【正文】 30 參考文獻(xiàn) [1] 沈佩芝 雷玉萍 甲醇市場(chǎng)狀況及科技開發(fā)進(jìn)展 [J] 化工進(jìn)展 2020 [2] 張子鋒 張凡軍甲醇生產(chǎn)技術(shù) [M] 北京化學(xué)工業(yè)出版社 2020 [3] 李 明 中國(guó)煤制甲醇的發(fā)展研究 [J] 潔凈煤技術(shù) 2020 [4] 段至誠(chéng) 赫文秀 甲醇的生產(chǎn)工藝及發(fā)展現(xiàn)狀 [J] 內(nèi)蒙古石油化工 2020 [5] 欒友順 葛慶杰 合成氣制甲醇銅基催化劑的研究新進(jìn)展 [期刊論文 ] [J]； 2020(2). [6] 潘國(guó)昌 郭慶豐 化工設(shè)備設(shè)計(jì) [M] 清華大學(xué)出版社 175 [7] 孫煦 孟夢(mèng) 陳國(guó)安 交通運(yùn)輸中的替代能源 —— 甲醇及其應(yīng)用前景分析 [J] 汽車科技 2020(06) [8] 劉光啟 馬連湘 劉杰 化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊(cè)（無機(jī)卷） [M] 化學(xué)工業(yè)出版社 — 27 [9] 劉光啟 馬連湘 劉杰 化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊(cè)（有機(jī)卷） [M] 化學(xué)工業(yè)出版社 — 324 [10] 馮元琦 李關(guān)云 甲醇生產(chǎn)操作問答 (第二版 ) [11] 鄭廣儉 張志華 無機(jī)化工生產(chǎn)技術(shù) [M] 北京化學(xué)工業(yè)出版社 2020 [12] 董大勤 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) [M] 化學(xué)工業(yè)出版社 2020 [13] 何銘新 錢可強(qiáng)編著 機(jī)械制圖第四版 ??M 高等教育出版社， [14] 張慶庚 李凡 李好管 煤化工設(shè)計(jì)基礎(chǔ) [M] 化學(xué)工業(yè)出版社， 2020:254278. [15] 刁玉瑋 王立業(yè) 喻健良 化工設(shè)備基礎(chǔ) [M] 大連理工出版社 2020:235276. [16] 陳英南 劉玉蘭編 化工單元設(shè)備的設(shè)計(jì) [M] 華東理工大學(xué)出版社 2020 [17] 唐倫成 化工原理課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明教程 [M] 哈爾濱工程大學(xué)出版社 2020 [18] 劉道德 《化工設(shè)備的選擇與設(shè)計(jì)》 [M] 中南大學(xué)出版社 2020 [19]房鼎業(yè) 甲醇生產(chǎn)技術(shù)及進(jìn)展 [M] 華東化工學(xué)院出版社 1990:7689 [20] Schmitt W M. [Biotechnical preparation system].. [J].Der Zahnarzt。 最終 本次設(shè)計(jì)選用氣相低壓法合成甲醇， 重點(diǎn)說明了低壓法生產(chǎn)甲醇的優(yōu)化工藝過程，此工藝工藝特點(diǎn)： ，設(shè)備投資低，設(shè)備易維護(hù) 。k) 氫氣 一氧化碳 二氧化碳 氮?dú)? 甲醇 甲烷 二甲醚 異丁醇 水 合計(jì) 1,54 出塔氣體溫度 255 C? ，即 則2Q?= ? = 19 ⑤ 全塔熱量損失的確定 全塔熱損失為 4%，即3Q?=（r ?? ?1） ? 4% =（ +64430190） ? 4% =⑥ 沸騰水吸收熱量的確定 由公式（ 31）可得 Q= ???? ??? 321 r =表 全塔熱量衡算一覽表 氣體 入塔氣體（ kJ/h） 出塔氣體（ kJ/h） 氣體顯熱 反應(yīng)熱 64430190 損失熱 蒸汽吸收熱 合計(jì) 水冷器熱量衡算 ① 水冷器熱平衡方程： 54321 Q ???? 式中： 1Q — 入換熱器氣體顯熱， kJ/h 2Q — 氣體冷 放熱， kJ/h 3Q— 出水冷器氣體顯熱， kJ/h 4Q — 粗甲醇液體顯熱， kJ/h 5Q— 冷卻水吸熱， kJ/h 20 ② 水冷器出口氣體顯熱的確定 表 水冷器出口氣體各組分熱容和熱量 氣體 熱容 kJ/(kmol k? ) 氣量 (kmol/h) 出塔熱量 kJ/( kh? ) 甲醇 氫氣 一氧化碳 二氧化碳 氮?dú)? 甲烷 合計(jì)：水冷器出口氣體顯熱 ( kh? )；出口溫度 40 C? ,出口氣體顯熱 =?=③ 出水冷器的粗甲醇液體熱 量的確定 表 出塔氣在水冷器中冷凝放熱量 氣體 汽化熱 (kJ/kg) 冷凝量（ kg/h） 放熱量（ kJ/h） 二甲醚 異丁醇 水 甲醇 合計(jì)：水冷器中冷凝放熱量為 表 粗甲醇中各組分液體顯熱 氣體 液體比熱容 kJ/(kg C?? ) 流量 (kg/h) 熱量 kJ/(h C?? ) 二甲醚 異丁醇 水 甲醇 合計(jì)：粗甲醇中各組分液體顯熱 =(h C?? ),粗甲醇溫度 40 C? ，即， 3Q =? = 21 ④ 水冷器冷卻水吸收的確定 由水冷器熱平衡方程可得： 54321 Q ???? 即 5Q =+? ? =⑤ 冷卻水用量的確定 入口冷卻水溫度 20 C? ,出口冷卻水溫度 35 C? ，平均比熱 (kg C?? )， 則)2035( ??=，即 52 ht/ 以上為年產(chǎn) 15 萬噸甲醇和成工藝中主要物料衡酸和熱量衡算。 所以： 出塔 醇后G G% 4 5 8 ? =% G 醇后 =G 新鮮 (G 醇 ＋ G 副 ＋ G 擴(kuò) )+GCH4= + = Nm3/h 所以： G 出塔 ＝ G 循環(huán)氣 = G 出塔 G 醇后 G 生成 +GCH4G 溶解 =+ = 甲醇生產(chǎn)循環(huán)氣量及組成見表 表 甲醇生產(chǎn)循環(huán)氣量及組成 組分 CO CO2 H2 N2 CH4 CH3OH H2O 合計(jì) 流量：Nm3/h 組成 %(V) 100 G 入塔 = G 循環(huán)氣 +G 新鮮氣 =+ = Nm3/h 14 由表 及表 得到表 。 精甲醇中甲醇含量 (wt)： % 粗甲醇組成 (wt)： [Lurgi低壓合成工藝 ] 甲醇： % 輕組分 [以二甲醚 (CH3)2O 計(jì) ]： % 重組分 [以異丁醇 C4H9OH 計(jì) ]： % 水： % 所以：時(shí)產(chǎn)精甲醇： 24300 1000150000?? = 時(shí)產(chǎn)粗甲醇： ? = Kg/h 根據(jù)粗甲醇組分，算得各組分的生成量為： 甲醇 (32)： Kg/h 二甲醚 (46)： Kg/h 異丁醇 (74)： 水 (18)： Kg/h kmol/h Nm3/h 根據(jù)第一章的反應(yīng)原理計(jì)算 生產(chǎn)中，測(cè)得每生產(chǎn) 1 噸粗甲醇生成甲烷 Nm3,即 kmol，故 CH4 每小時(shí)生成量為： ?= Nm3，即 kmol/h， Kg/h。其單位是 3m （標(biāo)） /（ 3m 催化劑 h? ）時(shí)，簡(jiǎn)寫為 h1 在甲醇生產(chǎn)中，氣體一次通過合成塔僅能得到 3%～ 6%的甲醇，新鮮氣的甲醇合成率不高，因此新鮮氣必須循環(huán)使用。 由于二氧化碳的比熱容較一氧化碳高，其加氫反應(yīng)反應(yīng)熱效應(yīng)卻較少，故原料氣中有一定二氧化碳含量時(shí)，可以降低反應(yīng)峰值溫度。 ③ 原料氣組成 甲醇合成反應(yīng)原料氣的化學(xué)計(jì)量比為 H2:CO=2:1。其后隨著催化劑老化程度的增加，反應(yīng)溫度也需相應(yīng)提高。合成甲醇反應(yīng)是一個(gè)可逆放熱反應(yīng)，反應(yīng)速率隨溫度的變化有一最大值，此最大值對(duì)應(yīng)的溫度即為最適宜反應(yīng)溫度。硫、氯、磷、等都是甲醇合成催化劑的毒性物質(zhì)，清除這些物質(zhì)，首先從 占毒物比例最大的硫著手，所以繼從原料氣制造得到合成原料氣之后，第二個(gè)工序就是脫硫、在脫硫過程中，其他毒物也應(yīng)大部分被脫除，原料氣初步得到凈化 [4]。 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℃ )。傳統(tǒng)甲醇合成反應(yīng)器有 ICI 的冷激型反應(yīng)器、 Lungi 的管殼式反應(yīng)器、 Topsdpe 的徑向流動(dòng)反應(yīng)器等 近期出現(xiàn)的新合成甲醇反應(yīng)器有日本東洋工程 (TEC)的 MRF— Z反應(yīng)器等，而反應(yīng)技術(shù)方面則出現(xiàn)了 Lurgi推出的水冷一氣冷相結(jié)合的新流程。經(jīng)甲醇制烯烴工藝，甲醇可以轉(zhuǎn)化為基本石油化工原料乙烯、丙烯，并延伸加工成一系列衍生物。由甲醇生產(chǎn)的重要有機(jī)化合物包括醋酸、甲醛、甲胺、甲烷氯化物、甲酸、甲酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、二甲醚、二甲基甲酰胺、二甲基亞楓、碳酸二甲酯、聚乙烯醇等。甲醇與水互溶，在汽油中也有較大的溶解度。二元醇以上統(tǒng)稱多元醇。 甲醇作為重要有機(jī)化工原料和優(yōu)質(zhì)燃料，主要用于制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫酸二甲脂等多種有機(jī)產(chǎn)品，也是農(nóng)藥、醫(yī)藥的重要原料之一。甲醇化工是許多工業(yè)國(guó)家竟相開發(fā)的一個(gè)十分重要的領(lǐng)域。此塔形似列管式換熱器，在塔內(nèi)列管中裝填催化劑，管間為沸騰水，原料氣進(jìn)入塔內(nèi)列管中發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)； 由要求的年產(chǎn)量，計(jì)算合成塔物料衡算、熱量衡算、相關(guān)參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)估算或?qū)嶒?yàn)資料， 經(jīng)由計(jì)算分析確定各個(gè)設(shè)備的技術(shù)參型。甲醇是由煤氣化或天然氣轉(zhuǎn)化生成合成氣合成的化工產(chǎn)品，它既是一種重要的、需求量巨大的基本有機(jī)化工原料，也是一種新型的清潔能源。 Low tension method。 CO 加氫可制得甲醇，這就構(gòu)成了碳一化工的基本原料。醇是由烴基和羥基兩部分組成。 物理化學(xué)屬性：甲醇是一種無色、透明、易燃、易揮發(fā)的有毒液體，略有酒精氣味。 甲醇應(yīng)用十分廣泛，在石油化工、醫(yī)藥、輕紡、生物化工以及能源、交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)均有廣泛用途，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位 [1]。 ③ 甲醇作 為精細(xì)化工與高分子化工的主要原料 甲醇作為基本有機(jī)化工原料之一，主要用于生產(chǎn)酚醛樹脂、甲醛塑料等高分子材料和粘合劑等精細(xì)化工產(chǎn)品。 甲醇生產(chǎn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展 （ 1）二次轉(zhuǎn)化和自轉(zhuǎn)化工藝 合成氣發(fā)生占甲醇裝置總投資的 50％ ~60％，所以許多工程公司將其視為技術(shù)改進(jìn)重點(diǎn)。特別是生成甲醇的反應(yīng)是一個(gè)強(qiáng)放熱，不利于反應(yīng)溫度的控制，而且生成甲醇不能隨產(chǎn)品冷凝，甲醇在循環(huán)系統(tǒng)中循環(huán)，更不利于主反應(yīng)的化學(xué)平衡和反應(yīng)速率 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 [3]。 目前，甲醇的生產(chǎn)方法還主要有 ① 甲烷直接氧化法： 2CH4+O2→2CH 3OH.②由一氧化碳和氫氣合成甲醇， ③ 液化石油氣氧化法