年產(chǎn)3萬噸甲醇合成工藝畢業(yè)設(shè)計(已修改)
2025-07-07 06:43 本頁面
【正文】 湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）年產(chǎn)3萬噸甲醇合成工藝【摘要】：甲醇是一種透明、無色、易燃、有毒的液體，略帶酒精味。熔點(diǎn)－，，自燃點(diǎn)47度，(20度/4度)，爆炸極限下限6%，%，能與水、乙醇、乙醚、苯、丙酮和大多數(shù)有機(jī)溶劑相混溶。作為及其重要的有機(jī)化工原料，是碳一化學(xué)工業(yè)的基礎(chǔ)產(chǎn)品，在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。長期以來，甲醇都是被作為農(nóng)藥，醫(yī)藥，染料等行業(yè)的工業(yè)原料，但隨著科技的進(jìn)步與發(fā)展，甲醇將被應(yīng)用于越來越多的領(lǐng)域。本文主要以投資成本，生產(chǎn)成本，產(chǎn)品收率為依據(jù)，并用一系列計算和合成甲醇的原理與其他方法進(jìn)行對比。選擇中壓法為本設(shè)計生產(chǎn)甲醇的工藝，用CO和H2在加熱壓力下，在催化劑作用下合成甲醇的生產(chǎn)工藝。關(guān)鍵字：甲醇 中壓法 成本 合成工藝 【Abstract】 Methanol is a kind of transparent, colorless, inflammable, poisonous liquid, slightly alcohol flavor. Melting point degrees, boiling point degrees, flash point degrees, spontaneous bustion point 47 degrees, relative density (20 degrees / 4 degrees), explosion limit floor 6%, cap yesterday, can with water, ethanol, ethyl ether, benzene, acetone and most organic solvents mixed to dissolve. As its important organic chemical raw materials, is a carbon based products, chemical industry in the national economy plays an important role. Longterm since, methanol were as pesticides, medicine, dyestuff industry industrial raw materials, but along with the technological progress and development, methanol will be used by more and more fields.This paper concentrates on the investment cost, the production cost, product yield as the basis, and a series of calculation and methanol synthesis theory and other methods are pared. Choice for this design method of mediumvoltage produce methanol process, use CO and H2 in heating, under pressure in under the action of methanol synthesis catalyst production process.目錄1 總 論 4 概述 4 甲醇的合成方法 5 甲醇的合成路線 6 本設(shè)計的主要方法及原理 72生產(chǎn)工藝及主要設(shè)備計算 9 甲醇生產(chǎn)的物料平衡計算 9 合成塔物料平衡計算 9 粗甲醇精餾的物料平衡計算 16 甲醇生產(chǎn)的能量平衡計算 19 合成塔能量計算 19 常壓精餾塔能量衡算 20 主要設(shè)備計算及選型 23 常壓精餾塔計算 23 初估塔徑 25 理論板數(shù)的計算 27 塔板流體力學(xué)驗(yàn)算 30 常壓塔主要尺寸確定 32 輔助設(shè)備 34 35參考文獻(xiàn) 36 1 總 論 概述 1. 生產(chǎn)的發(fā)展 1） 世界甲醇工業(yè)的發(fā)展總體上說，世界甲醇工業(yè)從90年代開始經(jīng)歷了19911998的供需平衡，19981999的供大于求，從2000年初至今的供求基本平衡三個基本階段。[1]據(jù)Nexant Chen Systems公司的最新統(tǒng)計，[2]以下是最近幾年的甲醇需求統(tǒng)計。 全球主要地區(qū)甲醇消費(fèi)構(gòu)成2001年2002年2003年2004年按用途分甲醛940(31)970(32)1010(32)1050(33)MTBE830(28)810(26)780(25)760(22)(其中美國）470(16)430(14)340(11)270(8)醋酸270(9)290(9)300(10)310(10)MMA90(3)90(3)100(3)100(3)其他880(29)900(29)930(30)970(30)需求合計3020（100)3060(100)3100(100)3180(100)按地區(qū)分亞洲920(30)940(31)990(32)1040(33)北美1000(33)1000(33)980(31)970(31)西歐630(21)640(21)650(21)670(21)其他470(16)480(16)490(16)500(16)需求合計3020(100)3060(100)3110(100)3180(100)從上表可以看出，到2004年為止，甲醇仍主要用于制造甲醛和MTBE。用于制造甲醛的甲醇用量隨年份成增長趨勢，而MTBE 的需求量則逐年降低。亞洲需求量增長比較迅速，與此相反，北美地區(qū)需求則在減少。 2） 我國甲醇工業(yè)發(fā)展我國的甲醇工業(yè)經(jīng)過十幾年的發(fā)展，生產(chǎn)能力得到了很大提高。1991年，我國的生產(chǎn)能力僅為70萬噸，截止2004年底，我國甲醇產(chǎn)能已達(dá)740萬噸，2005年甲醇產(chǎn)量達(dá)到500萬噸，%，%。 甲醇的合成方法 當(dāng)今甲醇生產(chǎn)技術(shù)主要采用中壓法和低壓法兩種工藝，并且以低壓法為主，這兩種方法生產(chǎn)的甲醇約占世界甲醇產(chǎn)量的80%以上。高壓法：()是最初生產(chǎn)甲醇的方法，采用鋅鉻催化劑，反應(yīng)溫度360400℃。高壓法由于原料和動力消耗大，反應(yīng)溫度高，生成粗甲醇中有機(jī)雜質(zhì)含量高，而且投資大，其發(fā)展長期以來處于停頓狀態(tài)。低壓法：( Mpa)是20世紀(jì)60年代后期發(fā)展起來的甲醇合成技術(shù)，低壓法基于高活性的銅基催化劑，其活性明顯高于鋅鉻催化劑，反應(yīng)溫度低(240270℃)。在較低壓力下可獲得較高的甲醇收率，且選擇性好，減少了副反應(yīng)，改善了甲醇質(zhì)量，降低了原料消耗。此外，由于壓力低，動力消耗降低很多，工藝設(shè)備制造容易。中壓法：( Mpa)隨著甲醇工業(yè)的大型化，如采用低壓法勢必導(dǎo)致工藝管道和設(shè)備較大，因此在低壓法的基礎(chǔ)上適當(dāng)提高合成壓力，即發(fā)展成為中壓法。中壓法仍采用高活性的銅基催化劑，反應(yīng)溫度與低壓法相同，但由于提高了壓力，相應(yīng)的動力消耗略有增加。比較以上三者的優(yōu)缺點(diǎn)，以投資成本，生產(chǎn)成本，產(chǎn)品收率為依據(jù)，選擇中壓法為生產(chǎn)甲醇的工藝，用CO和H2在加熱壓力下，在催化劑作用下合成甲醇，其主要反應(yīng)式為：CO+ H2→CH3OH 甲醇的合成路線1．常用的合成工藝 雖然開發(fā)了高活性的銅基催化劑，合成甲醇從高壓法轉(zhuǎn)向低壓法，完成了合成甲醇技術(shù)的一次重大飛躍，但仍存在許多問題：反應(yīng)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜；單程轉(zhuǎn)化率低，氣體壓縮和循環(huán)的耗能大；反應(yīng)溫度不易控制，反應(yīng)器熱穩(wěn)定性差。所有這些問題向人們揭示，在合成甲醇技術(shù)方面仍有很大的潛力，更新更高的技術(shù)等待我們?nèi)ラ_發(fā)。2．本設(shè)計的合成工藝合成塔水冷器甲醇分離塔循環(huán)器經(jīng)過凈化的原料氣，經(jīng)預(yù)熱加壓，于5 Mpa、220 ℃下，從上到下進(jìn)入Lurgi反應(yīng)器，在銅基催化劑的作用
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