【正文】 太原理工大學化學化工學院 《化工設計》課程設計說明書 年產 15 萬噸煤制甲醇合成工段工藝設計 學生學號： 學生姓名： 專業(yè)班級： 化工工藝 0903 指導教師： 起止日期： ～ 太原理工大學化學化工學院 太原理工大學化學化工學院《化工設計》課程設計說明書 I 化工設計課程設計任務書 一、化工課程設計題目： 年產 15 萬噸甲醇合成工段工藝的初步設計 二、化工課程設計要求及原始數(shù)據(jù)（資料）： 原始數(shù)據(jù)（資料）： 年產 15 萬噸精甲醇，每年 330 個工作日，連續(xù)生產 精甲醇中甲醇含量 %， 粗甲醇組成 (wt)： 甲醇： % 二甲醚 (CH3)2O： % 異丁醇 C4H9OH： % 水： % 甲醇收率 97% 新鮮氣中各組分百分比組成： CH4 % H2 % CO % CO2 % N2 % Ar % 化工課程設計主要內容： 一、緒論 二、 甲醇 生產流程或方法的確定 三、 甲醇合成工段 物料衡算和熱量衡算 四、 甲醇合成塔 主要工藝設備的計算及選型（包括設備一覽表） 五、原材料、動力消耗定額及消耗量 六、參考文獻 太原理工大學化學化工學院《化工設計》課程設計說明書 II 七、致謝 八、附圖（帶控制點的工藝流程圖和關鍵設備的結構圖） 時間安排： 共設計四周，前 2 周收集資料，進行工藝流程的設計、物料和熱量衡算，后 兩周進行設計說明書的撰寫、工藝流程圖和設備圖的繪制。 學生應交出的設計文件： 課程設計說明書一本 生產工藝流程圖一套 （要求手工繪制） 主要設備結構圖一套（要求 CAD 繪制） 主要參考文獻（資料）： 《化工設計》王靜康主編 1995 年版 化學工業(yè)出版社出版 《化工原理》（上、下） 2020 年版天津大學化工原理教研室編 天津科學技術出版社出版 曾紀龍 . 大型煤制甲醇的氣化與合成工藝選擇 . “2020年中國碳一化下與 潔 凈煤技術應用 (石河子 )國際研討會 ”摘要，第 7 期 . 李瓊玖 , 唐嗣榮 , 顧子樵 , 周述志 , 趙沛華 . 近代甲醇合成工藝與合成塔技術 (上 ) [J]. 專業(yè)班級 化工工藝 0903 學生 馮玉波 要求設計工作起止日期 2020 年 11 月 26 日 至 2020 年 12 月 21 日 指 導 教 師 簽 字 日期 教研室主任審查簽 字 日期 系主任批準簽 字 日期 摘 要 太原理工大學化學化工學院《化工設計》課程設計說明書 III 甲醇是一種極重要的有機化工原料，也是一種燃料，是碳一化學的基礎產品，在 國民經濟中占有十分重要的地位。近年來，隨著甲醇下屬產品的開發(fā)，特別是甲醇燃料的推廣應用，甲醇的需求大幅度上升。為了滿足經濟發(fā)展對甲醇的需求，開展了此 15 萬 t/a 的甲醇項目。設計的主要內容是進行工藝論證，物料衡算和熱量衡算 ，以及對甲醇生產的一些主要設備進行器形的選擇和確定，得出對甲醇合成工段的認識和結論 。本設計本著 符合國情、技術先進和易得、經濟、環(huán)保的原則，采用煤炭為原料；利用 GSP 氣化工藝造氣； NHD 凈化工藝凈化合成氣體；低壓下利用列管均溫合成塔合成甲醇，此外嚴格控制三廢的排放，充分利用廢熱，降低能耗，保證 人員安全與衛(wèi)生。 關鍵詞 ： 甲醇、合成、工藝設計 Abstract 太原理工大學化學化工學院《化工設計》課程設計說明書 IV Carbinol is a vitally important kind of chemical materials, also a sort of fuel. It is a basis product of C1 chemistry, and holds a a very important place in the national economy. Nowadays, with the development of methanol affiliate products, especially, the popularization and application of the methanol fuel, the demand of methanol increases. In order to meet the needs of economic development of methanol, we carry out the150,000 tons/year project. The main content of the design process is demonstrated, material balance, heat balance and so on. The design use coal as raw materials, conforming to national conditions and in line with advanced technology and economy between the principle of environmental protection。 exploiting GSP gasification process gasification, NHD purification process synthesis gas purification。 utilizing the tabulation constant temperature synthetic tower at a low pressure. Besides, the project controls the discharge of three wastes strictly, make full use of waste heat, reduce energy intensity, ensure that personnel safety and health. Keywords: methanol、 synthesis、 process design 目 錄 太原理工大學化學化工學院《化工設計》課程設計說明書 V 化工設計課程設計任務書 .............................................. I 摘 要 .............................................................. II Abstract .......................................................... III 目 錄 .............................................................. IV 第一章 總論 ......................................................... 1 甲醇工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 ............................................. 1 甲醇的發(fā)展前景 .............................................. 2 ............................................. 2 設計的依據(jù) .................................................. 3 太原理工大學化學化工學院 2020屆課程設計選題 ............. 3 設計的基礎資料 ......................................... 3 ............................................... 3 ﹑裝置組成及建設規(guī)模 ................................ 3 設計的范圍 ............................................. 3 建設規(guī)模 ............................................... 3 第二章 工藝流程設計 ................................................. 4 合成甲醇工藝的選擇 ........................................... 4 ............................................. 5 ................................................. 7 甲醇合成催化劑 ......................................... 7 XNC98甲醇合成催化劑簡介 ............................... 8 合成工序工藝操作條件的確定與論證 ........................ 9 第三章 工藝流程 .................................................... 10 合成工段物料衡算 ............................................ 12 設計條件及參數(shù) ........................................ 12 合成工段物料衡算 ...................................... 12 甲醇合成主要設備熱量衡算 ................................... 18 合成塔熱量計算 ........................................ 18 入塔氣換熱器的熱量計算 ................................. 21 水冷器熱量的計算 ...................................... 22 第五章 主要設備的計算和選型 ......................................... 23 甲醇合成塔的設計選型 ........................................ 23 傳熱面積 .............................................. 23 催化劑用量 ............................................ 23 太原理工大學化學化工學院《化工設計》課程設計說明書 VI 合成塔殼體直徑 ........................................ 24 合成塔殼體厚度 ........................................ 24 合成塔封頭 ............................................ 24 管子拉脫力 ............................................ 25 折流板 ........