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1、海 南 大 学毕 业 设 计题 目：年产 30 万吨甲醇生产车间工艺初步设计 学 号： XXXX 姓 名： XXX 年 级： XXX 学 院： 材料与化工学院 系 别： 材料科学与工程系 专 业： 材料科学与工程 指导教师： XXXX 完成日期： XXXX 年产 30 万吨甲醇生产车间工艺初步设计2目录目录目录目录 2 2一、一、 设计任务书设计任务书33二、二、 概述概述55三三 生产方案生产方案66四、四、 工艺论证工艺论证77五、五、 物料衡算物料衡算99六、六、 能量衡算能量衡算1616七、七、 设备选型和工艺计算设备选型和工艺计算2121八、八、 合成车间的设计合成车间的设计2727
2、九、安全生产设计九、安全生产设计2828十、非工艺专业要求十、非工艺专业要求2828十一、三废处理十一、三废处理2929十二、经济效益评价十二、经济效益评价3131十三、设计结果评析十三、设计结果评析3030十四、心得体会与致谢十四、心得体会与致谢3535十五、参考文献十五、参考文献3636附录附录图纸图纸年产 30 万吨甲醇生产车间工艺初步设计3一一、设计任务书设计任务书（一）课程设计题目（一）课程设计题目年产 30 万吨甲醇生产车间工艺初步设计（二）设计条件（二）设计条件1 原料来源：天然气，海南天然气厂供 2 产品：甲醇（一级）3 生产能力：30 万 t/a4 热源条件：加热剂：天然气燃
3、烧及生产过程的废热冷却剂：循环水，进口温度30 出口温度405 生产时间：全年连续生产 330 天，每天工作 24 小时，三班制。6 生产厂址：洋浦工业开发区7 当场天候温度：最高 40， 最低 8，平均 1825（三）设计任务（三）设计任务1甲醇（工业一级）生产方法确定、工艺流程设计与论证2技术指标、工艺参数和操作条件确定与说明3工艺计算物料衡算、热量衡算 （应用 SI 制）4生产设备设计计算与选型。重点：合成塔和 换热器设计计算与选型5设计结果汇总表（1）技术指标、工艺参数和操作条件汇总表（2）物料衡算汇总表年产 30 万吨甲醇生产车间工艺初步设计4（3）热量衡算汇总表（4）生产设备配置汇
4、总表6设计绘图（计算机 CAD 绘制）（1）带控制点工艺原理流程图一张（A3） 。 （2）合成塔工艺条件图或结构尺寸图 一份（A3） 。（3） 换热器结构示意简图一张（A3） 。（4）生产车间平面、立面布置图一份（A3） 。要求：设计绘图：图形、图标、图幅符合机械制图标准要求。7设计说明书编写内容包括：设计任务书，目录，生产方案、工艺流程设计与论证，工艺技术参数、操作条件设计说明，工艺计算，生产设备设计与选型，设计结果汇总，环保措施或方案，经济效益估算，设计结果评析，参考文献，设计附表附图等。（四）设计进度与时间安排（四）设计进度与时间安排设计选题与准备阶段：设计选题与准备阶段：2007200
5、7 年年 1111 月月 1212 日日- 20072007 年年 1111 月月 2323 日；日；设计实质进行阶段：设计实质进行阶段：20082008 年年 2 2 月月 2727 日日- 20082008 年年 5 5 月月 2828 日。日。1. 查阅文献，完成开题报告 3 周（07.11.1207.11.23 ）2. 文献检索、资料查阅 3 周（08.2.2708.3.17）3. 甲醇生产工艺流程设计选择与论证 2 周（08.3.1808.3.31）4.工艺计算 2 周（08.4.108.4.14）5. 定型设备的选择与非定型设备的设计计算 2 周（08.4.1508.4.28 ）6
6、甲醇生产车间设备布置 2 周（08.4.2908.5.12 ）7. 设计绘图 1 周（08.5.13 08.5.19 ）年产 30 万吨甲醇生产车间工艺初步设计58. 环保设计、经济效应估算、设计评析 3 天（08.5.2008.5.22 ）9. 编写设计说明书、核对校正、检查 1 周（08.5.2308.5.26 ）10.答辩准备 2 天（08.5.2708.5.28 ）二、概述二、概述11甲醇，分子式 CH3OH，又名木醇或木精，纯品为无色透明略带乙醇香气的挥发性液体，粗品刺鼻难闻。有毒，饮用后能使双目失明。相对密度 0.7914(d420)，蒸气相对密度 1.11(空气=1)，熔点-97
7、.8，沸点 64.7，闪点（开杯）16，自燃点473，折射率 nD(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，爆炸极限为 6.0%36.5%（体积比） 。1923 年德国 BASF 公司率先用合成气在高压下实现甲醇的工业化生产，直至 1965年，其期间这种高压法工艺是合成甲醇的唯一方法。于 1966 年后，随着甲醇工业化生产的发展，各种甲醇生产方法相继出现。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。19
8、71 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英国的 ICI 工艺、德国的 Lurgi 工艺和日本的三菱瓦斯化学公司（MCC）工艺。目前，国外的液相甲醇合成新工艺具有投资省、热效率高、生产成本低的显著优点，尤其是 LPMEOHTM 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/（COCO2）比的原料气，在价格上能够与天然气原料竞争。我国甲醇工业化生产始于 1957 年。50 年
9、代末在吉林、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年产 30 万吨甲醇生产车间工艺初步设计6为原料的 95 千吨年低压法装置，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 千吨年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
10、公司所垄断的局面，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。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，随着甲醇下游产品的开发，特别是甲醇燃料的推广应用，使甲醇的需求逐年大幅度上升。为了更好地满足经济发展对甲醇产品的需求，较好的利用天然气资源，选择“甲醇生产工艺设计”作为毕业设计课题，目的在于通过对该课题的设计，掌握和熟悉甲醇生产过程各环节，更好地开展甲醇生产方法研究和开发甲醇生产工艺，为资源利用、产品优化探索新途径。本设计选用的课题：“30 万 t/a 甲醇生产车间工艺初
11、步设计” 。依据“任务书”规定的设计内容，进行生产方案、工艺流程设计，工艺计算和生产设备设计等。本设计遵循：“符合国情、技术先进、经济环保”的原则，在综合分析诸多甲醇生产方法的基础上，采用采用“以天然气为原料，经脱硫以天然气为原料，经脱硫- -二段转化二段转化- -合成气，在低压下、固定管板列合成气，在低压下、固定管板列管合成塔中合成甲醇管合成塔中合成甲醇”的技术路线的技术路线；精甲醇的生产采用：“三塔精馏工艺” 。此外，即严格控制“三废”的排放、空气中甲醇的含量以及保证生产安全、环境卫生等方面参照国内外先进经验和方法。三、生产方案与工艺流程设计三、生产方案与工艺流程设计3.1 生产方案确定生
12、产方案确定在天然气经加热到 380400时，进入填装有钴钼催化剂和氧化锌的脱硫罐中脱去硫化氢及有机硫，使硫含量降到 0.5 微克每克以下，接着原料气配入水蒸气后于400下进入转化炉的对流段，进一步预热到 500520，然后进入装有镍催化剂的转化管，在管内继续被管外的燃烧气加热，进行转化反应。离开转化管底部的温度为 800820，经吸收一些热量以后，使温度升到 850860，并配入少量水蒸气，然后与 450的红旗混合进入二段转化炉，在顶部燃烧区燃烧，放热，温度升年产 30 万吨甲醇生产车间工艺初步设计7到 1200左右66。再通过催化剂床层继续转化并吸热，然后离开二段转化炉，即得所需合成气，合成气此时成分含量为CH4 0.19%，H268.81%，CO27.07% ，CO23.45% ，N20.33% ，Ar0.09%。然后合成气经热量吸收后，被压缩到 5.14Mpa，加热为 225后输入固定管板列管合成塔反应，合成塔出口甲醇浓度为 3.04%。出塔合成气与入塔气换热后进入甲醇冷却器。用水冷却至 40以下以冷
