《年产十万吨甲醇毕业设计论文.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《年产十万吨甲醇毕业设计论文.doc（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 学号: 题目： 院（部）系所 学 专 业年级、班级完成人姓名指导教师姓名专业技术职称 年 月 日论文原创性保证书我保证所提交的论文都是自己独立完成，如有抄袭、剽窃、雷同等现象，愿承担相应后果，接受学校的处理。专业： 班级： 签名： 年 月 日泰山医学院本科毕业设计摘要本设计重点描述了甲醇合成工艺流程。甲醇是重要的化工原料和燃料，应用于多个领域。首先简单地介绍了甲醇的生产发展、甲醇合成的反应热力学和动力学、甲醇反应需要的催化剂、甲醇合成工艺和甲醇的发展前景。其中，甲醇合成催化剂和工艺选择关系着甲醇合成产量。中低压、铜基催化剂的条件有利于甲醇合成。紧接着介绍了甲醇合成工艺。甲醇合成首先要进行造气
2、。造气选用煤作原料，得到的粗煤气经脱硫、脱碳等净化操作后进入合成塔合成甲醇。甲醇合成工艺选择Luigi低压合成，合成气于5MPa、220下进入Luigi管壳式反应器。从合成塔得到的粗甲醇必须要进行精馏。本设计需要将原料粗甲醇精制到含醇量99.95%的纯度。根据现代对甲醇精馏工艺设计的了解，甲醇三塔精馏技术以其能耗低、产品质量好的优点领先于其他工艺。所以本设计采用三塔精馏工艺。再接着对甲醇的生产合成和精馏过程进行了详细的物料衡算。最后进行了常压精馏塔的计算，包括设备选型、塔的外形设计以及塔板流体力学验算。通过本次设计，对合成甲醇以及提纯甲醇有更深刻的认识。关键词： 甲醇；合成；工艺设计；三塔精馏
3、；常压塔Abstract This design for methanol synthesis processes were described emphatically. Methanol is an important chemical raw material and fuel, is applied to the fields. First simply introduces the methanol production development, the reaction thermodynamics and kinetics of methanol synthesis, metha
4、nol reaction requires a catalyst, methanol synthesis process and the development prospects of methanol. Methanol synthesis catalyst and process selection is one of the relationship between the yield of methanol synthesis. In conditions of low pressure, copper base catalyst for methanol synthesis. Fo
5、llowed by methanol synthesis process was introduced. Gasification methanol synthesis should first. Gasification coal as raw materials, the raw coal gas after desulfurization and decarbonization purification operation into the synthesis of methanol synthesis tower. Choose Luigi low-pressure synthesis
6、 methanol synthesis process, synthesis gas in 5 mpa, 220 under into Luigi tubular reactor. From the crude methanol synthesis tower has to be distillation. This design need to be material crude methanol refining to the alcohol content of 99.95% purity. According to the modern understanding of the met
7、hanol distillation process design, methanol tower distillation technology for its low energy consumption, product quality good advantage ahead of other technology. So this design USES three tower distillation process. Well go on with the production of methanol synthesis and material balance of disti
8、llation process in detail. Finally, the calculation of atmospheric distillation column was carried out, including equipment type selection, design of the tower and tray hydrodynamics calculation. Through the design, for methanol synthesis and purification of methanol has a more profoundunderstanding
9、.Keywords：methanol；synthetic ;process design ;three tower distillation ;atmospheric column 目录第一章 前言11. 概述11.1 生产及技术发展12. 甲醇合成22.1 合成反应热力学22.2 合成反应动力学32.3 合成反应催化剂32.4 合成工艺42.5 合成甲醇的目的和意义5第二章 工艺概述61. 造气工段61.1 原料61.2 原料气的制备71.3 工艺概述71.4 净化工段82. 合成工段83. 精馏工段9第三章 工艺计算121. 甲醇生产的物料平衡计算121.1 合成塔物料平衡计算121.2
10、甲醇精馏的物料平衡计算15第四章 常压精馏塔计算181.基础数据182. 塔板数的计算192.1 处理能力192.2 最小理论板数192.3 最小回流比202.4 理论板数202.5 进料位置202.6 全塔效率的估算203. 精馏段与提馏段的体积流量213.1 精馏段213.2 提馏段234. 塔径计算244.1 精馏段244.2 提馏段255. 塔内件设计265.1 溢流堰的设计265.2 溢流装置265.3 塔板布置及浮阀数目与排列276. 塔板流体力学验算296.1 塔板压降296.2 液泛296.3 雾沫夹带307. 塔板负荷性能图317.1 雾沫夹带线317.2 液泛线317.3
11、液相负荷上限线327.4 漏液线327.5 液相负荷下限线338. 常压塔工艺计算汇总349. 常压塔塔高计算35第五章 Aspen Plus 的模拟计算36第一章 前言第一章 前言1. 概述甲醇是最简单的化学品之一，是重要的化工基础原料和清洁液体燃料，广泛应用于有机合成、染料、医药、农药、涂料、汽车和国防等工业中。随着科技的进步与发展，甲醇将被应用于越来越多的领域。 1.1 生产及技术发展 1.1.1 世界甲醇工业的发展甲醇的生产始于1923年，德国巴夫斯公司采用Zn-Cr氧化物催化剂，在3035MPa，300400条件下合成甲醇，并在洛伊纳建成3000t/a装置。1966年英国ICI公司开
12、发成功了以天然气为原料，采用冷激式绝热反应器在250、5MPa和铜基催化剂存在下合成甲醇技术，简称ICI低压合成法。1971年，德国鲁奇公司成功开发了以天然气或渣油为原料的低压鲁奇法工艺，采用管壳式反应器，在200300、58MPa下合成甲醇，简称鲁奇低压法。与此同时，丹麦的托普索公司，日本三菱瓦斯化学公司等相继开发成功了各自的低压法技术。20世纪70年代以来，世纪各国新建与改进的甲醇装置几乎全部是低压法，其中采用公司、鲁奇公司技术生产甲醇约占世界甲醇总量的80%左右。现在国际上标准甲醇装置的生产规模为25003000t/d，最近在天然气丰富廉价地区投资建设的装置规模都在5000t/d的水平，
13、由此可见，目前甲醇装置建设正向大型化的规模经济发展。现在商业的甲醇合成工艺均为气相合成，存在合成效率低、能耗高等多种缺陷。所以人们对甲醇的合成研究，无论是在催化剂的研制，还是在合成路线上的开发，一直没有停止过。由于甲醇的合成是一个比较强的放热反应过程，从热力学的角度来看，降低温度有利于反应朝生产甲醇的方向移动。采用原料气冷激和列管式反应器很难实现等温条件的操作，反应器出口气中甲醇的含量偏低，一般体积分数只能维持在41.5%61.0%。因而使得反应气的循环量加大。由于气液固三相物料在过程中的流动状态不同，三相反应器主要有滴流床、搅拌釜、浆态床、流化床与携带床5种。目前在液相甲醇合成方面，采用最多
14、的主要是滴流床和浆态床。滴流床反应器与传统的固定床反应器结构类似，由颗粒较大的催化剂组成固定层，液体以液滴的方式自上而下流动，气体一般也是自上而下流动，气体和液体在催化剂颗粒间分布。滴流床兼有浆态床和固定床的优点，与固定床相类似。它的催化剂装填量大且无磨蚀，床层中的物料流动接近于活塞流且无反混现象存在，同时又具备浆态床高转化率等温反应的优点，更适合于低氢碳比的合成气。与同体积的浆态床相对比，滴流床合成甲醇的产率几乎增加了一倍。但至今未见到工业应用的报道。从工业角度来看，滴流床中的液相流体中所含的催化剂粉末很少，输送设备易于密封且磨损小，长时间运行将更为可靠。 1.1.2 我国甲醇工业的发展我国的甲醇工业经过十几年的发展，生产能力得到了很大提高。1991年，我国的生产能力仅为70万吨，截止2004年底，我国甲醇产能已达740万吨，117家生产企业共生产甲醇440.65万吨，2005年甲醇产量达到500万吨，比2004年增长22.2%，进口量99.1万吨，因此下降3.1%。2. 甲醇合成 2.1 合成反应热力学合成甲醇的主要化学反应为CO和H2在多相铜基催化剂上的反应： 反应气体中含有CO2时，发生以下反应： 同时CO2和H
