年产20万吨煤合成甲醇的工艺设计.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除年产20万吨煤合成甲醇的工艺设计1引言甲醇是一种重要的有机化工原料，甲醇也是理想的清洁代用燃料，从甲醇出发生产煤基化学品是未来C1化工发展的重要方向，甲醇在化工、医药、轻工、纺织等行业具有广泛的用途。2005年我国仍有近300万吨甲醇依赖于国外进口，因此研究设计一种合适的、经济的生产方法，显得非常重要1。2 工艺概述 总工艺路线图见图1-1。 2.1 造气工段（1）原料：由于甲醇生产工艺成熟,市场竞争激烈,选用合适的原料就成为项目的关键,以天然气和重油为原料合成工艺简单，投资相对较少，得到大多数国家的青睐，但从我国资源背景看，煤炭储量远大于石油、天然气储量，随着石油资源紧缺、油价上涨，在大力发展煤炭洁净利用技术的形势下，应该优先考虑以煤为原料,所以本设计选用煤作原料2。图1-1 甲醇生产工艺示意图（2）工艺概述：反应器选择流化床，采用水煤浆气化激冷流程。原料煤通过粉碎制成65%的水煤浆与99.6%的高压氧通过烧嘴进入气化炉进行气化反应，产生的粗煤气主要成分为CO，CO2，H等3。2.2 净化工段由于水煤浆气化工序制得粗煤气的水汽比高达1.4可以直接进行CO变换不需加入其他水蒸气，故先进行部分耐硫变换，将CO转化为CO2，变换气与未变换气汇合进入低温甲醇洗工序，脱除H2S和过量的CO2，最终达到合适的碳氢比，得到合成甲醇的新鲜气4。CO反应式： （1-1）2.3 合成工段合成工段工艺流程图如图2-1。合成反应要点在于合成塔反应温度的控制，另外，一般甲醇合成反应1015Mpa的高压需要高标准的设备，这一项增加了很大的设备投资，在设计时，选择目前先进的林达均温合成塔，操作压力仅5.2MPa，由于这种管壳式塔的催化剂床层温度平稳均匀，反应的转化率很高。在合成工段充分利用自动化控制方法，实行连锁机制，通过控制壳程的中压蒸汽的压力，能及时有效的掌控反应条件，从而确保合成产品的质量5。合成主反应： （1-2）主要副反应： （1-3）2.4 精馏工段精馏工段工艺流程图见图2-2。合成反应的副产主要为醚、酮和多元醇类，本设计要求产品达质量到国家一级标准，因此对精馏工艺的合理设计关系重大，是该设计的重点工作。设计中选用双塔流程，对各物料的进出量和回流比进行了优化，另外，为了进一步提高精甲醇质量，从主塔回流量中采出低沸点物继续进预塔精馏，这一循环流程能有效的提高甲醇的质量。图2-1 甲醇合成工艺流程图图2-2 精馏工段工艺流程图3 工艺计算合理的计算是优化设计的灵魂，本设计中进行了详细的物料衡算、能量衡算，并对一些数据进行了多次计算校核，为工艺设备的选型和工程施工提供了可靠、科学的依据。为了更充分、清晰表达计算思路，计算多在表格中进行，在说明书中对其中的部分组分进行了计算举例。4 设备计算与选型对甲醇水冷凝器、精馏主塔等关键设备进行了详细的计算，通过概算，完成了气化炉、合成塔等设备的选型。通过设备的计算和选型，为后期设备布置准备了充分的资料。在设备定位和车间布局设计中，在缺乏经验的前提下，广泛的查阅了相关资料，严格按照国家有关法规，遵循相关化工厂设计原则6。5 图纸绘制与设计成果绘制完成工艺流程图1张,全厂总平面图1张,车间设备平面图1张,车间立面图1张。书写设计说明书1份。6 结论本次设计是在参考传统的煤制甲醇和合成氨联产甲醇工艺基础上，通过工艺计算，采用图纸的表达，并辅以文字说明所设计出的较为完整、合理、先进、可行的生产车间。在整个厂区的设计中，充分考虑了甲醇行业的发展和规划，同时充分考虑了废水、废气、废渣的循环综合利用，这样有利于降低成本，减少污染，仔细对比方案，选择节约原材料，能源及水源的工艺和设备。施工和生产中排放的“三废”严格按国家规定进行处理，达到允许排放标准方可向外排放。由于自身知识水平有限，加之实践经验的不足，设计中不乏有许多错漏，恳请老师悉心指教。参考文献化工类毕业设计题目作者QQ 1371345877参考文献1 罗保军.甲醇的生产工艺及需求预测J.化工中间体,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 蒋德军,唐宏青,郑明峰.水煤浆制甲醇装置工艺方案研究分析J.煤化工,1998,2(83):6-12.4 王芳芳,伍星亮,赵海.低温甲醇洗工艺的研究J.煤化工,