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1、1目录一 前言51.1 甲醇的生产发展历史5 1.2甲醇的性质51.3 甲醇的用途51.4 甲醇的生产方法 61.5 甲醇的应用 61.6 甲 醇 生 产 工 艺 条 件 的 确 定 61.7 甲醇市场前景 91.8 甲醇生产原料101.9 原料煤的规格10二甲醇生产的工艺流程设计102.1 煤气化路线的选择 112.2 净化工艺方案的选择 132.3 合成甲醇工艺选择 142.4 甲醇精馏 16三 工艺流程 183.1 GSP 气化工艺流程 183.2 净化装置工艺流程 193.3 甲醇合成工艺流程 253.4 甲醇精馏工艺流程 263.5 氨吸收制冷流程 27四 工艺计算 294.1 物料
2、衡算 294.2 能量衡算 35五 甲醇合成塔的工艺计算及选型 41 六 三废处理 456.1 甲醇生产对环境的污染 466.2 处理方法 46参考文献 472年产一万吨甲醇工艺设计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 1 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
3、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；气体精馏；工艺流程ABSTRACTMethanol is a kind of very important organic chemical raw materials, is also a kind of fuel, is a chemical carbon based products, in the national economy occupies very important position. In recent years, w
4、ith the development of methanol subordinate products, especially the popularization and application of the methanol fuel, methanol demand increases. In order to meet the needs of economic development, methanol, carried out the 10000 t/a of methanol project. The design of the main content is process
5、demonstration, and the material balance calculations and heat balance calculations, etc. This design with the situation of China, with advanced technology and are easy, economy, environment protection principle, the coal for raw materials; Use of GSP gasification process the gasification; NHD purifi
6、cation process synthesis gas purification; Low voltage of mean temperature tube synthesis tower methanol synthesis; Three tower distillation process refined methanol; In addition to strictly control the three wastes emissions, make full use of waste heat, reduce the energy consumption and ensure saf
7、ety and health personnel.3Keywords：methanol synthesis；gas distillation；process flow一、 前言1.1 甲醇的生产发展历史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。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
8、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 95kt/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 200kt/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，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。
9、1.2 甲醇的性质甲醇俗称木醇、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(d420)，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）0.5945mPas。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 6.036.5（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
10、。1.3 甲醇的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4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
11、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。1.4 甲醇的生产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
12、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。1.5 甲醇的应用甲 醇 是 最 简 单 的 饱 和 醇 ， 也 是 重 要 的 化 学 工 业 基 础 原 料 和 清 洁 液 体 燃 料 ，它 广 泛 用 于 有 机 合 成 、 医 药 、 农 药 、 涂 料 、 染 料 、 汽
13、车 和 国 防 等 工 业 中 。 用 于 制 造 甲 醛 和 农 药 （ 杀 虫 剂 、 杀 虫 螨 ） 、 医 药 （ 磺 胺 类 、 合 霉 素 类 ） 等 的原 料 、 合 成 对 苯 二 甲 酸 二 甲 酯 、 甲 基 丙 烯 酸 甲 酯 、 丙 烯 酸 甲 酯 的 原 料 之 一 、醋 酸 、 氯 甲 烷 、 甲 胺 和 硫 酸 二 甲 酯 等 多 种 有 机 产 品 等 ， 并 用 作 有 机 物 的 萃取 剂 和 究 竟 的 变 性 剂 等 。 基 本 作 用 是 ， 用 作 有 机 原 料 、 溶 剂 及 防 冻 剂 。 主 要 用 于 制 甲 醛 、 香 精 、染 料 、
14、医 药 、 火 药 、 防 冻 剂 等 。 是 基 础 的 有 机 化 工 原 料 和 优 质 燃 料 。 主 要 应用 于 精 细 化 工 ， 塑 料 等 领 域 ， 用 来 制 造 甲 醛 、 醋 酸 、 氯 甲 烷 、 甲 氨 、 硫 酸 二甲 脂 等 多 种 有 机 产 品 ， 也 是 农 药 、 医 药 的 重 要 原 料 之 一 ， 经 常 作 为 气 相 色 谱5和 液 相 色 谱 分 析 的 溶 剂 。 甲 醇 在 深 加 工 后 可 作 为 一 种 新 型 清 洁 燃 料 ， 也 加 入汽 油 掺 烧 。1.6 甲 醇 生 产 工 艺 条 件 的 确 定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。1.6.1 反应温度在甲醇合成
