甲醇設(shè)計(jì)(參考).doc

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1、2煤制甲醇概述2.2操作條件(1)年產(chǎn)甲醇量:36萬(wàn)t/a(2)年操作時(shí)間:7200小時(shí)(本次請(qǐng)你330天計(jì)算)2.3設(shè)計(jì)依據(jù)(1).西安建筑科技大學(xué)化工教研室下發(fā)的“畢業(yè)論文設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)”;(2).中華人民共和國(guó)煤、甲醇行業(yè)標(biāo)準(zhǔn);(3).中華人民共和國(guó)化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn);(4).中華人民共和國(guó)國(guó)家鋼制壓力容器標(biāo)準(zhǔn)。2.4設(shè)計(jì)原則(1)采用先進(jìn)成熟的Lurgi低壓法甲醇合成工藝;(2)依國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的技術(shù)、設(shè)備及條件的基礎(chǔ)上,對(duì)工藝流程及合成反應(yīng)器進(jìn)行改進(jìn)(3)采用一乙醇胺法脫硫工藝,加氫串氧化鋅工藝脫硫提高脫硫效果,保證合成氣總硫≤0.1×10-6;(4)甲醇精餾采用三塔流程,提高精餾效率,保證了

2、精甲醇的質(zhì)量,降低蒸汽消耗;(5)回收甲醇合成弛放氣并返送至合成氨系統(tǒng),降低原料消耗,減少污染。2.5工藝原理及流程空氣分離加壓氣化脫除H2S+CO2合成甲醇甲醇精制回收焦油分離脫酚分離冷卻焦油酚空氣氣氣水煤漿2.5.1流程圖圖2.1甲醇合成工藝流程2.5.2流程介紹首先制氣,將原料煤和水及蒸汽通入氣化爐進(jìn)行加熱反應(yīng),其中的煤塵要降塵,灰通入循環(huán)水槽回收以防止污染環(huán)境。從氣化爐出來(lái)的氣體經(jīng)洗滌器通入廢熱鍋爐進(jìn)行預(yù)熱,其后的氣體要凈化。先進(jìn)行煤氣脫硫,因?yàn)槌鰜?lái)的氣體含有大量的灰塵及硫化物,通入入口水封的水箱后進(jìn)入煤氣脫硫塔進(jìn)行脫硫,由于出來(lái)的氣體含有大量的油霧,所以要先通入旋流板除霧器后進(jìn)

3、入氣柜。其中的氣體先進(jìn)行CO變換,從氣柜出來(lái)的氣體通入活性炭過(guò)濾器,然后再進(jìn)入第一、二煤氣換熱器換熱后通入變換爐變換后將變換氣冷卻至45℃進(jìn)行分離,通入變換氣脫硫塔進(jìn)行脫硫后,通入CO2吸收塔將CO2吸收,后通入凈化氣冷卻器將氣體冷卻,然后通入凈化器分離器進(jìn)行分離后,凈化氣再進(jìn)行干法脫硫.由于甲醇合成催化劑要求氣體總含硫量≤0.1×10-6,所以還要進(jìn)行干法脫硫以達(dá)到要求。先后分別通入預(yù)脫塔、預(yù)熱器、水解塔、精脫塔后才能進(jìn)行甲醇合成。新鮮氣先壓縮通入甲醇合成塔進(jìn)行合成,后經(jīng)中間換熱器換熱,再經(jīng)過(guò)甲醇分離器進(jìn)行分離后通入粗甲醇儲(chǔ)罐,其中甲醇分離器分離的部分氣體有馳放氣去氨系統(tǒng),一部分經(jīng)循環(huán)

4、氣壓縮機(jī)再通入甲醇合成塔進(jìn)行循環(huán)。粗甲醇通入三塔精餾系統(tǒng),由合成工段或粗甲醇儲(chǔ)罐在預(yù)熱器內(nèi)預(yù)熱到65℃送入預(yù)塔。溶解在粗甲醇中的氣體及低沸點(diǎn)雜質(zhì)均在該塔中除去。預(yù)塔有兩個(gè)冷凝器。塔頂蒸汽中所含大部分甲醇在第一冷凝器器被冷凝下來(lái)送入預(yù)塔回流槽進(jìn)行全回流。未冷凝的少部分甲醇蒸汽、低沸點(diǎn)輕組分及不凝氣進(jìn)入第二冷凝器冷卻至40±2℃,將其中絕大部分甲醇回收,不凝氣體送入硫回收工段作燃料,冷凝液(預(yù)塔餾分)送入雜醇油槽。從預(yù)塔底來(lái)的甲醇經(jīng)泵加壓塔,塔頂甲醇蒸汽進(jìn)入冷凝再沸器作為常壓塔的熱源。甲醇蒸汽被冷凝后進(jìn)入回流槽。一部分經(jīng)泵加壓后回流,其余部分經(jīng)冷卻器冷卻后送往精甲醇槽。2.5.3主要設(shè)備表表

5、2.2甲醇合成工藝主要設(shè)備設(shè)備主要參數(shù)規(guī)格型號(hào)氣化爐P=3.05MPaФ3600H1200煤氣脫硫塔P=0.02MPa(表)Ф3000H38600原料氣壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速:333r/minM–155/5型CO變換爐P≤2.2MPaФ2000H11410變換氣脫硫塔P≤2.2MPaФ2600H19230CO2吸收塔P≤2.1MPaФ2400H26640預(yù)脫塔P≤2.2MPaФ2400H14360水解塔P≤2.2MPaФ2400H11150精脫塔P≤2.2MPaФ2200H17560合成反應(yīng)器F=4120m2Ф3400H11634循環(huán)氣壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速:375r/minD-29/49-53型預(yù)精餾塔V=4

6、0m3Ф1400H27670加壓精餾塔V=60m3Ф1600H35640常壓精餾塔V=92m3Ф1800H502603氣化過(guò)程計(jì)算[8][9]3.1加壓氣化原理3.1.1氣化原理加壓下煤的氣化在高溫下受氧、水蒸氣、二氧化碳的作用,各種反應(yīng)如下:碳與氧的反應(yīng):(1)C+O2=CO+408.8MJ(2)2C+O2=2CO+246.4MJ(3)CO2+C=2CO-162.4MJ(4)2CO+O2=2CO2+570.24MJ碳與水蒸汽反應(yīng):(5)C+H2O=CO+H2-118.8MJ(6)C+2H2O=CO+2H-75.2MJ(7)CO+H2O=CO2+H2+42.9MJ甲烷生成反應(yīng):(8)C+

7、2H2=CH4+87.38MJ(9)CO+3H2=CH4+H2O+206.2MJ(10)2CO+4H2=CH4+CO2+247.4MJ(11)CO2+4H2=CH4+2H2O+162.9MJ(12)2C+2H2O=CH4+CO2+125.6MJ根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速度與化學(xué)反應(yīng)平衡原則,提高反應(yīng)壓力有利于化學(xué)反應(yīng)向體積縮小的方向移動(dòng),化學(xué)反應(yīng)則向吸熱方向移動(dòng),對(duì)加壓氣化可以得出以下結(jié)論:(1)提高壓力,有利于煤氣中甲烷的生成,可提高煤氣的熱

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