【正文】 hanol refining to the alcohol content of % purity. According to the modern understanding of the methanol distillation process design, methanol tower distillation technology for its low energy consumption, product quality good advantage ahead of other technology. So this design USES three tower distillation process. We39。所以本設計采用三塔精餾工藝。甲醇合成工藝選擇Luigi低壓合成，合成氣于5MPa、220℃下進入Luigi管殼式反應器。中低壓、銅基催化劑的條件有利于甲醇合成。泰山醫(yī)學院本科畢業(yè)設計 學號: 題目： 年產(chǎn)10萬噸甲醇合成工藝流程設計 院（部）系所 學 專 業(yè)年級、班級完成人姓名指導教師姓名專業(yè)技術職稱 年 月 日摘要本設計重點描述了甲醇合成工藝流程。其中，甲醇合成催化劑和工藝選擇關系著甲醇合成產(chǎn)量。造氣選用煤作原料，得到的粗煤氣經(jīng)脫硫、脫碳等凈化操作后進入合成塔合成甲醇。根據(jù)現(xiàn)代對甲醇精餾工藝設計的了解，甲醇三塔精餾技術以其能耗低、產(chǎn)品質(zhì)量好的優(yōu)點領先于其他工藝。通過本次設計，對合成甲醇以及提純甲醇有更深刻的認識。three tower distillation 。1966年英國ICI公司開發(fā)成功了以天然氣為原料，采用冷激式絕熱反應器在250℃、5MPa和銅基催化劑存在下合成甲醇技術，簡稱ICI低壓合成法?，F(xiàn)在國際上標準甲醇裝置的生產(chǎn)規(guī)模為2500～3000t/d，最近在天然氣豐富廉價地區(qū)投資建設的裝置規(guī)模都在5000t/d的水平，由此可見，目前甲醇裝置建設正向大型化的規(guī)模經(jīng)濟發(fā)展。采用原料氣冷激和列管式反應器很難實現(xiàn)等溫條件的操作，反應器出口氣中甲醇的含量偏低，%～%。滴流床反應器與傳統(tǒng)的固定床反應器結構類似，由顆粒較大的催化劑組成固定層，液體以液滴的方式自上而下流動，氣體一般也是自上而下流動，氣體和液體在催化劑顆粒間分布。但至今未見到工業(yè)應用的報道。2. 甲醇合成 合成反應熱力學合成甲醇的主要化學反應為CO和H2在多相銅基催化劑上的反應： 反應氣體中含有CO2時，發(fā)生以下反應： 同時CO2和H2發(fā)生CO的逆變換反應：反應過程中除生成甲醇外，還伴隨一些副反應的發(fā)生，生成少量的烴、醇、醛、醚、酸和酯等化合物。 合成反應動力學20世紀30年代就有人開始研究CO加氫合成甲醇的反應機理和動力學行為。實際的多相催化反應過程中，還存在許多過渡反應和平衡。 鋅鉻催化劑鋅鉻（ZnO/Cr2O3)催化劑是一種高壓固體催化劑。 銅基催化劑銅基催化劑是一種低壓催化劑，其主要成分為CuO/ZnO/Al2O3。反應器出口氣體中，甲醇含量僅為3%～6%，未反應的CO、CO2和H2需與甲醇分離，然后進一步壓縮循環(huán)到反應器中。兩種催化劑的比較見表11。目前，世界上約70%的甲醇生產(chǎn)采用英國ICI公司的中、低壓法生產(chǎn)，規(guī)模從50t/d到2500t/d。隨著碳一化工的發(fā)展，由甲醇出發(fā)合成乙二醇、乙醛、乙酸等工藝日益受到重視。隨著科學技術的發(fā)展和進步，甲醇的化學加工和工業(yè)應用的新領域不斷被開發(fā)出來，甲醇后加工的深度和廣度正在發(fā)生深刻的變化。 液體原料有石腦油、重油、渣油等。但是，隨著能源的緊張，石油價格的大幅增長，世界煤的儲藏量遠遠超過天然氣和石油，我國情況更是如此。一般合成甲醇的原料氣中含有氫、一氧化碳和二氧化碳，所以應滿足式。為了滿足氫碳比，如果原料氣中氫碳不平衡，當氫多碳少時，則在制造原料氣時，還要補碳，一般采用二氧化碳，與原料同時進入轉化設備，反之，如果碳多，則在以后的工序要脫去多余的碳（以CO2形式）。水煤漿通過煤漿泵加壓后與高壓氧氣一起通過燒嘴進入氣化爐，、溫度為1300～1500℃下進行氣化反應。離開激冷器的粗煤氣通過文丘里洗滌器和洗滌塔除去灰塵和冷卻后去CO變換工序，所得水煤氣的組成為：CO44%～51%，CO213%～18%，H235%～36%，%，%，%。甲醇的合成是可逆放熱反應，為使反應達到較高的轉化率，應迅速移走反應熱，本設計采用Lurgi管殼式反應器，管程走反應氣，殼程走4MPa的沸騰水。合成主反應：主要副反應：3. 精餾工段 精餾工段工藝流程圖如下圖所示。塔頂設置兩個冷凝器5。由預精餾塔1塔底出來的預后甲醇，經(jīng)加壓塔進料泵升壓后，進入第一主精餾加壓塔2，塔頂甲醇蒸汽進入冷凝再沸器7，即第一精餾加壓塔2的氣相甲醇又利用冷凝潛熱加熱第二精餾常壓塔3的塔釜，被冷凝的甲醇進入回流槽4，在其中稍加冷卻，其余部分經(jīng)加壓塔精甲醇冷卻器9冷卻至40℃后作為成品送至精甲醇計量槽。從常壓塔塔頂出來的甲醇蒸汽經(jīng)常壓塔冷凝器冷凝冷卻到40℃后，進入常壓塔回流槽，再經(jīng)常壓塔回流泵加壓，一部分送至常壓塔塔頂作回流，其余部分送至精甲醇計量槽。汽提塔塔底用低壓蒸汽加熱的熱虹吸式再沸器向塔內(nèi)提供熱量，塔底下部設有測線，采出部分雜醇油，并與塔底排出的含醇廢水一起進入廢水冷卻器冷卻到40℃，由廢水泵送至污水生化處理裝置。,40℃時各組分在甲醇中的溶解度見表31。設出塔氣量為G出塔。表36 單位：組分COCO2H2N2CH4ArCH3OHH2OC4H9OH（CH3）2O合計入塔消耗生成出塔組成%微100甲醇分離器出口氣體和液體產(chǎn)品的流量及組成見表37。(1) 進料 A 加壓塔：預后粗甲醇 B 常壓塔：(2) 出料 A 加壓塔：塔頂 塔釜 B 常壓塔：塔頂 塔釜 甲醇 水 NaOH 高沸物 根據(jù)以上計算得到表311。 全塔效率的估算全塔平均溫度為：℃℃3. 精餾段與提餾段的體積流量 精餾段已知精餾段的數(shù)據(jù)如下表42。表45 提餾段的氣、液相負荷名稱液相氣相平均摩爾質(zhì)量kg/kmol平均密度kg/m3體積流量m3/h4. 塔徑計算本設計采用F1重型浮閥塔，全塔選用標準結構，板間距，板上液層高度。該設計可以取清液層高度，選用單溢流弓形降液管，不設進口堰。 (3) 液面表面張力所造成的阻力此阻力很小，忽略不計。7. 塔板負荷性能圖 霧沫夾帶線泛點率 按泛點率為80%計算如下：整理，得： (1)由式(1)知霧沫夾帶線為直線，則在操作范圍內(nèi)任取兩個值，依式(1)算出相應的值列于表46中。 液相負荷上限線液體的最大流量應保證在降液管中停留時間不低于3～5s。 漏液線對于F1型重閥，依計算，則。取E=1，則 (5)根據(jù)表447及式(3)、(4)、(5)可分別作出塔板負荷性能圖上的(1)、(2)、(3)、(4)及(5)共五條線，見圖41。由于塔內(nèi)的甲醇水混合液較清潔，不需要經(jīng)常清洗內(nèi)部物件，所以可以沒隔8塊塔板設一個人孔。理論板數(shù)18（含冷凝器、再沸器），進料板位置10，物性方法NRTL。另外，在校圖書館查找資料的時候，圖書館的老師也給我提供了很多方面的支持與幫助。 由于我的學術水平有限，所寫論文難免有不足之處，懇請各位老師和學友批評和指正！