年產(chǎn)20萬(wàn)噸煤合成甲醇的工藝設(shè)計(jì).doc

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1、年產(chǎn)20萬(wàn)噸煤合成甲醇的工藝設(shè)計(jì)1引言甲醇是一種重要的有機(jī)化工原料，甲醇也是理想的清潔代用燃料，從甲醇出發(fā)生產(chǎn)煤基化學(xué)品是未來(lái)C1化工發(fā)展的重要方向，甲醇在化工、醫(yī)藥、輕工、紡織等行業(yè)具有廣泛的用途。2005年我國(guó)仍有近300萬(wàn)噸甲醇依賴(lài)于國(guó)外進(jìn)口，因此研究設(shè)計(jì)一種合適的、經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)方法，顯得非常重要[1]。2工藝概述總工藝路線圖見(jiàn)圖1-1。2.1造氣工段（1）原料：由于甲醇生產(chǎn)工藝成熟,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈,選用合適的原料就成為項(xiàng)目的關(guān)鍵,以天然氣和重油為原料合成工藝簡(jiǎn)單，投資相對(duì)較少，得到大多數(shù)國(guó)家的青睞，但從我國(guó)資源背景看，煤炭?jī)?chǔ)

2、量遠(yuǎn)大于石油、天然氣儲(chǔ)量，隨著石油資源緊缺、油價(jià)上漲，在大力發(fā)展煤炭潔凈利用技術(shù)的形勢(shì)下，應(yīng)該優(yōu)先考慮以煤為原料,所以本設(shè)計(jì)選用煤作原料[2]。圖1-1甲醇生產(chǎn)工藝示意圖（2）工藝概述：反應(yīng)器選擇流化床，采用水煤漿氣化激冷流程。原料煤通過(guò)粉碎制成65%的水煤漿與99.6%的高壓氧通過(guò)燒嘴進(jìn)入氣化爐進(jìn)行氣化反應(yīng)，產(chǎn)生的粗煤氣主要成分為CO，CO2，H２等[3]。2.2凈化工段由于水煤漿氣化工序制得粗煤氣的水汽比高達(dá)1.4可以直接進(jìn)行CO變換不需加入其他水蒸氣，故先進(jìn)行部分耐硫變換，將CO轉(zhuǎn)化為CO2，變換氣與未變換氣匯合進(jìn)入低溫甲

3、醇洗工序，脫除H2S和過(guò)量的CO2，最終達(dá)到合適的碳?xì)浔?，得到合成甲醇的新鮮氣[4]。CO反應(yīng)式：（1-1）9　2.3合成工段合成工段工藝流程圖如圖2-1。合成反應(yīng)要點(diǎn)在于合成塔反應(yīng)溫度的控制，另外，一般甲醇合成反應(yīng)10～15Mpa的高壓需要高標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備，這一項(xiàng)增加了很大的設(shè)備投資，在設(shè)計(jì)時(shí)，選擇目前先進(jìn)的林達(dá)均溫合成塔，操作壓力僅5.2MPa，由于這種管殼式塔的催化劑床層溫度平穩(wěn)均勻，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率很高。在合成工段充分利用自動(dòng)化控制方法，實(shí)行連鎖機(jī)制，通過(guò)控制殼程的中壓蒸汽的壓力，能及時(shí)有效的掌控反應(yīng)條件，從而確保合成產(chǎn)品的質(zhì)量

4、[5]。合成主反應(yīng)：（1-2）主要副反應(yīng)：（1-3）2.4精餾工段精餾工段工藝流程圖見(jiàn)圖2-2。合成反應(yīng)的副產(chǎn)主要為醚、酮和多元醇類(lèi)，本設(shè)計(jì)要求產(chǎn)品達(dá)質(zhì)量到國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，因此對(duì)精餾工藝的合理設(shè)計(jì)關(guān)系重大，是該設(shè)計(jì)的重點(diǎn)工作。設(shè)計(jì)中選用雙塔流程，對(duì)各物料的進(jìn)出量和回流比進(jìn)行了優(yōu)化，另外，為了進(jìn)一步提高精甲醇質(zhì)量，從主塔回流量中采出低沸點(diǎn)物繼續(xù)進(jìn)預(yù)塔精餾，這一循環(huán)流程能有效的提高甲醇的質(zhì)量。圖2-1甲醇合成工藝流程圖9　圖2-2精餾工段工藝流程圖3工藝計(jì)算合理的計(jì)算是優(yōu)化設(shè)計(jì)的靈魂，本設(shè)計(jì)中進(jìn)行了詳細(xì)的物料衡算、能量衡算，并對(duì)一些數(shù)

5、據(jù)進(jìn)行了多次計(jì)算校核，為工藝設(shè)備的選型和工程施工提供了可靠、科學(xué)的依據(jù)。為了更充分、清晰表達(dá)計(jì)算思路，計(jì)算多在表格中進(jìn)行，在說(shuō)明書(shū)中對(duì)其中的部分組分進(jìn)行了計(jì)算舉例。4設(shè)備計(jì)算與選型對(duì)甲醇水冷凝器、精餾主塔等關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算，通過(guò)概算，完成了氣化爐、合成塔等設(shè)備的選型。通過(guò)設(shè)備的計(jì)算和選型，為后期設(shè)備布置準(zhǔn)備了充分的資料。在設(shè)備定位和車(chē)間布局設(shè)計(jì)中，在缺乏經(jīng)驗(yàn)的前提下，廣泛的查閱了相關(guān)資料，嚴(yán)格按照國(guó)家有關(guān)法規(guī)，遵循相關(guān)化工廠設(shè)計(jì)原則[6]。5圖紙繪制與設(shè)計(jì)成果繪制完成工藝流程圖1張,全廠總平面圖1張,車(chē)間設(shè)備平面圖1張,

6、車(chē)間立面圖1張。書(shū)寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1份。6結(jié)論本次設(shè)計(jì)是在參考傳統(tǒng)的煤9　制甲醇和合成氨聯(lián)產(chǎn)甲醇工藝基礎(chǔ)上，通過(guò)工藝計(jì)算，采用圖紙的表達(dá)，并輔以文字說(shuō)明所設(shè)計(jì)出的較為完整、合理、先進(jìn)、可行的生產(chǎn)車(chē)間。在整個(gè)廠區(qū)的設(shè)計(jì)中，充分考慮了甲醇行業(yè)的發(fā)展和規(guī)劃，同時(shí)充分考慮了廢水、廢氣、廢渣的循環(huán)綜合利用，這樣有利于降低成本，減少污染，仔細(xì)對(duì)比方案，選擇節(jié)約原材料，能源及水源的工藝和設(shè)備。施工和生產(chǎn)中排放的“三廢”嚴(yán)格按國(guó)家規(guī)定進(jìn)行處理，達(dá)到允許排放標(biāo)準(zhǔn)方可向外排放。由于自身知識(shí)水平有限，加之實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足，設(shè)計(jì)中不乏有許多錯(cuò)漏，懇請(qǐng)老師悉心

7、指教。參考文獻(xiàn)化工類(lèi)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目作者QQ13713458779　9　9　9　9　9　參考文獻(xiàn)［1］羅保軍.甲醇的生產(chǎn)工藝及需求預(yù)測(cè)[J].化工中間體,2004,1(2):21-26.［2］李永生.煤制甲醇的可行性分析[J].同煤科技,2005(1).［3］蔣德軍,唐宏青,鄭明峰.水煤漿制甲醇裝置工藝方案研究分析[J].煤化工,1998,2(83):6-12.［4］王芳芳,伍星亮,趙海.低溫甲醇洗工藝的研究[J].煤化工,2007(3):28-32.［5］李天文,曹永生.甲醇合成工藝進(jìn)展[J].現(xiàn)代化工,1999(9):18-24

8、.［6］陳均志．化工原理實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì)[M]．西安：陜西人民出版社，2002.9