发的甲醇合成工艺流程采用管壳式反应器催化剂装在管内反应热由管间沸腾水放走并副产高压蒸汽甲醇合成原料在离心式透平压缩机内加压到52 MPa 以15的比例混合循环混合气体在进反应器前先与反应后气体换热升温到220 C左右然后进入管壳式反应器反应反应热传给壳程中的水产生的蒸汽进入汽包出塔气温度约为250 C含甲醇7左右经过换热冷却到40 C冷凝的粗甲醇经分离器分离分离粗甲醇后的气体适当放空控制系统中的惰性气体含量这部分空气作为燃料大部分气体进入透平压缩机加压返回合成塔合成塔副产的蒸汽及外部补充的高压蒸汽一起进入过热器加热到50 C带动透平压缩机透平后的低压蒸汽作为甲醇精馏工段所需热源52 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甲醇合成塔主要由外筒内件和电加热器三部分组成内件事由催化剂筐和换热器两部分组成根据内件的催化剂筐和换热器的结构形式不同甲醇内件份为若干类型按气体在催化剂床的流向可分为轴向式径向式和轴径复合型按催化剂筐内反应惹得移出方式可分为冷管型连续换热式和冷激型多段换热式两大类按换热器的形式分为列管式螺旋板式波纹板式等多种形式目前国内外的大型甲醇合成塔塔型较多归纳起来可分为五种1冷激式合成塔这是最早的低压甲醇合成塔是用进塔冷气冷激来带走反应热该塔结构简单也适于大型化但碳的转化率低出塔的甲醇浓度低循环量大能耗高又不能副产蒸汽现已经基本被淘汰2 冷管式合成塔这种合成塔源于氨合成塔在催化剂内设置足够换热面积的冷气管用进塔冷管来移走反应热冷管的结构有逆流式并流式和U 型管式由于逆流式与合成反应的放热不相适应即床层出口处温差最大但这时反应放热最小而在床层上部反应最快放热最多但温差却又最小为克服这种不足冷管改为并流或U 形冷管如1984 年ICI公司提出的逆流式冷管型及1993年提出的并流冷管TCC型合成塔和国内林达公司的U形冷管型这种塔型碳转化率较高但仅能在出塔气中副产0 4MPa的低压蒸汽日前大型装置很少使用3 水管式合成塔将床层内的传热管由管内走冷气改为走沸腾水这样可较大地提高传热系数更好地移走反应热缩小传热面积多装催化剂同时可副产25Mpa40MPa勺中压蒸汽是大型化较理想的塔型4固定管板列管合成塔这种合成塔就是一台列管换热器催化剂在管内管间壳程是沸腾水将反应热用于副产30MPa-40MPa勺中压蒸汽代表塔型有Lurgi公司的合成塔和三菱公司套管超级合成塔该塔是在列管内再增加一小管小管内走进塔勺冷气进一步强化传热即反应热通过列管传给壳程沸腾水而同时又通过列管中心的冷气管传给进塔的冷气这样就大大提高转化率降低循环量和能耗然而使合成塔的结构更复杂固定管板列管合成塔虽然可用于大型化但受管长设备直径管板制造所限在日产超过2000t 时往往需要并联两个这种塔型是造价最高的一种也是装卸催化剂较难的一种随着合成压力增高塔径加大管板的厚度也增加管板处的催化剂属于绝热段管板下面还有一段逆传热段也就是进塔气225 E管外的沸腾水却是248 C不是将反应热移走而是水给反应气加热这种合成塔由于列管需用特种不锈钢因而是造价非常高的一种5多床内换热式合成塔这种合成塔由大型氨合成塔发展而来日前各工程公司的氨合成塔均采用二床四床内换热式合成塔针对甲醇合成的特点采用四床或五床内换热式合成塔各床层是绝热反应在各床出口将热量移走这种塔型结构简单造价低不需特种合金钢转化率高适合于大型或超大型装置但反应热不能全部直接副产中压蒸汽典型塔型有Casale 的四床卧式内换热合成塔和中。
毕业论文--年40万吨煤制甲醇精馏工艺设计
课程设计40万吨煤制甲醇精馏工艺设计摘要甲醇是煤化工中非常重要的有机产品，在甲醇合成工业生产过程中，粗甲醇的精制不仅是决定甲醇产品质量的重要工序，而且也是影响甲醇生产成本的关键因素之一。
换热器是化工生产中重要的通用热工设备之一，管壳式换热器以其结构简单、牢固、操作弹性大等特点被广泛应用于工业生产中。
本文的研究对象是四塔甲醇精馏工艺，与传统工艺相比新工艺能够节约能量，节约软水；但是同时新工艺增加了系统的藕合程度，加强了塔之间的关联性，提高了系统对于进料波动的响应的复杂性，给控制带来了很大的难题。
为了能够实现新工艺的工业应用，对新工艺进行详细的研究。
关键词：甲醇精馏，Aspen Plus模拟，换热器计算，设备选型目录摘要 (II)前言 (IV)第一章文献综述 ............................................... - 6 -............................................................ - 6 - ............................................................ - 6 - ........................................................ - 6 -1.2 甲醇的简介.............................................. - 6 -1.3 甲醇精馏流程发展........................................ - 7 -1.3.1 工艺流程概述 ...................................... - 7 -1.3.2 典型的工艺流程 .................................... - 7 -1.3.3 影响精馏操作的因素与调节 ......................... - 10 - 第二章甲醇精馏工段物料衡算 ................................... - 11 -2.1 甲醇精馏原理........................................... - 11 -2.1.1 预精馏塔的作用 ................................... - 11 -2.1.2 加碱对甲醇精馏的改善 ............................. - 11 -2.1.3 萃取精馏在甲醇精馏中的应用 ....................... - 12 -2.1.4 回流比的选择 ..................................... - 12 -2.2 四塔精馏工段工艺的物料衡算............................. - 12 -2.2.1 甲醇精馏工段物料衡算任务 ......................... - 12 -2.2.2 甲醇精馏工段物料衡算计算原理[18] ................... - 13 -2.2.3 甲醇精馏工段物料衡算 ............................. - 13 - 第三章常压塔冷却器的设计 ..................................... - 18 - ........................................................... - 18 -[18]......................................................... - 18 -....................................................... - 18 -3.2.2 工艺结构尺寸 ..................................... - 19 -....................................................... - 20 - ....................................................... - 21 - ........................................................... - 21 -3.4 确定折流挡板形状和尺寸................................. - 25 -3.5 波形膨胀节............................................. - 25 -3.6 设备主要附件的选择[17].................................. - 25 -3.6.1 接管及法兰的选型 ................................ - 25 -3.6.2 左管板的选型 .................................... - 27 -3.6.3 换热管的选择 .................................... - 28 -3.6.4 左管箱短节的选择 ................................. - 28 -3.6.5 左管箱封头的选择 ................................ - 28 -3.6.6 左管箱隔板的选择 ................................ - 29 -3.6.7 左管箱法兰和密封垫片的选型 ...................... - 29 -3.6.8 右管板 .......................................... - 29 -3.6.9 右管箱设计 ..................................... - 29 -3.6.10 鞍座的选型 ..................................... - 30 -3.7 设计结果一览表........................................ - 30 -第四章结论 ................................................... - 30 -参考文献 ...................................................... - 31 -致谢 ........................................................ - 33 -前言甲醇是重要的有机基本产品，用途非常广泛。
年产20万吨煤制甲醇生产工艺毕业设计1
年产20万吨煤制甲醇生产工艺毕业设计1煤制甲醇是一种常见的合成甲醇方法，利用煤炭作为原料，经过一系列的工艺过程转化为甲醇。
本文将对年产20万吨煤制甲醇生产工艺进行设计。
1.原料准备2.煤气化煤炭经过破碎和清洗后，进入煤气化炉进行煤气化反应。
煤气化反应是将煤炭在高温下与水蒸汽和空气进行反应，生成合成气（氢气和一氧化碳）。
为了提高反应效率，可以采用固定床煤气化工艺，其中煤炭通过喷吹的方式，使其与煤化反应剂充分接触，从而提高反应速率。
3.气体清洁合成气中存在着很多不纯物质，如硫化氢、氨和苯等，需要对其进行清洁处理。
可采用物理吸附和化学吸附的方法去除其中的硫化氢、氨和苯等有害物质，并保证合成气的纯度。
4.合成气净化经过清洁处理的合成气中，仍然含有少量的杂质，如水、二氧化碳和烃类。
这些杂质需要通过压力摩擦吸附和凝聚法进行移除，以获得高纯度的合成气。
5.合成反应经过净化后的合成气进入合成反应器进行甲醇的合成。
一般采用高压合成法，其中合成气与催化剂在高温高压的反应条件下进行反应，生成甲醇。
这一反应通常使用一种铜活性的催化剂，如Zn-Cu-Al催化剂，以提高甲醇的产率。
6.分离纯化合成反应产物中除了甲醇外，还含有大量的水和其他杂质。
这些杂质需要通过蒸馏和吸附等方法进行分离，以得到高纯度的甲醇产品。
其中，蒸馏是最常见的分离方法，通过不同组分的沸点差异将甲醇与其他组分进行分离。
7.废水处理在煤制甲醇的生产过程中，会产生大量的废水。
这些废水中含有甲醇和其他有机物、无机盐等，需要进行处理。
一般采用生物降解和化学方法对废水进行处理，使其达到环保排放标准。
8.能源回收在年产20万吨煤制甲醇生产工艺中，存在大量的热能和废气能。
这些能源可以通过采用余热回收和废气利用技术进行回收利用。
例如，可以利用高温废气进行锅炉燃烧，产生蒸汽，用于发电和煤制甲醇工艺中的能源需求。
综上所述，年产20万吨煤制甲醇生产工艺包括原料准备、煤气化、气体清洁、合成气净化、合成反应、分离纯化、废水处理和能源回收等环节。
年产30万吨甲醇_毕业设计 精品
年产30万吨甲醇毕业设计摘要合成的，本设计分析了操作条件：温度、压力、原料气组成、空甲醇是由CO和H2速和惰性气体对甲醇生产的影响，本设计采用煤为原料，通过GSP气化工艺将原料煤气转化为合成气，通过变换和NHD脱硫脱碳工艺把合成气转化为满足甲醇合成条件的原料气，在列管式等温反应器中合成甲醇，本设计采用XNC-98型催化剂，利用三塔精馏工艺将生成的粗甲醇精制后得到精甲醇。
设计的主要内容包括能量衡算和主要设备的选型，能量衡算有物料衡算和热量衡算，主要设备包括甲醇合成塔和精馏塔。
关键词：甲醇；合成；精馏AbstractMethanol consists of CO and H2，this design analysis the effects of operation conditions: temperature, pressure, the gas material composition, airspeed and inert gas , this design uses the coal as raw material, through the GSP gasification process will raw materials gas into snags, through the transformation and NHD desulfurization process into the decarburization snags methanol synthesis conditions meet gas material, in the tube type of methanol synthesis isothermal reactor, this design uses the XNC-98 type catalyst, use three tower distillation process will create the thick methanol blended get fine methanol. The design of the main contents include energy calculation and major equipment selection, energy balance calculations have material calculation and heat balance calculations, the main equipment including methanol synthesis tower and rectifying tower.Key words：Methanol；Synthesis；Rectification目录第1章概述 (1)第2章工艺简介及影响因素 (2)2.1甲醇合成工艺简介 (2)2.2操作条件对反应过程的影响 (2)第3章甲醇生产工艺流程 (5)3.1甲醇合成工艺流程 (5)3.2 甲醇精馏工艺流程 (6)第4章工艺计算 (8)4.1物料衡算 (8)4.2能量衡算 (16)第五章主要设备的计算和选型 (21)5.1甲醇合成塔的设计 (21)5.2甲醇精馏塔的设计 (23)参考文献 (32)致谢 (33)第1章概述由于我国石油资源短缺，能源安全已经成为不可回避的现实问题，寻求替代能源已成为我国经济发展的关键。
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20万吨煤制甲醇生产工艺设计
年产20万吨煤制甲醇生产工艺初步设计吉林大学毕业设计设计说明书题目：年产20万吨煤制甲醇生产工艺初步设计学号：*********名：**年级： 4学院：材料与化工学院系别：材料系专业：材料科学与工程指导教师：**完成日期：20121201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；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。
abstractMethanol 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 200,000t/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, rectification.目录1总论 (1)1.1概述 (1)1.2设计的目的和意义 (3)1.3设计依据 (3)1.4设计的指导思想 (4)1.5设计的范围，装置组成及建设规模 (4)1.6原料煤的规格 (5)1.7产品质量标准 (5)2工艺论证 (6)2.1 煤气化路线的选择 (6)2.2净化工艺方案的选择 (8)2.3合成甲醇工艺选择 (11)2.4甲醇精馏 (17)3工艺流程 (22)3.1 GSP气化工艺流程 (22)3.2净化装置工艺流程 (23)3.3甲醇合成工艺流程 (31)3.4甲醇精馏工艺流程 (32)3.5氨吸收制冷流程 (34)4工艺计算 (35)4.1物料衡算 (35)4.2能量衡算 (45)5主要设备的工艺计算及选型 (50)5.1甲醇合成塔的设计 (50)5.2水冷器的工艺设计 (54)5.3循环压缩机的选型 (57)5.4气化炉的选型 (57)5.5甲醇合成厂的主要设备一览表 (58)6合成车间设计 (59)6.1厂房的整体布置设计 (59)6.2合成车间设备布置的设计 (59)7非工艺专业要求 (59)7.1公用工程 (59)7.2安全卫生 (60)8 三废处理 (62)8.1甲醇生产对环境的污染 (62)8.2 处理方法 (63)9设计结果评价 (64)10参考文献 (66)致谢 (65)附工程图纸1、甲醇合成厂总工艺流程图2、主设备结构图3、辅设备结构图4、生产车间设备布置图1总论1.1概述1.1.1甲醇性质OH。
【毕业设计】煤制甲醇合成工艺毕业设计.doc
【毕业设计】煤制甲醇合成工艺毕业设计.doc煤制甲醇是我国科技发展的重要领域之一，也是一个具有广泛应用前景的绿色化学工业。
本文旨在设计一种可行、经济、环保的煤制甲醇合成工艺。
一、煤制甲醇的主要产出原理煤制甲醇是通过合成气（CO+H2）反应生成甲醇得到的一种高附加值的产品。
煤制甲醇合成过程主要反应有三步：首先，将煤转化为气化气体，然后将气化气体中的CO和H2摆与催化剂（通常为铜锌催化剂）反应，生成甲醇，最后通过蒸馏、纯化等工艺流程得到高纯度的甲醇产品。
二、煤制甲醇合成工艺设计煤制甲醇合成工艺需要考虑的主要因素包括煤质、气化工艺、合成催化剂以及甲醇分离纯化过程。
本设计以山西煤炭资源丰富的地理优势为基础，结合当前已有的煤制甲醇产业示范工程，制定如下煤制甲醇合成工艺方案。
（一）煤气化工艺本设计选择采用固定床气化工艺，该工艺适合气化产率高、稳定性好的煤种，同时也能适应较高温度和高压力条件下的气化反应。
根据实际情况，建议选用一种在煤中含碳率较高、灰份较低的煤种。
（二）甲醇合成催化剂本设计选用铜锌催化剂，该催化剂具有高催化活性、选择性好、稳定性强等优点，在加氢条件下能够高效地将CO2和CO反应成甲醇。
（三）甲醇分离纯化甲醇合成反应产物含有杂质较多，需要进行分离和纯化。
本设计采用一种结构简单、操作灵活的精馏工艺流程，同时也可以考虑采用更加环保的膜分离技术。
1. 生产能力本设计生产能力为50万吨/年。
2. 生产成本选择山西省内的煤矿资源，估算煤气化成本为350元/吨。
估算甲醇合成成本为4700元/吨。
采用精馏或膜分离工艺，估算甲醇分离纯化成本为900元/吨。
3. 经济效益估算年销售收入为12.5亿元，年净利润为1.5亿元。
本设计采用固定床气化工艺，废气排放浓度相对较低，同时可在气化过程中回收CO2，降低二氧化碳排放量。
采用铜锌催化剂可以降低加氢反应中CO2的排放，同时也可以在甲醇分离纯化过程中采取更加环保的膜分离技术，综合来看该工艺的环保性较好。
开_题_报_告_年产30万吨煤制甲醇生产工艺设计
[7].李琼玖，唐嗣荣，等.近代甲醇合成工艺与合成塔技术(下)[J].化肥设计，2004.
[8].郭树才，胡浩权.煤化工工艺学.化学工业出版社,2012.
[9].宋维端，房鼎业.甲醇工学.第1版.化学工业出版社，1991.
为了改变现状，考虑新的技术支持和出路。利用煤质甲醇提高甲醇的生产，应对
紧急发展对甲醇的需求，甲醇的生产研究也是迫在眉睫，为此开展了本设计，年产30万吨煤制甲醇生产工艺设计，不仅要在甲醇的生产量上得到突破，还要考虑到环境问题，尽量达到减少污染气体排放，有利于环境可持续发展。
设 计（研 究）现 状 和 发 展 趋 势
第四阶段（2016年4月1日~2016年4月15日）：绘制工艺流程图,完成毕业设计初稿。
第五阶段（2016年4月16日~2016年6月1日）：完成毕业设计终稿和准备答辩。
指导教师意见
指导教师签名：
年 月 日
备
注
资料仅供参考!!!
五、绘制带控制点的工艺流程图
课 题 研 究 有 无 困 难
准 备 如 何 解 决
在整个设计的完成过程中肯定会存在一系列的问题，主要有：
1、工艺及设备计算有点复杂。
2、对相关工艺了解太少，对实际设备了解不是那么清楚。
但要完成设计，我们必须想方设法地去解决，我会从以下几个方面着手解决即将出现的问题：
1、当出现问题的时候我会先靠自己去思考，查相关书籍，尽自己最大的努力去解决。
四：工艺计算
（1）物料衡算；（2）能量衡算；
五：主要设备的工艺计算及选型
（1）甲醇合成塔的设计；（2）水冷气的工艺设计；
（2）循环压缩机的选型；
十八万吨焦炉煤气制甲醇毕业设计
十八万吨焦炉煤气制甲醇毕业设计摘要：本文基于十八万吨焦炉煤气制甲醇工艺流程，论述了煤气制甲醇工艺的原理及优化方案。
在分析传统的煤气制甲醇流程的基础上，提出了一种结合了反应器、分离、加氢反应等工艺的新型流程，并通过优化工艺参数，使系统最终把煤气转化为高纯度甲醇。
本设计方案具有极高的技术实用性，也具有一定的先进性。
关键词：煤气制甲醇；工艺流程；优化方案；高纯度甲醇一、引言煤炭资源在我国仍具有广泛的应用前景，煤气制甲醇作为一种新型的清洁能源，已经成为煤炭资源的重要利用方式。
本论文以十八万吨焦炉煤气制甲醇为研究对象，探讨煤气制甲醇的原理及流程优化方案。
二、煤气制甲醇原理煤气制甲醇是利用充分气化后的煤气，经过一系列反应、分离、加氢等工艺流程，生成高纯度的甲醇。
煤气制甲醇主要反应的化学方程式如下：CO+2H2=CH3OH此处，CO为一氧化碳，H2为氢气。
这一反应属于醇酸催化剂反应，是一种加氢反应。
煤气制甲醇的反应过程一般需要经历的几个阶段包含有气化、甲醇反应和甲醇提取。
由于煤气制甲醇的工艺是一种复杂的化学反应，同时又会涉及到一系列的物理过程，所以对于工艺的掌握十分关键。
因此，在优化整个工艺时，首先要对煤气进行气化，而后通过反应器反应，将气-液相传热，使甲醇反应得适当地进行。
随着反应的进行，甲醇不断生成，并在后续的工艺中被进一步提纯，得到高纯度甲醇。
三、煤气制甲醇流程与优化方案经过对煤气制甲醇的各种工艺流程进行分析，本文提出了一种新型的煤气制甲醇流程，并在这一基础上进行工艺方案的优化。
3.1 煤气之气化气化是将含碳无机物、氧化物质等供应物加热至一定的温度、压力下存在催化剂的条件下发生的一种化学反应。
产生的气体燃料有可燃气体、固体杂质、水蒸气、废渣等。
在煤气制甲醇过程中，也需要首先对煤气进行气化。
气化工艺是指将煤采取特定的处理，通过一定的反应条件（温度、压力、时间等）使之发生气化反应，煤就能得到高能气体。
3.2 甲醇反应器在气-液相传热箱中，利用醇酸催化剂反应将一氧化碳和氢气加起来，得到了生成甲醇的化学反应。
煤制甲醇合成工艺毕业设计方案
煤制甲醇合成工艺毕业设计方案煤制甲醇是一种将煤炭转化为甲醇的技术。
煤制甲醇工艺在能源转化和化学合成领域具有重要的应用价值。
本文将介绍一种煤制甲醇的合成工艺，并设计了一个基于该工艺的毕业设计方案。
1.工艺概述煤制甲醇工艺的核心是将煤炭通过煤气化得到合成气，然后将合成气通过催化剂进行合成甲醇的反应。
整个工艺可以分为以下几个步骤：（1）煤气化：将煤炭在高温、高压下与氧气和蒸汽进行反应，生成合成气，合成气的主要成分是一氧化碳和氢气。
（2）气体净化：对合成气进行除尘、脱硫和脱氮等处理，降低气体中的杂质含量。
（3）催化合成：将净化后的合成气通过催化剂，进行合成甲醇的反应。
该反应需要在一定的温度和压力下进行，通常采用压力在10~30MPa，温度在200~300℃。
（4）甲醇分离：将合成反应生成的甲醇通过分离和纯化操作，获得高纯度的甲醇产品。
2.设计方案（1）设备选择：工艺流程中需要选择适当的设备进行煤气化、气体净化、催化合成和甲醇分离等操作。
针对不同的工艺条件和规模，可以选择合适的煤气化炉、净化器、合成反应器和分离塔等设备。
（2）催化剂选择：选择适合的催化剂进行甲醇合成反应。
常用的催化剂有铜、锌、锆等金属催化剂，可以考虑使用商业化的催化剂或者开发新的催化剂。
（3）能源消耗和废弃物处理：考虑工艺中的能源消耗和废弃物处理问题。
可以通过优化工艺条件、改善煤气化效率和净化效果等措施来减少能源消耗和废弃物排放。
（4）经济评估：根据工艺设计参数和市场价格，进行经济评估，包括投资成本、运营成本和预期收益等方面。
（5）安全考虑：在工艺设计中要注重安全性，包括压力、温度的控制，设备的安全性和停机维护等方面。
3.结论本文设计了一个基于煤气化和催化合成的煤制甲醇工艺的毕业设计方案。
该方案包括煤气化、气体净化、催化合成和甲醇分离等关键步骤。
通过设备选择、催化剂选择、能源消耗和废弃物处理、经济评估和安全考虑等方面的设计，可以实现高效、经济、安全的煤制甲醇生产。
煤制甲醇开题报告、任务书
毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目年产15万吨煤制甲醇工艺的初步设计学院名称专业（班级）姓名（学号）X X X（xxxxxxxx）指导教师X X系（教研室）负责人X X X一、毕业设计（论文）的主要内容及要求1、项目背景：由于我国的石油短缺，能源安全已成为不可回避的现实问题，寻求新型替代能源已成为我国经济发展的关键。
甲醇是重要有机化工原料和优质清洁燃料，可替代石油，因而发展甲醇工业对我国经济发展具有重要的战略意义。
我国煤储量很丰富，而且煤制甲醇的合成技术很成熟。
随着石油和天然气价格的迅速上涨，煤制甲醇更加具有优势。
本设计遵循“工艺先进、技术可靠、配置科学、安全环保”的原则；结合甲醇的性质特征设计一座年产15万吨煤制甲醇的生产车间。
2、项目内容：（1）甲醇生产流程或方法的确定；（2）甲醇合成工段的物流衡算和能量衡算；（3）设备选型和相关工艺数据的计算；（4）生产工艺流程图和主要设备结构图。
3、成果形式：（1）提交一份“年产15万吨煤制甲醇”的工艺初步设计说明书；（2）设计PPT进行相关问题的答辩。
4、着重培养能力：（1）培养综合运用所学知识的能力，实践能力和创新能力；（2）熟悉相关专业软件的操作。
5、项目要求：（1）学习并掌握文献查阅及其整理、分析的方法；进一步学习并掌握科学研究的方法，包括：实验方案的拟订、实验数据处理、分析等；（2）了解煤制甲醇相关工艺流程，加强相关软件的使用能力；（3）完成论文任务书规定的外文翻译、开题报告撰写及实验等工作，书写出质量合格的本科毕业论文。
二、应收集的资料及主要参考文献1、谭天恩，窦梅，周明华等编著. 化工原理（第三版）. 北京：化学工业出版社，20082、米镇涛主编. 化学工艺学（第二版）. 北京：化学工业出版社，20113、陈声宗主编. 化工设计（第二版）. 北京：化学工业出版社，20114、靳士兰，邢凤兰主编. 化工制图. 北京：国防工业出版社，20085、中国石化集团上海工程有限公司. 化学工艺设计手册（第2篇）. 北京：化学工业出版社，20036、国家机械工业局. 中国机电产品目录（第4、5、6册）. 北京：机械工业出版社，20007、Tomasz Chmielniak,Marek Sciazko. Co-gasification of biomass and coal for methanol synthesis[J]. Applied Energy (V olume 74,Issues 3–4, March-April 200Pages 3,393-403).8、Li-Wang Su,Li-Wang Su. The consumption, production and transportation of methanol in China: A review[J].Energy Policy(V olume 63,December 2013,Pages 130–138).9、Fanor Mondragon,Masataka Makabe. Coal liquefaction by the hydrogen produced from methanol[J]. Fuel(V olume 61,Issue 4, April 1982,Pages 392–393).三、毕业设计（论文）进度计划起迄日期工作内容备注2013.12.20——2013.12.30 搜集相关资料，初步浏览资料，确定研究课题2014.03.01——2014.03.09 筛选资料，初步拟定设计思路，撰写开题报告2014.03.10——2014.04.01 选取优质工艺流程，进一步完善设计方案2014.04.02——2014.05.20 根据实际情况进行设备的选取和数据的推演2014.05.21——2014.06.10 撰写设计说明书，准备PPT进行答辩开题报告（该表格由学生独立完成)1、课题的作用、意义，在国内外的发展趋势：甲醇作为替代能源发展迅速，甲醇工艺已成为化学工业中一个重要的领域。
十八万吨焦炉煤气制甲醇毕业设计
十八万吨焦炉煤气制甲醇毕业设计毕业设计题目：十八万吨焦炉煤气制甲醇设计背景：甲醇是一种重要的化工原料，广泛应用于化工、医药、农药、塑料、涂料等工业领域。
目前，世界上大部分甲醇是通过石油和天然气等化石燃料制造的，但这些化石燃料的资源日益枯竭，致使甲醇制造的成本不断上升，而且对环境的影响也越来越大。
因此，煤气制甲醇成为了一个备受关注的领域。
设计内容：设计一套十八万吨焦炉煤气制甲醇的生产线，包括原料准备、煤气制甲醇、产品分离、废气处理等环节。
具体要求如下：1. 原料准备：设计一套适合焦炉煤气制甲醇的原料准备系统，包括原料储存、输送、预处理等环节。
2. 煤气制甲醇：设计一套煤气制甲醇的反应装置，包括反应器、催化剂、加热、冷却、分离等环节。
3. 产品分离：设计一套甲醇的分离、纯化、储存系统，保证甲醇的纯度和质量。
4. 废气处理：设计一套废气处理系统，包括废气收集、净化、排放等环节，保证生产过程对环境的影响最小化。
设计要求：1. 设计符合国家环保标准和安全标准的生产线。
2. 设计的生产线应具有可行性和经济性，能够达到预期的生产目标。
3. 设计应考虑生产线的可靠性、稳定性、安全性等因素。
4. 设计应考虑生产线的可维护性和可扩展性。
5. 设计应包括详细的工艺流程图、设备选型、工艺参数、经济分析等内容。
6. 设计应考虑与现有生产线的衔接，确保生产线的平稳运行。
参考资料：1. 《煤气制甲醇技术及其应用》2. 《化工工艺学》3. 《化工流程设计》4. 《化工原理》5. 《化工设备设计》6. 《化工工程基础》7. 《化工过程模拟与优化》评分标准：1. 设计的合理性和可行性（30分）2. 设计的经济性和安全性（30分）3. 设计的创新性和可持续性（20分）4. 设计的实用性和可操作性（20分）。
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。
化工专业-煤气化制甲醇-毕业设计
化工专业-煤气化制甲醇-毕业设计煤气化制甲醇是利用煤炭等复合物作为原料通过气化、合成等工艺将其转化为甲醇，是现代化工领域中的一种重要生产方式。
随着国家对环保方面的要求不断提高，煤气化制甲醇的技术应用越来越得到重视，成为化工专业领域中备受关注的工艺之一。
本篇毕业设计以煤气化制甲醇为主题，分析其工艺流程及关键技术，以及在实际应用中存在的困难和挑战。
在此基础上，提出改进方案和优化手段，以提高生产效率和质量水平，为化工领域的发展做出贡献。
首先，煤气化制甲醇的工艺流程主要包括煤气化、气体净化、甲醇合成等关键环节。
其中，煤气化是将固体煤炭转化为可燃气体的过程，包括干燥、热解、气化等步骤。
气体净化主要是对气体中的含硫、含氮、含氧有害成分进行去除，以保证后续步骤的正常进行。
甲醇合成则是将合成气中的一氧化碳和水合成甲醇的化学反应过程。
其次，煤气化制甲醇中存在的一些困难和挑战主要包括：一是气化炉的设计和运行难度大，需要考虑到床层温度、气体成分和流速等因素，避免发生瞬时的高温和压力冲击；二是气体净化中存在多种有害成分的去除难度大，涉及到多种物理和化学过程，并需有专业的设备和技术支持；三是甲醇合成反应需要充分考虑反应温度、压力、催化剂配方等因素，以达到良好的反应效果和高品质的甲醇产品。
最后，针对上述的问题和挑战，建议优化煤气化制甲醇的工艺流程，包括：适当调整气化炉结构和运行参数，以提高气体的产出质量和稳定性；采用高效的气体净化技术，同时辅以物理和化学方法进行多项有害成分的去除；优化甲醇合成反应条件和催化剂，降低反应温度和压力，提高甲醇纯度和产量。
综上所述，本篇毕业设计对于煤气化制甲醇这一重要的现代化工生产方式进行了深入的研究和分析，提出了一系列优化方案和优化手段，为化工领域的技术进步和发展提供了有益的参考和借鉴。
年产20万吨煤制甲醇合成工艺初步设计煤化工毕业设计
在煤化工领域，煤制甲醇是一项重要的合成工艺。
本次毕业设计旨在对年产20万吨煤制甲醇合成工艺进行初步设计。
1.引言煤制甲醇是利用煤作为原料，采用合成气法在催化剂的作用下，通过甲醇合成反应反应制得甲醇的工艺。
甲醇是重要的化工原料和燃料，广泛应用于能源、化工、医药、农药和合成材料等领域。
煤制甲醇工艺具有资源广泛、可替代性强等特点，对于我国的能源结构调整和低碳经济发展具有重大意义。
2.工艺概述本次设计以年产20万吨煤制甲醇工艺为研究对象。
工艺主要包括煤气化、洗净和变换、合成甲醇以及甲醇精制和补热等几个步骤。
2.1煤气化煤气化是将煤转化为合成气（CO+H2）的过程。
在本工艺设计中，选用常压热力煤气化工艺，采用煤气化炉将煤转化为合成气。
煤气化炉为锅炉式，在高温下煤与氧气反应生成煤气。
2.2洗净和变换合成气中还含有一定量的杂质，需要通过洗净和变换净化处理。
洗净包括酸气（H2S、CO2）的吸收和除尘两个步骤，主要通过洗涤液对酸气和颗粒物进行吸收和分离。
变换则是通过反应将CO与H2进行适当的比例调整，通常采用水蒸气变换法。
2.3合成甲醇通过将洗净和变换后的合成气进入反应器，在催化剂的作用下进行甲醇合成反应。
本设计中选用Cu-Zn-Al催化剂，并采用固定床反应器进行反应。
在适宜的反应温度和压力下，合成气中的CO和H2与催化剂发生反应生成甲醇。
2.4甲醇精制和补热合成甲醇后，通过分离、蒸馏和精制等过程，将甲醇纯化得到符合质量标准的甲醇产品。
同时也需要对合成反应产生的热量进行回收利用，提高热能利用率。
3.工艺流程4.工艺经济分析进行工艺经济分析是评估该工艺可行性的关键环节。
通过对投资、生产能力、原料消耗和产品收益等方面的计算和估算，可以评估工艺的经济效益，为项目决策提供依据。
5.结论本次毕业设计对年产20万吨煤制甲醇合成工艺进行了初步设计，从工艺概述、工艺流程和工艺经济分析等方面对该工艺进行了详细的研究。
煤制甲醇工艺的应用有助于推动我国能源结构调整和低碳经济发展，具有重要的实际意义。
【精品】化工专业 煤气化制甲醇 毕业设计
*************学院毕业（论文）*******学院毕业设计（论文）(冶金化工系)题目煤气化制甲醇(年产8万吨)的研究专业应用化工技术班级化工***班姓名*****学号*****指导教师张****完成日期******************************学院毕业（论文）目录前言 ............................................................................................................................................................. - 2 -第一章绪论........................................................................................................................................ - 3 -1.1煤炭气化的发展 .. (3)1.2新型煤化工内容简介 (4)1.3煤炭气化在新型煤化工中的应用 (4)1.3.1煤炭气化技术 ................................................................................................ - 4 -1.3.2煤制含氧化合物 ............................................................................................ - 4 - 第二章煤炭气化原理 ......................................................................................................................... - 5 -2.1煤炭气化技术 (6)2.2原料煤对气化性能的影响 (7)2.3气化用煤种的主要特性 (7)2.4煤的反应性能 (7)第三章煤气化制甲醇 ......................................................................................................................... - 8 -3.1煤气化制甲醇工艺流程 (8)3.2合成气制备 (10)3.2.1合成气工艺 .................................................................................................... - 10 -3.2.2 反应设备—气化炉 ..................................................................................... - 10 -3.2.3合成气的净化 ................................................................................................. - 11 - 3.3甲醇的制备.. (12)3.3.1甲醇的性质 .................................................................................................. - 12 -3.3.2甲醇市场现状及展望 .................................................................................... - 12 -3.3.3合成气制甲醇 ................................................................................................ - 14 -3.3.4低压法合成甲醇的工艺 ................................................................................ - 14 -3.3.5甲醇合成反应器 ............................................................................................ - 17 - 3.4物料衡算 .. (19)第四章结论 .......................................................................................................................................... - 25 -4.1低压法合成甲醇的影响因素 (25)4.1.1温度对CH3OH合成的影响 ......................................................................................... - 25 -4.1.2 压力对CH3OH合成的影响 ........................................................................................ - 25 -4.1.3空速对甲醇合成的影响 .................................................................................................. - 26 -4.1.4 氢碳比的控制对甲醇合成的影响 ............................................................... - 26 -4.1.5 惰性气体含量对CH3OH合成的影响........................................................ - 27 -4.1.6甲醇合成催化剂以及催化剂对甲醇合成的影响 ........................................ - 27 - 第五章结束语...................................................................................................................................... - 29 -致谢 ........................................................................................................................................................... - 29 -参考文献.................................................................................................................................................. - 30 -前言中国作为一个煤资源比较丰富，但油资源较为贫乏的国家。
年产50万吨煤制甲醇生产的工艺设计
年产50万吨煤制甲醇生产的工艺设计目录1 前言 .............................................................. 错误!未定义书签。
1.1 合成甲醇的发展历程.......................................... 错误!未定义书签。
1.2 合成甲醇的重要性............................................ 错误!未定义书签。
1.3 国内外甲醇的生产和供需概况.................................. 错误!未定义书签。
1.3.1 国外甲醇的生产和供需概况.............................. 错误!未定义书签。
1.3.2 国内甲醇的生产和供需概况.............................. 错误!未定义书签。
1.4 甲醇的生产方法.............................................. 错误!未定义书签。
1.5 甲醇的生产规模.............................................. 错误!未定义书签。
1.6 粗甲醇的精制原理 (7)1.6.1 粗甲醇的组成 (7)1.6.2 粗甲醇中杂质的分类 (8)1.6.3 精甲醇的质量标准 (9)1.7 几种典型的甲醇精制工艺流程 (10)2 甲醇合成催化剂及合成工艺选择 (13)2.1 催化剂选择 (13)2.2 反应温度 (13)2.3 反应压力 (13)2.4 气体组成 (14)2.5 空速 (14)3 原料气的制取工艺 (15)3.1 煤的选用 (15)3.2 气化工艺 (16)3.3 原料气的变换 (17)3.4 脱硫脱碳工艺 (19)3.5 合成工艺流程 (21)3.6 精馏方案选择 (21)4 物料衡算 (22)4.1 合成过程的反应方程 (22)4.2 合成塔物料衡算 (22)4.3 合成反应中各气体消耗和生产量 (24)4.4 新鲜气和驰放气量的确定 (25)4.5 循环气气量的确定 (26)4.6 入塔气和出塔气组成 (26)4.7 甲醇分离器出口气体组成 (28)4.8 贮罐气组成 (29)5 热量衡算 (30)5.1 合成塔热量衡算相关计算式 (30)5.1.1 合成塔入塔热量计算 (30)5.1.2 合成塔的反应热 (31)5.1.3 合成塔出塔热量计算 (31)5.2 合成塔热量损失 (32)5.3 蒸汽吸收的热量 (32)5.4 合成气换热器的热量衡算 (33)5.4.1 合成气入换热器的热量 (33)5.4.2 合成气出换热器的热量 (33)5.5 换热器的热量衡算 (33)5.5.1 入换热器的出合成塔气热量 (33)5.5.2 出换热器的出合成塔气热量 (33)5.6 水冷器的热量衡算 (34)5.6.1 入水冷器的热量 (34)5.6.2 出水冷器的热量 (34)5.6.3 冷却水的用量 (35)5.7 甲醇分离器的热量衡算 (35)6 合成工段的设备选型 (35)6.1 催化剂的使用量 (35)6.2 合成塔的设计 (35)6.2.1 换热面积的确定 (35)6.2.2 换热管数的确定 (36)6.2.3 合成塔直径 (36)6.2.4 合成塔的壁厚设计 (36)6.2.5 壳体设计液压强度校核 (37)6.2.6 合成塔封头设计 (37)6.2.7 折流板和管板的选择及设计 (38)6.2.8 支座 (38)6.3 合成气进塔换热器的选型 (38)6.4 水冷器的选型 (41)6.5 汽包的选型 (42)6.6 加热器的选型 (42)6.7 分离器的设计 (43)6.8 合成气压缩机选型 (43)6.9 出塔气离心泵 (44)6.10 冷却水离心泵 (44)6.11 粗产品泵 (44)7 甲醇精馏工段的设计 (45)7.1 预精馏塔的设计 (45)7.1.1 进料组成 (45)7.1.2 加碱量的计算 (45)7.1.3 清晰分割法取出二甲醚 (46)7.1.4 预精馏塔塔釜温度计算 (47)7.1.5 理论板数的计算 (47)7.2 加压精馏塔设计 (48)7.2.1 清晰分割法分离物系 (48)7.2.2 塔顶、进料、塔釜温度计算 (49)7.2.3 回流比及理论板数计算 (50)7.3 加压精馏塔工艺尺寸设计 (51)7.3.1 平均摩尔质量、密度、表面张力计算 (51)7.3.2 精馏段塔径设计 (52)7.3.3 提馏段塔径设计 (53)7.3.4 塔板工艺尺寸计算 (54)7.3.5 热量衡算 (56)7.4 常压精馏塔设计 (58)7.4.1 清晰分割法分离物系 (58)7.4.2 塔顶、进料、塔釜温度计算 (59)7.4.3 回流比及理论板数计算 (60)7.5 常压精馏塔工艺尺寸设计 (61)7.5.1 平均摩尔质量、密度、表面张力计算 (61)7.5.2 精馏段塔径设计 (63)7.5.3 提馏段塔径设计 (63)7.5.4 精馏段塔板工艺尺寸计算 (64)7.5.5 精馏段塔板负荷性能图 (66)7.5.6 提馏段塔板工艺尺寸计算 (69)7.5.7 提馏段塔板负荷性能图 (71)7.6 热量衡算 (73)8 安全技术与环境保护................................................. 错误!未定义书签。
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甲醇合成工艺流程毕业设计目录第一章总论 (1)1.1概述 (1)1.2设计的目的和意义 (3)1.3设计依据 (3)1.4设计的指导思想 (4)1.5设计的范围，装置组成及建设规模 (4)1.6原料煤的规格 (5)1.7产品质量标准 (5)第二章工艺论证 (6)2.1 煤气化路线的选择 (6)2.2净化工艺方案的选择 (8)2.3合成甲醇工艺选择 (11)2.4甲醇精馏 (17)第三章工艺流程 (22)3.1 GSP气化工艺流程 (22)3.2净化装置工艺流程 (23)3.3甲醇合成工艺流程 (31)3.4甲醇精馏工艺流程 (32)3.5氨吸收制冷流程 (34)第四章工艺计算 (35)4.1物料衡算 (35)4.2能量衡算 (45)第五章主要设备的工艺计算及选型 (50)5.1甲醇合成塔的设计 (50)5.2水冷器的工艺设计 (54)5.3循环压缩机的选型 (57)5.4气化炉的选型 (57)5.5甲醇合成厂的主要设备一览表 (58)第六章合成车间设计 (59)6.1厂房的整体布置设计 (59)6.2合成车间设备布置的设计 (59)第七章非工艺专业要求 (59)7.1公用工程 (59)7.2安全卫生 (60)第八章三废处理 (62)8.1甲醇生产对环境的污染 (62)8.2 处理方法 (63)设计结果评价 (65)致谢 (65)参考文献 (66)第一章总论1.1概述1.1.1甲醇性质OH。
是一种无色、透甲醇俗称木醇、木精，英文名为methanol，分子式CH320)，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(d4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。
1.1.2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，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。
1.1.3甲醇生产工艺的发展甲醇是醇类中最简单的一元醇。
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。
在自然界只有某些树叶或果实中含有少量的游离态甲醇，绝大多数以酯或醚的形式存在。
1857年法国的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的工业化生产，直到1965年，这种高压法工艺是合成甲醇的唯一方法。
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年德国的Lurgi公司相继开发了适用于天然气－渣油为原料的低压法工艺。
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的优越性，所以从70年代中期起，国外新建装置大多采用低压法工艺。
世界上典型的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［1］。
目前，国外的液相甲醇合成新工艺［2］具有投资省、热效率高、生产成本低的显著优点，尤其是LPMEOHTM／(CO＋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的低H2 )比的原料气，在价格上能够与天然气原料竞争。
CO2我国的甲醇生产始于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的装置。
60年代建成了一批中小型装置，并在合成氨工业的基础上开发了联产法生产甲醇的工艺。
70年代四川维尼纶厂引进了一套以乙炔尾气为原料的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的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的一步。
2000年，杭州林达公司开发了拥有完全自主知识产权的JW低压均温甲醇合成塔技术［3］，打破长期来被ICI、Lurgi等国外少数公司所垄断拥的局面，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。
1.1.4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的背景下，在很长一段时间内煤是我国甲醇生产最重要的原料［4］。
1.2设计的目的和意义由于我国石油资源短缺，能源安全已经成为不可回避的现实问题，寻求替代能源已成为我国经济发展的关键。
甲醇作为石油的补充已成为现实，发展甲醇工业对我国经济发展具有重要的战略意义。
煤在世界化石能源储量中占有很大比重（我国情况更是如此），而且煤制甲醇的合成技术很成熟。
随着石油和天然气价格的迅速上涨，煤制甲醇更加具有优势。
本设计遵循“工艺先进、技术可靠、配置科学、安全环保”的原则；结合甲醇的性质特征设计一座年产20万吨煤制甲醇的生产车间。
通过设计可以巩固、深化和扩大所学基本知识，培养分析解决问题的能力；还可以培养创新精神，树立良好的学术思想和工作作风。
通过完成设计，可以知道甲醇的用途；基本掌握煤制甲醇的生产工艺；了解国内外甲醇工业的发展现状；以及甲醇工业的发展趋势。
1.3 设计的依据1.3.1海南大学材料与化工学院2008届毕业设计选题《年产20万吨煤制甲醇生产工艺毕业设计》任务书，见附件。
1.3.2 设计的基础资料（1）工艺流程资料参阅某化学工程公司的甲醇合成厂的工艺流程资料和参考由房鼎业主编的《甲醇工学》。
（2）合成工段的工艺参数参阅某化学工程公司的甲醇合成厂的工艺参数资料。
具体数据为入塔压力5.14MPa，出塔压力4.9 MPa，副产蒸汽压力3.9 MPa，入塔温度225℃，出塔温度255℃。
1.4设计的指导思想以设计任务书为基础，适应我国甲醇工业发展的需要。
加强理论联系实际，扩大知识面；培养独立思考、独立工作的能力。
整个设计应贯彻节省基建投资，充分重视技术进步，降低工程造价，节能环保等思想，设计生产高质量甲醇产品。
1.5设计的范围﹑装置组成及建设规模1.5.1设计的范围（1）年产20万吨甲醇生产工艺流程的设计（2）物料衡算、热量衡算（3）主要生产设备设计计算与选型（4）环保措施（5）编写设计说明书（6）绘制设计图纸设计重点：工艺流程的设计，工艺计算，合成塔设计计算与选型1.5.2生产和辅助车间设置(1)设生产车间4个煤气化车间：包括原料煤的贮存、备煤加工处理、粉煤气化和空分。
净化车间：包括脱硫（常压粗煤气脱硫、变换气脱硫）、一氧化碳变换、脱二氧化碳及精脱硫。
合成车间：包括压缩、甲醇合成。
精馏车间：甲醇精馏和甲醇贮罐区。
动力车间：包括全厂供排水、锅炉供热、软水脱盐水、供电。
(2)设辅助车间3个机修车间：包括机修、电仪修理。
综合楼：包括中心化验室、质量检验、安全环保。
综合仓库1.5.3 建设规模生产能力：年产20万吨甲醇，年开工日为330天，日产为606.06吨，建设期2年。
工作制度：合成车间日工作小时为24小时，每日3班轮流替换，每班8小时连续生产，共4个班。
厂址选择该厂建设在某煤矿附近，计划占地约140亩；厂房基建部分由某工程设计院设计。
1.6 原料煤规格原料煤的元素分析为：C 67.5%；H 4.0% ；O 10.2%；N 0.65% ；S （可燃）1.73%；S （不可燃）0.34%； C l /（mg/kg ）229；F/（mg/kg ）104；Na/（mg/kg ）2180；K/（mg/kg ）292 。
1.7产品质量标准本产品（精甲醇）执行国家《GB338—92》标准，具体指标见下表表1 甲醇《GB338—92》第二章 工艺流程设计图1 煤制甲醇的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的原料气；第三步就是甲醇的合成，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型催化剂的作用下合成甲醇，生成的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煤气化技术路线的选择煤气化技术按气化反应器的形式，气化工艺可分为移动床（固定床）、流化床、气流床三种。
2.1.1移动床气化采用一定粒度范围的碎煤（5mm～50mm）为原料，与气化剂逆流接触，炉内温度分布曲线出现最高点，反应残渣从炉底排出，生成气中含有可观量的挥发气。
典型的气化炉为鲁奇（Lurgi）炉。
移动床气化，是目前世界上用于生产合成气的主要方法之一。
在大型煤制甲醇的装置中，固定床的优点是投资低，可是它有很多不足：（1）对原料煤的黏结性有一定有一定要求：（2）气化强度低：（3）环境污染负荷大，治理较麻烦。
2.1.1流化床气化采用一定粒度分布的细粒煤（＜10mm）为原料，吹入炉内的气化剂使煤粒呈连续随机运动的流化状态，床层中的混合和传热都很快。