年產20萬噸煤合成甲醇的工藝設計.doc

此文檔收集于網絡，如有侵權，請聯(lián)系網站刪除年產20萬噸煤合成甲醇的工藝設計1引言甲醇是一種重要的有機化工原料，甲醇也是理想的清潔代用燃料，從甲醇出發(fā)生產煤基化學品是未來C1化工發(fā)展的重要方向，甲醇在化工、醫(yī)藥、輕工、紡織等行業(yè)具有廣泛的用途。2005年我國仍有近300萬噸甲醇依賴于國外進口，因此研究設計一種合適的、經濟的生產方法，顯得非常重要1。2 工藝概述 總工藝路線圖見圖1-1。 2.1 造氣工段（1）原料：由于甲醇生產工藝成熟,市場競爭激烈,選用合適的原料就成為項目的關鍵,以天然氣和重油為原料合成工藝簡單，投資相對較少，得到大多數(shù)國家的青睞，但從我國資源背景看，煤炭儲量遠大于石油、天然氣儲量，隨著石油資源緊缺、油價上漲，在大力發(fā)展煤炭潔凈利用技術的形勢下，應該優(yōu)先考慮以煤為原料,所以本設計選用煤作原料2。圖1-1 甲醇生產工藝示意圖（2）工藝概述：反應器選擇流化床，采用水煤漿氣化激冷流程。原料煤通過粉碎制成65%的水煤漿與99.6%的高壓氧通過燒嘴進入氣化爐進行氣化反應，產生的粗煤氣主要成分為CO，CO2，H等3。2.2 凈化工段由于水煤漿氣化工序制得粗煤氣的水汽比高達1.4可以直接進行CO變換不需加入其他水蒸氣，故先進行部分耐硫變換，將CO轉化為CO2，變換氣與未變換氣匯合進入低溫甲醇洗工序，脫除H2S和過量的CO2，最終達到合適的碳氫比，得到合成甲醇的新鮮氣4。CO反應式： （1-1）2.3 合成工段合成工段工藝流程圖如圖2-1。合成反應要點在于合成塔反應溫度的控制，另外，一般甲醇合成反應1015Mpa的高壓需要高標準的設備，這一項增加了很大的設備投資，在設計時，選擇目前先進的林達均溫合成塔，操作壓力僅5.2MPa，由于這種管殼式塔的催化劑床層溫度平穩(wěn)均勻，反應的轉化率很高。在合成工段充分利用自動化控制方法，實行連鎖機制，通過控制殼程的中壓蒸汽的壓力，能及時有效的掌控反應條件，從而確保合成產品的質量5。合成主反應： （1-2）主要副反應： （1-3）2.4 精餾工段精餾工段工藝流程圖見圖2-2。合成反應的副產主要為醚、酮和多元醇類，本設計要求產品達質量到國家一級標準，因此對精餾工藝的合理設計關系重大，是該設計的重點工作。設計中選用雙塔流程，對各物料的進出量和回流比進行了優(yōu)化，另外，為了進一步提高精甲醇質量，從主塔回流量中采出低沸點物繼續(xù)進預塔精餾，這一循環(huán)流程能有效的提高甲醇的質量。圖2-1 甲醇合成工藝流程圖圖2-2 精餾工段工藝流程圖3 工藝計算合理的計算是優(yōu)化設計的靈魂，本設計中進行了詳細的物料衡算、能量衡算，并對一些數(shù)據進行了多次計算校核，為工藝設備的選型和工程施工提供了可靠、科學的依據。為了更充分、清晰表達計算思路，計算多在表格中進行，在說明書中對其中的部分組分進行了計算舉例。4 設備計算與選型對甲醇水冷凝器、精餾主塔等關鍵設備進行了詳細的計算，通過概算，完成了氣化爐、合成塔等設備的選型。通過設備的計算和選型，為后期設備布置準備了充分的資料。在設備定位和車間布局設計中，在缺乏經驗的前提下，廣泛的查閱了相關資料，嚴格按照國家有關法規(guī)，遵循相關化工廠設計原則6。5 圖紙繪制與設計成果繪制完成工藝流程圖1張,全廠總平面圖1張,車間設備平面圖1張,車間立面圖1張。書寫設計說明書1份。6 結論本次設計是在參考傳統(tǒng)的煤制甲醇和合成氨聯(lián)產甲醇工藝基礎上，通過工藝計算，采用圖紙的表達，并輔以文字說明所設計出的較為完整、合理、先進、可行的生產車間。在整個廠區(qū)的設計中，充分考慮了甲醇行業(yè)的發(fā)展和規(guī)劃，同時充分考慮了廢水、廢氣、廢渣的循環(huán)綜合利用，這樣有利于降低成本，減少污染，仔細對比方案，選擇節(jié)約原材料，能源及水源的工藝和設備。施工和生產中排放的“三廢”嚴格按國家規(guī)定進行處理，達到允許排放標準方可向外排放。由于自身知識水平有限，加之實踐經驗的不足，設計中不乏有許多錯漏，懇請老師悉心指教。參考文獻化工類畢業(yè)設計題目作者QQ 1371345877參考文獻1 羅保軍.甲醇的生產工藝及需求預測J.化工中間體,2004,1(2):21-26.2 李永生.煤制甲醇的可行性分析J.同煤科技,2005(1). 3 蔣德軍,唐宏青,鄭明峰.水煤漿制甲醇裝置工藝方案研究分析J.煤化工,1998,2(83):6-12.4 王芳芳,伍星亮,趙海.低溫甲醇洗工藝的研究J.煤化工,