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1、题目：年产10 万吨甲醇合成工艺设计1 概述本设计为年产10万吨甲醇合成工艺的计算，纯甲醇为无色透明略带乙醇气味的易挥发液体，沸点65C，熔点。C,和水相对密度（20/4C），甲醇能和水以任意比相溶，但不形成共沸物，能和多数经常 使用的有机溶剂（乙醇、乙醚、丙酮、苯等）混溶，并形成恒沸点混合物。甲醇是一种重要的化工原料， 活着界范围化工产品中，甲醇产量仅次于乙烯、丙烯和苯，居第四位，普遍应用于医药、农药、染料 涂料、塑料、合成纤维、合成橡胶等生产，还用于溶剂和工业及民用燃料等。要紧普遍应用于精细化 工，塑料，医药，林产品加工等领域的大体有机化工原料，可开发出100多种高附加值化工产品。甲 醇有
2、较强的毒性，对人体的神经系统和血液系统阻碍最大，它经消化道、呼吸道或皮肤摄入都会产生 毒性反映，甲醇蒸汽能损害人的呼吸道粘膜和视力。随着世界化学工业的进展，专门是中国及亚太地 域经济持续高速进展，甲醇的消费市场也在迅速扩大，最近几年来我国大力提倡进展甲醇产品作为石 油的替代燃料，和甲醇燃料电池的研制成功，为甲醇开拓了新的广漠市场，提供了大力进展甲醇产品 的良好机缘。生产甲醇的原料能够是天然气，煤炭，焦炭渣油，石脑油，乙炔尾气等。2从0世纪50 年代起，天然气慢慢成为合成甲醇的要紧原料1。2甲醇合成工艺流程流程概述本设计采纳天然气为原料低压法lOMPa）直接合成甲醇的工艺方式。由配气站送来的约的
3、天然气在常温下粗脱硫后送入紧缩工段然后脱硫；由天然气紧缩机紧缩至送转化炉对流段，预热至 38O4OOC 后去精脱硫工序。脱硫净化后的天然气与冷凝液汽提废水后的蒸汽混合，水碳比约:7,并预热至58OC后送入转 化管。转化管安装于预烧式方箱转化炉内，转化管外用甲醇驰放气与天然气的混合燃料气加热，使转 化管内的反映温度达到81083OC,出炉转化气中残余甲烷约3%。转化气经转化气废热锅炉、脱盐水 预热器回收热量后，用水冷却到40C以下进入水分离器。转化气与冷凝液分离后，经新鲜合成气紧 缩机紧缩至lOMPa，再与循环气紧缩机循环气混合进入甲醇合成工序。合成气进甲醇合成塔，再充填C302催化剂的管内进行
4、合成甲醇的反映。反映放出的热量被管外 的滚水汽化而移走，维持合成塔内的反映温度在225255C，每合成lt甲醇约副产蒸汽。出合成塔 的气体在换热器中与入塔气换热后，再经水冷却到4OC以下进入甲醇分离器，粗甲醇与反映尾气分 离。大部份反映尾气经循环紧缩机紧缩后，再与新鲜合成气混合进入合成环路，小部份尾气为平稳合 成环路中的h2及其他惰性气体的积存而放空（这部份驰放气目前要紧用作转化炉的燃料也可用作提 取 H2 的原料）。粗甲醇在闪蒸槽内减压至，闪蒸分离出一部份溶于甲醇的气体，然后送入精馏工序。粗甲醇预热 后进入预精馏塔，同时加入少塾aOH溶液以中和其中的酸性物质，从塔顶蒸出低沸点组分。塔釜排 出
5、的预精馏后甲醇用泵打入主精馏塔，从主精馏塔塔顶蒸出精甲醇产品2 。建厂的可行性分析：1966年英国ICI公司开发成功了低压气固相法合成甲醇工艺技术，作为合成甲醇衍生物及工业 和民用燃料的原料，它在方方面面都有专门大的作用2000年全世界甲醇生产能力达到3803万吨， 需求量为3020万吨。活着界甲醇消费结构中，位居第一的是甲醛，约占总消耗量的5%36%；第 二位的是甲基叔丁醚，约占27 % ；第三是醋酸，约占7%9%甲醇普遍应用于精细化工，塑料，医 药，林产品加工等领域的大体有机化工原料，目前国内有甲醇生产厂家150多家，2002年末总产能为 445万吨， 2003年末达到600万吨。估量尔后
6、数年内，我国甲醇产能年均增加率将高达24%以上。 2004 年我国甲醇产能估量可达到740万吨。我国甲醇需求增加迅速，1992-1993年年均需求增加约14%。 同时我国实际消耗量约万吨。在甲醇衍生物消费架构中，甲醛是第一消费大户，甲基叔丁基醚次之。 目前我国甲醇消费的主腹地域是华东和华南地域，上述地域也是我国甲醛MTBE、丙烯酸酯和醋酸 等下游产品生产的集中地。关于甲醇燃料，消费地域要紧集中在山西、河南等地2。005年，我国甲醇 入口总量中，江苏省入口比例占%，广东省所占比例为%，福建省比例为%，浙江省比例为%。所有入 口大体上全数集中在华东和华南地域，入口结构也在必然程度上反映了我国甲醇消
7、费的地域散布。目 前，由于各行业的迅速进展，加上工业对甲醇的需求，在专门大程度上甲醇的合成是远远不够的，因 此，进一步进展甲醇工业是十分重要的。基于上述缘故，在西部地域成立年产10万吨的甲醇合成化工厂是十分重要的。如此一方面能源就 近利用，另一方面可解决本地的就业问题，又可减缓西部地域对甲醇的需求问题，本次设计也是响应 国家西部大开发的政策。甲醇合成工艺特点：（1）流程简单，设备投资低，设备易保护。（2）采纳天然气加压深度转化，使转化气中残余甲烷降低到3%左右，提高了天然气的利用率。（3）成立了完善的余热回收系统，实现了万吨级甲醇装置的蒸汽自给。（4）用转化蒸汽汽提脱除甲醇污水及转化气冷凝液中
8、的含碳物质，使其进入转化炉进一步转化， 既处置了废液，又实现了综合利用。3 原料规格及生产条件原料的选择造甲醇合成气的原料有很多例如煤，天然气，乙炔尾气等。最先利用煤制合成气，二十世纪五十 年代后大规模利用天然气，最近几年来进展起来的以煤制原料气合成氨联产甲醇技术无疑是优化组合 扬长避短的经典工艺。可是关于单产甲醇来讲，以天然气为原料气不管是原料价钱仍是设备投资都有 无法比拟的优势，下边是几种要紧原料的生产本钱表1-1 要紧原料的生产本钱比较3原料天然气石脑油渣油煤成本美元/吨148186156232其中原料%60765549操作费用%1561317折旧等 %25183154我国尽管煤炭资源比
9、较丰硕，可是投资较大。石脑油造甲醇又显得牛鼎烹鸡，因此天然气是比较适合的。我国天然气资源要紧散布在中、西部，除东梅、渤海湾和海南莺歌海域有零星天然气矿外，气源要紧集中在陕甘宁、新疆塔里木、青海准噶尔、柴达木盆地和四川等地。西部地域占全国总探明 资源量的23左右，故天然气的供给很方便。因此选用天然气为原料气。其他的助剂在本地购买也很方便。不管从能源利用方面仍是从本钱方面均是较合理。原料规格由天然气公司供给，其组成为表 1 -2 天然气组成4组分CHCHCHCHN总计426384 102%（mol）100Kmol/h甲醇合成工艺设备甲醇合成工艺设备一览表序设备名称设备图号，型号单 数 材 重量，k
10、g 备设备位号号及规格 或标准图号 位 量 料 单重 总重 注1234粗脱硫塔；填料塔，塔径为1T-101-11000mm，催化层高 度为精脱硫塔，2T-101-2规格同粗5 6 7 8 9 10台1台1脱硫塔转化炉；火管采用巾 124x12无缝3L-201管子根数为 200 根，管子长度台1钢管为换热器；不4E-202固定管板JB/T4715-92台2锈式换热器钢5G-203油水分离器固定管板式换热器JB/T4715-92台1不锈钢泵；离心泵，流6B-204量为50m3/s，扬程30m,电80FVZ-30台1140机功率新鲜气压7YJ-301-1缩机；进气压力为,排气压力为2-42台1260
11、08T-401废水汽提台1塔换热器；螺不9E-402旋板式换JB/T4723-92台1锈热器钢甲醇合成10T-302塔；塔径,台1塔高换热器；螺不11E-303旋板式换JB/T4723-92台3锈热器钢循环气压缩机；进气12YJ-301-2压力为,出512A台123400口压力为32MPa水分离器；不13G-304螺旋板式JB/T4723-92台2锈换热器钢冷凝器；螺旋板式换热器，管不14E-501子根数为JB/T4723-92台6锈537根，传钢热面积为16877m215T-502-1预精馏塔；台1塔径为,塔高为 22m水分离器；不16G-503螺旋板式 JB/T4723-92台2锈换热器钢
12、主精馏塔；17T-502-2与预精馏台1塔相同18C-504粗甲贮槽台1水 本厂由水厂自行解决自建一个大型的自来水供给站，提供全厂各工段的生产用水和职工用水。电要求本地域电网供电，架设专用输电线路。汽： 工厂建有自己的锅炉房且有多段废锅，生产用汽能够自给。劳动定员及人员编制 工厂治理层设有一名领导，两位副领导。生产车间采纳四班，三班值班一样轮休。由于本厂自动化程度较高，每班25 人即可，全厂职工（包括门卫等）120人。环境爱惜由于本厂所采纳生产原料为天然气，其本身确实是绿色能源，再加上壮大的污水处置设施，因此 完全能达到国家排放标准。在厂区内合理种植花草树木，既净化空气又美化环境。化工类毕业设
13、计题目作者前5测瞬 希棚粼I臓瞬 辦咖甲mwra詢 咼轩俪關索伍囲縫第 首瓣册毎靦删生懈駐範索鋼施嫌貓 总醞飪粽虢掘翩砌鑼玉靓縉肚鋼就媲貓 陥慟觀斛辭齣删懈 色趣雛輕慟菇刑确歸I囲 邨咪粼繃趙羅懿船勰覷箔錠精 总緬鱷-關艄硒勰椎勰土融水魅貽删綱礦蘇 霾翱册砺虹訓倔 厨甑翱船吃鋼就嫌殊 噬駅飽蹴IM上靴斷胸Jffl獺殊 目朋:轩5旋轉伍住瞬貓 目旌艇裁融龙讯勰騙回韦酉倉灌鑑專晶！Z率i罂 画苛自倉灌鑑畫異鼎I梟盂翱 回却一響螯翦賈翼I賭盂罂 siMSBHSi 国埠3響螯翦賈翼I匣3驚罂 叵幫M醫疑蠹坦陰*H鬻盂聖 曙2曹豊I書芻 常詈舊善腎梟畫誠 叵幫蛊翕讒1逮率 醫iii気豊iis曇勢 画聲翥器1盟富蛊蹙-&S為匡肆蕭誠翦 叵養枣墨囂聲Kssss 曙濡議I逮星Lii脣識 回星盤聶I當謬雲 silin 進畫套B
