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1、年产 8万吨甲醇的生产工艺设计An annual output of 80ktons of methanol process design目录摘要Abstract ,刖言第一章概述11甲醇的性质12甲醇的用途13甲醇生产工艺的发展1.4甲醇的合成方法141常用的合成方法142本设计所采用的生产方法15生产方案与工艺流程设计16工艺流程简述161甲醇合成工艺流程简述1.6.2甲醇精馏工艺流程简述第二章工艺计算21工艺技术参数211原料天然气规格212合成工段的工艺参数213产品质量标准错误!未定义书22合成工段物料衡算错误!未定义书221合成塔中发生的化学反应:错误!未定义书222粗甲醇中甲醇扩
2、散损失错误!未定义书223合成反应中各气体的消耗和生成情况错误！未定义书224新鲜气和弛放气气量的确定错误!未定义书225循环气气量的确定错误!未定义书226入塔气和出塔气组成错误!未定义书227甲醇分离器出口气体组成的确定错误！未定义书228原料计算错误!未定义书23合成工段热量衡算错误!未定义书231合成塔的热平衡计算错误!未定义书232入塔热量计算错误!未定义书233塔内反应热的计算错误!未定义书234塔出口气体总热量计算错误!未定义书235全塔热量损失的确定错误!未定义书236沸腾水吸收热量的确定错误!未定义书237入换热器的被加热气体热量的确定错误！未定义书238出换热器的被加热气体
3、热量的确定错误！未定义书239入换热器的热气体热量的确定错误!未定义书2.3.10出换热器的热气体热量的确定错误!未定义书2A1出换热器的加热气体的温度的确定错误！未定义书2.3.12水冷器热平衡方程错误!未定义书2.3.13水冷器入口气体显热的确定错误!未定义书2314水冷器出口气体显热的确定错误!未定义书2.3.15出水冷器的粗甲醇液体热量的确定错误！未定义书2.3.16水冷器冷却水吸热的确定错误!未定义书2.3.17冷却水用量的确定错误!未定义书24精馏工段物料衡算错误!未定义书241预精馏塔物料衡算错误!未定义书242主精馏塔物料衡算错误!未定义书2.5主精馏塔热量衡算错误!未定义书2
4、6理论塔板数的确定错误!未定义书261求最小回流比及操作回流比错误!未定义书262求精馏塔的气液相负荷错误!未定义书263求操作线方程错误!未定义书264理论板层数（采用逐板法）错误!未定义书27精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算错误！未定义书28精馏塔塔体工艺尺寸的计算错误!未定义书281塔径的计算错误!未定义书282填料层高度的计算283填料层压降的计算284筒体壁厚的计算285管径的计算286塔的附属设备及塔高的的计算及选型2.9重要符号说明第三章 三废处理3.1甲醇生产对环境的污染311废气312废水32处理方法321废气处理322废水处理结论致谢$昔误!未定义书 参考文献附录 A附
5、录 B年产 8万吨甲醇的生产工艺设计摘要：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 足就经济发展对甲醇的需求，开展了此8万ta的甲醇生产设计。本设计本 着符合国情、技术先进和易得、经济、环保的原则，采用天然气为原料； 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；双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。根据热力学定律， 对甲醇精馏塔进行热量衡算，求得理论
6、塔板数、实际塔板数以及最小回流 比。并根据设计要求，对甲醇精馏塔的塔径，塔高、裙座、封头在理论上 进行了尺寸计算及选择并且分别对精馏段、提馏段进行了校核，满足设计 要求，达到所需要的工艺条件。关键词：甲醇；衡算；精馏；工艺设计An annual output of 80ktons of methanol process designAbstract ： Methanol is an extremely important organic chemical raw materials , but also a fuel , is a carbon -based chemical products
7、 , occupies a very important position in the national economy . In recent years, with the development of methanol affiliated products , especially promote the use of methanol fuel , a significant increase in demand for methanol . In order to meet the economic development needs of methanol , to carry
8、 out this 80,000 t a methanol designs. According to the laws of thermodynamics , methanol distillation column of the spirit of national conditions , advanced technology and accessibility , economy, environmental protection principles , the use of natural gas as a raw material ; utilize GSP gasificat
9、ion technology for gas ; NHD purified synthesis gas purification process ; utilization tube uniform temperature synthesis of methanol synthesis reactor under low pressure ; towers refined methanol distillation process ; addition tightly controlled waste emissions, make full use of waste , to ensure
10、personnel safety and accordance with the design requirements of the methanol distillation tower tower diameter , tower theory, were calculated separay and choose the rectifying section and stripping section was checked to meet the design requirements, achievethe desired process conditions.Keywords :
11、 Methanol;Accountancy;Distillation process;Design前言随着经济发展，燃料的需求量急速增加，导致石油匮乏，而甲醇作 为一种新型燃料，进入人们的生活，迅速得到人们的关注，所以甲醇的生 产对国民经济具有重大的意义。本次设计主要对甲醇的国内外生产消费现状、物性及用途进行分析， 对其现有各种生产工艺做简要介绍及对比，重点探究 Lurgi 工艺（管壳式 甲醇合成工艺），对甲醇的合成、分离及提纯阶段精馏塔进行详细设计， 并根据物性及操作条件等综合因素对塔进行选型、设计，通过物料衡算、 热量衡算做出年产 8万吨甲醇最理想的设计方案。第一章 概述1.1 甲醇的性质
12、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O7914（d420）,蒸气相对密度111（空气=1）,熔点-978C,沸点645C, 闪点（开杯）16C，自燃点473C,折射率（20C）1.3287,表面张力（25C） 4505mNm,蒸气压（20C）12.265kPa, 粘度（20C） 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6.0%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.
13、2 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
14、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
