【正文】 在該催化劑質(zhì)量檢驗(yàn)規(guī)定的活性檢測(cè)條件下，其活性為： 230℃ 時(shí)：催化劑的時(shí)空收率 ≥ kg/() 250℃ 時(shí)：催化劑的時(shí)空收率 ≥ kg/() 在正常情況下，使用壽命為 2 年以上。它是一種高活性、高選擇性的新催化劑。 表 21 國(guó)內(nèi)外常用銅基催化劑特性對(duì)比 催化劑型號(hào) 組分 /％ 操作條件 CuO ZnO Al2O3 壓力 /MPa 溫度 /℃ 英國(guó) ICI 513 60 30 10 ～ 190～ 270 德國(guó) LG104 51 32 4 210～ 240 丹麥 LMK 40 10 220～ 270 中國(guó) C302 系列 51 32 4 ～ 210～ 280 中國(guó) XCN98 52 20 8 ～ 200～ 290 從表的對(duì)比可以看出，國(guó)產(chǎn)催化劑的銅含量已提 50%以上。耐熱性較差，對(duì)硫、氯及其化合物敏感，易中毒。 太原理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院《化工設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說明書 7 綜上所述和借鑒大型甲醇合成企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)，（大型裝置不宜選用激冷式和冷管式），設(shè)計(jì)選用固定管板列管合成塔。各床層是絕熱反應(yīng)，在各床出口將熱量移走。這種合成塔由于列管需用特種不銹鋼，因而是造價(jià)非常高的一種。這種塔型 是造價(jià)最高的一種，也是裝卸催化劑較難的一種。進(jìn)一步強(qiáng)化傳熱，即反應(yīng)熱通過列管傳給殼程沸騰水，而同時(shí)又通過列管中心的冷氣管傳給進(jìn)塔的冷氣。 （ 3）水管式合成塔 將床層內(nèi)的傳熱管由管內(nèi)走冷氣改為走沸騰水。由于逆流式與合成反應(yīng)的放熱不相適應(yīng)，即床層出口處溫差最大，但這時(shí)反應(yīng)放熱最小 ，而在床層上部反應(yīng)最快、放熱最多，但溫差卻又最小，為克服這種不足，冷管改為并流或 U 形冷太原理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院《化工設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說明書 6 管。該塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，也適于大型化。 按氣體在催化劑床的流向可分為：軸向式、徑向式和軸徑復(fù)合型。從操作結(jié)構(gòu)，材料及維修等方面考慮，甲醇合成反應(yīng)器應(yīng)具有以下要求： （ 1）催化劑床層溫度易于控制，調(diào)節(jié)靈活，能有效移走反應(yīng)熱，并能以較高位能回收反應(yīng)熱； （ 2）反應(yīng)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)合理 ，能保證氣體均勻通過催化劑床層，阻力小，氣體處理量大，合成轉(zhuǎn)化率高，催化劑生產(chǎn)強(qiáng)度大； （ 3）結(jié)構(gòu)緊湊，盡可能多填裝催化劑，提高高壓空間利用率；高壓容器及內(nèi)件間無滲漏；催化劑裝御方便；制造安裝及維修容易。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(dòng)力消耗略有增加。 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℃ )。然后利用三塔精餾工藝將粗甲醇精制得到精甲醇。整個(gè)設(shè)計(jì)應(yīng)貫徹節(jié)省基建投資，充分重視技術(shù)進(jìn)步，降低工程造價(jià)，節(jié)能環(huán)保等思想，設(shè)計(jì)生產(chǎn)高質(zhì)量甲醇產(chǎn)品。 （ 2）合成工段的工藝參數(shù) 參閱某化學(xué)工程公司的甲醇合成廠的工藝參數(shù)資料。 通過設(shè)計(jì)可以鞏固、深化和擴(kuò)大所學(xué)基本知識(shí)，培養(yǎng)分析解決問題的能力；還可以培養(yǎng)創(chuàng)新精神，樹立良好的學(xué)術(shù)思想和工作作風(fēng)。甲醇作為石油的補(bǔ)充已成為現(xiàn)實(shí)， 發(fā)展甲醇工業(yè)對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義。 由于甲醇在我國(guó)已經(jīng)有一定規(guī)模的生產(chǎn)，另外甲醇的投資成本低，無論甲醇汽油生產(chǎn)技術(shù)還是甲醇車輛生產(chǎn)技術(shù)都已經(jīng)非常成熟了。與此同時(shí)，推廣甲醇汽油，一方面可以釋放我國(guó)每年 2020 多萬噸的甲醇產(chǎn)能，改變我國(guó)甲醇產(chǎn)能嚴(yán)重過剩的局面，提高甲醇生產(chǎn)企業(yè)的開工率。煤基甲醇是資源消耗型產(chǎn)品，是低附加值產(chǎn)品，而依靠大量出口來消化過剩的產(chǎn)能是不合理的。我國(guó)甲醇生產(chǎn)以煤為主要原料，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不盡合理，裝置規(guī)模偏小，企業(yè)數(shù)目過多，原料路線和工藝技術(shù)五花八門。但是我們?nèi)绻€是沿用落后技術(shù)，把煤直接燃燒用于發(fā)電和其它工業(yè)目的，不斷擴(kuò)大低效、高污染應(yīng)用技術(shù)中 煤的用量，則同樣是難以為繼的，同時(shí)對(duì)環(huán)境的污染將是難以估量的。 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(xué)化學(xué)化工學(xué)院《化工設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說明書 V 化工設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)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(shè)計(jì)的依據(jù) .................................................. 3 太原理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 2020屆課程設(shè)計(jì)選題 ............. 3 設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)資料 ......................................... 3 ............................................... 3 ﹑裝置組成及建設(shè)規(guī)模 ................................ 3 設(shè)計(jì)的范圍 ............................................. 3 建設(shè)規(guī)模 ............................................... 3 第二章 工藝流程設(shè)計(jì) ................................................. 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(jiǎn)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(shè)計(jì)條件及參數(shù) ........................................ 12 合成工段物料衡算 ...................................... 12 甲醇合成主要設(shè)備熱量衡算 ................................... 18 合成塔熱量計(jì)算 ........................................ 18 入塔氣換熱器的熱量計(jì)算 ................................. 21 水冷器熱量的計(jì)算 ...................................... 22 第五章 主要設(shè)備的計(jì)算和選型 ......................................... 23 甲醇合成塔的設(shè)計(jì)選型 ........................................ 23 傳熱面積 .............................................. 23 催化劑用量 ............................................ 23 太原理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院《化工設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)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 ................................................ 26 管板 .................................................. 26 支座 .................................................. 26 甲醇合成工段設(shè)備一覽表 ..................................... 27 結(jié) 論 .............................................................. 28 參考文獻(xiàn) ........................................................... 29 致 謝 .............................................................. 30 太原理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院《化工設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說明書 1 年產(chǎn) 20萬噸甲醇合成工段工藝初步設(shè)計(jì) 第一章 總論 甲醇 工業(yè) 發(fā)展現(xiàn)狀 隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)不斷穩(wěn)定的發(fā)展，不管是能源生產(chǎn)總量還是需求總量都在不斷增長(zhǎng)。設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是進(jìn)行工藝論證，物料衡算和熱量衡算 ，以及對(duì)甲醇生產(chǎn)的一些主要設(shè)備進(jìn)行器形的選擇和確定，得出對(duì)甲醇合成工段的認(rèn)識(shí)和結(jié)論 。太原理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 《化工設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說明書 年產(chǎn) 15 萬噸煤制甲醇合成工段工藝設(shè)計(jì) 學(xué)生學(xué)號(hào)： 學(xué)生姓名： 專業(yè)班級(jí)： 化工工藝 0903 指導(dǎo)教師： 起止日期： ～ 太原理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 太原理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院《化工設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說明書 I 化工設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 一、化工課程設(shè)計(jì)題目： 年產(chǎn) 15 萬噸甲醇合成工段工藝的初步設(shè)計(jì) 二、化工課程設(shè)計(jì)要求及原始數(shù)據(jù)（資料）： 原始數(shù)據(jù)（資料）： 年產(chǎn) 15 萬噸精甲醇，每年 3