【正文】 240176。綜上所述，催化劑的活性、選擇性和使用壽命等主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均優(yōu)于進(jìn)口 催化劑及國產(chǎn)C型催化劑，所以本設(shè)計選用四川天一科技股份有限公司研制的 XNC98型催化劑。（4）選擇性好。（3）適用溫區(qū)寬，使用壽命長。（2） 低溫活性好，日產(chǎn)量高。常用操作溫度200?290176。 XNC98甲醇合成催化劑簡介XNC98型催化劑是四川天一科技股份有限公司研制和開發(fā)的新產(chǎn)品。通過操作條 件的對比分析，可知使用銅基催化劑可大幅度節(jié)省投資費(fèi)用和操作費(fèi)用，降低成本。C, 壓力為25?32MPa(壽命為2?3年)；銅基催化劑具有良好的低溫活性，較高的選擇 性，通常用于低、中壓流程。綜上所述和借鑒大型甲醇合成企業(yè)的經(jīng)驗，（大型裝置不宜選用激冷式和冷管 式），設(shè)計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，因而是造價非常高的一種。 管板處的催化劑屬于絕熱段。在日產(chǎn)超過2000t時，往往需要并聯(lián)兩個。代表塔型有Lurgi公司的合成塔和三菱 公司套管超級合成塔，該塔是在列管內(nèi)再增加一小管，小管內(nèi)走進(jìn)塔的冷氣。日前大型裝置很少使用。冷管的結(jié)構(gòu)有逆流式、并流式和U型管式。目前，國內(nèi)外的大型甲醇合成塔塔型較多，歸納起來可分為五種：(1) 冷激式合成塔這是最早的低壓甲醇合成塔，是用進(jìn)塔冷氣冷激來帶走反應(yīng)熱。根據(jù)內(nèi)件的催化劑筐和換熱器的結(jié)構(gòu)形式不同，甲醇內(nèi)件份為若 干類型。甲醇合成反應(yīng)器實際是甲醇合成系統(tǒng)中最重要的設(shè)備。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。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，其活性明顯高于鋅格催化劑，反應(yīng)溫度低(240270176。、裝置組成及建設(shè)規(guī)模 (1) 年產(chǎn)30萬噸甲醇生產(chǎn)工藝流程的設(shè)計(2) 物料衡算、熱量衡算(3) 主要生產(chǎn)設(shè)備設(shè)計計算與選型(4) 編寫設(shè)計說明書(5) 繪制設(shè)計圖紙 設(shè)計重點(diǎn)：工藝流程的設(shè)計，工藝計算，合成塔設(shè)計計算與選型 生產(chǎn)能力：年產(chǎn)30萬噸甲醇，年開工日為330天。C,出塔溫度 255?！赌戤a(chǎn)30萬噸甲醇合成工段工藝初步設(shè)計》任務(wù)書。隨著石油和天然氣價格的迅速 上漲，煤制甲醇更加具有優(yōu)勢。此外，甲醇汽 油可直接利用現(xiàn)在所有中石油和中石化的輸配系統(tǒng)進(jìn)行快速推廣，推廣渠道會相對 便捷一些，推廣成本也非常小。我國現(xiàn)在提出了四個石油替代路徑： 天然氣替代、電動力替代、生物燃料替代和煤基燃料替代，煤基燃料替代包括煤制 天然氣、甲醇、二甲醚、合成油等。所以專家認(rèn)為，必須開拓甲醇作為車用燃料的用途， 即發(fā)展甲醇汽車才能使甲醇取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)報導(dǎo)，2000?2007年我國甲醇產(chǎn)能年均增長 %, 2007年我國共有甲醇生產(chǎn)企業(yè)177家，總規(guī)模已突破每年1600萬噸, 2010年總產(chǎn)能達(dá)到每年3000萬噸。近年來，我國甲醇市場非常紅火，甲醇價格持續(xù)上漲，甲醇生產(chǎn)裝置開工率不 斷提高，各地甲醇新建項目陸續(xù)開工。目前，人類己經(jīng)面臨著石油及天 然氣這一寶貴的化石能源在不斷的枯竭，根據(jù)我國提出的經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略， 需要合理有效地利用資源。年產(chǎn)30萬噸煤制甲醇合成工段工藝計110243105王二強(qiáng)應(yīng)用化工技術(shù)學(xué)生學(xué)號: 學(xué)生姓名: 專業(yè)班級: 指導(dǎo)教師:起止日期:化工設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書一、化工課程設(shè)計題目：年產(chǎn)30萬噸甲醇合成工段工藝的初步設(shè)計擬設(shè)計一年產(chǎn)量30萬噸/年煤制甲醇合成工段設(shè)計，廠址為陜西省咸陽市，年工作日以330天計。70年代兩次石油危機(jī)和石油價格的不斷上漲，讓世界各國充分認(rèn)識到當(dāng)今 社會將是能源結(jié)構(gòu)逐步向多元化結(jié)構(gòu)發(fā)展的時代。因此，充分利用豐富的 煤炭資源，大力發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)和新一代煤化工技術(shù)是非常必要的，既對我國合理 利用資源、有效利用能源和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實，又對保護(hù)國家能 源安全具有深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。由于對醇醚燃料需求的高度期待，我 國甲醇發(fā)展過熱，幾乎‘遍地開花”。甲醇作為最有希望代替汽油的并且將成為二十一世紀(jì)有競爭力的可選清潔燃 料，具有非常好的發(fā)展前景。另一方面，甲醇汽油的生產(chǎn)成本低，甲醇汽油價格更為 優(yōu)惠，更適用于老百姓的需求，更經(jīng)濟(jì)實惠。 如果甲醇汽油作為車用燃料相比于其他能源具有一定的優(yōu)勢，甲醇汽油也是一種液 體燃料，好多特性和汽油雷同，但比汽油更安全、更節(jié)能、更環(huán)保。煤在世界化石能源儲量中占有很大比重（我國 情況更是如此），而且煤制甲醇的合成技術(shù)很成熟。通過完成設(shè)計，可以知道甲 醇的用途；基本掌握煤制甲醇的生產(chǎn)工藝；了解國內(nèi)外甲醇工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀；以及 甲醇工業(yè)的發(fā)展趨勢。具體數(shù)據(jù)為入塔壓力 , MPa, MPa，入塔溫度225176。整個設(shè)計應(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，節(jié)能環(huán)保等思想，設(shè)計生產(chǎn)高質(zhì)量甲醇產(chǎn)品。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)。此外，由于壓力低，動力消耗降低很多，工藝設(shè)備制造容易。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)，選擇低壓 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—C4H9OH。內(nèi)件事由催化劑筐和換 熱器兩部分組成。按換熱器的形式分為列管式、螺旋板式、波紋板式等多種形式。(2) 冷管式合成塔這種合成塔源于氨合成塔，在催化劑內(nèi)設(shè)置足夠換熱面積的冷氣管，用進(jìn)塔冷 管來移走反應(yīng)熱。這種塔型碳轉(zhuǎn)化率較高但僅能在出塔氣中副產(chǎn) 。(4) 固定管板列管合成塔這種合成塔就是一臺列管換熱器，催化劑在管內(nèi)，管間（殼程)是沸騰水，將反 ?。固定管板列管合成塔雖然可用于大型化，但受管長、設(shè)備直徑、管板制 造所限。荅徑加大，管板的厚度也增加。C,不是將反應(yīng)熱移走而是水給反應(yīng)氣加熱。針對甲醇合成的特點(diǎn)釆用四床（或五床)內(nèi)換熱式合成塔。合成塔的選用原則一般為：反應(yīng)能在接近最佳溫度曲線條件下進(jìn)行，床層阻力 小，需要消耗的動力低，合成反應(yīng)的反應(yīng)熱利用率高，操作控制方便，技術(shù)易得， 裝置投資要底等。 ,對毒物敏感性小，操作的適宜溫度為350?400176。C,壓力為5?15MPa(—般壽命為2?3年)。制備工藝合理，使 該催化劑的活性、選擇性、使用壽命和機(jī)械強(qiáng)度均達(dá)到國外同類催化劑的先進(jìn)水平, 并且價格較低。用于低溫、低壓下由碳氧化物與氫合成甲醇，具有低溫活性 高、熱穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。外 觀： 有色金屬光澤的圓柱體 堆積密度： ?： 5x(^?5)mm 徑向抗壓強(qiáng)度：200N/cm 催化劑活性和壽命：在該催化劑質(zhì)量檢驗規(guī)定的活性檢測條件下，其活性為：表22XNC98型與C型催化劑的性能對比催化劑型號合成塔進(jìn)末期口溫度初加入量/()甲烷單耗/(tf1)甲純收率%甲純產(chǎn)率/甲純產(chǎn)量(Uf1)C210 224670210XCN98200 230900229通過對比，并結(jié)合生產(chǎn)實際可見，XCN98型催化劑具有以下性能優(yōu)點(diǎn)：（1） 易還原。C時： kg/()在正常情況下，使用壽命為2年以上。隨著可調(diào)溫區(qū)的增加，催化劑的使用壽命也相應(yīng)延長。50%負(fù)荷下，C型催化劑CO2加入量最高 不超過670kg/h，而XCN_98型催化劑則最高可達(dá)900kg/ho75%負(fù)荷時,使用XCN98 型催化劑，當(dāng)入塔氣中CO2組分體積分?jǐn)?shù)高達(dá)5%時，生產(chǎn)運(yùn)行情況仍良好，收率 和物耗都較低，催化劑仍能保持較高的活性，產(chǎn)品質(zhì)量符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求。一般而言，在催化劑的使用初期，反 應(yīng)溫度維持較底的數(shù)值，隨著使用時間的增加，逐步提高反應(yīng)溫度。C,熱點(diǎn)溫度 290176。C。早期的高壓法合成甲醇工藝采用的 是鋅基催化劑，由于活性差，需要在高溫高壓下操作，其操作壓力為25?35Mpa, 操作溫度350?420176。C,有較高的活性，對于規(guī)模小于30萬噸/a 的工廠，操作壓力一般可降為5Mpa左右；對于超大型的甲醇裝置，為了減少設(shè)備 尺寸，合成系統(tǒng)的操作壓力可以升至IOMpa左右。合成塔中氫氣過量，對減少副反應(yīng)是有 利的。所以二氧化碳的含量應(yīng)該盡可能低一些，一般不超過5%?？账俚倪x擇需要根據(jù)每一種催化劑的特性，在一個 相對較小的范圍內(nèi)變化。C,進(jìn)入甲 醇合成塔（R7001)內(nèi)，甲醇合成氣在催化劑作用下發(fā)生如下反應(yīng)：CO+ 2H2 =CH3OH+ Q CO2 + 3H2 = CH3OH +