【正文】 問題， 100 多年來發(fā)展遲緩。 （ 1）曝氣法 曝氣法屬好氧生物化學處理工藝。 （ 2）厭氧法 (UASB 工藝 ) 厭氧法屬生化處理。甲醇殘液處理回收技術的發(fā)展，對促進甲醇工業(yè)的發(fā)展及環(huán)境保護有著重大意義。所以當熱、冷流體間溫差超過 50℃時應有減小熱應力的措施，稱“熱補償”。 U型管式： U型管式換熱器每根管子都彎成 U 型，管子的進出口均安裝在同一管板上。操作時，管壁溫度是由管程與殼程流體共同控制的，而殼壁溫度只與殼程流體有關，與管程流體無關。 管殼式換熱器工藝設計 熱交換器是進行熱交換操作的通用工藝設備 ,被廣泛應用于各個工業(yè)部門 ,尤其在石油、化工生產中應用更為廣泛。 表 成分 含量（ wt%） N2 Ar CO2 CH3OH CH3OCH3 CH3COCH3 C2H5OH C4H9OH H2O 合計 100 物料衡算 按精甲醇年產量 50 萬噸計算，粗甲醇中甲醇含量為 %。 對于完成某一任務的換熱器 ,往往有多個選擇 ,如何確定最佳的換熱器 ,是換熱器優(yōu)化的問題 ,即采用優(yōu)化方法使設計的換熱器滿足最優(yōu)的目標函數(shù)和約束條件。固定管板式列管換熱器常用“膨脹節(jié)”結構進行熱補償。 固定管板式：管子兩端與管板的連接方式可用焊接法或脹接法固定。但這種補償方式仍不適用于熱、冷流體溫差較大（大于 70℃）的場合，且因膨脹節(jié)是承壓薄弱處，殼程流體壓強不宜超過 6at。這就是固定管板式名稱的由來。 （ 3）熱解氯化法處理工藝 精甲醇工段殘液送殘液貯槽后，用泵送造氣工段廢熱鍋爐汽包 (～ MPa且， 150℃～ l60℃ )，殘液在此汽化，汽化后的含醇蒸汽卸壓至 MPa 后送煤氣爐熾熱高溫炭層 (1000～ 12O0℃ )裂解燃燒，生成合成氨原料氣 (CO+ H2)。使曝氣池中活性污泥不斷翻騰，并提供足夠的氧。 厭氧接觸法是在普通消化池基礎上發(fā)展起來的，由于增加了混合液沉淀和污泥回流措施，提高了消化池內污泥濃度，在一定程度上提高了設備的有機負荷和 安徽建筑工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 24 處理效率。 （ 6）注意環(huán)境保護。 50 萬噸 /年甲醇精餾工段及加壓塔冷卻器設計 23 (a) 為高壓塔、中壓塔和回收塔選擇合適的操作壓強，以便于在高壓塔頂端和中壓塔的底部、中壓塔的頂端和常壓塔的底部和高壓塔底部和回收塔的底部形成合適的溫度差。穩(wěn)態(tài)過程模擬表明：熱交換器之間的溫度差適宜，允許有效傳熱。設計的一臺加壓塔進料 /釜液換熱器，盡量降低進料和進料口處的溫差，從而提高了加壓塔和常壓塔的分離效率。 經加壓塔分離后，塔頂氣相為甲醇蒸汽，與常壓塔塔釜液換熱冷卻后， 部分返回進行回流，部分采出作為精甲醇產品，經冷卻至 40℃送中間罐區(qū)產品罐，塔釜出料液在換熱器中與進料換熱后作為常壓塔的進料。 ②加水萃取，脫除與甲醇沸點相近的輕餾分。常壓塔采出的乙醇和異丁基油經雜醇油冷卻器冷卻流入異丁基油貯槽。塔頂氣相經脫醚塔冷凝器、排氣冷凝器冷卻 ，不凝氣送硫回收，冷凝液流入脫醚塔回流槽。 50 萬噸 /年甲醇精餾工段及加壓塔冷卻器設計 17 （ 1）在預蒸餾塔中脫除輕組份時，結合流程特點，嚴格控制塔頂回流系統(tǒng)的冷凝溫度，盡可能脫除部份乙醇。盡管國內粗甲醇的生產多樣 , 粗甲醇的質量也有較大差異 , 但經雙塔精餾后精甲醇的質量 , 除去乙醇含量之外 , 基本能達到國內一級品標準見表 ,已能較廣泛地滿足甲醇的用途。 ④ 營銷模式：自行銷售 VS 專業(yè)銷售商 安徽建筑工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 14 據正智遠東公司調查，盡管我 國已成為最主要的甲醇生產國，但目前國內甲醇生產企業(yè)還屬內向型企業(yè)，產品幾乎全部面向國內市場，建設項目的市場分析和決策幾乎也全部依賴于國內市場，出口量微乎其微，根本無暇顧及到國際市場上的需求和變化。據統(tǒng)計，從中東、中南美洲和澳洲地區(qū)將甲醇運到亞洲主港地每噸產品的運費只有 25美元左右，運輸費用較低。我國小型聯(lián)醇裝置每噸產品耗能則高達 70 50 萬噸 /年甲醇精餾工段及加壓塔冷卻器設計 13 吉焦。規(guī)模擴大后，可降低單位產品的投資和成本。 ② 國內煤氣凈化技術 甲醇粗煤氣脫硫脫碳凈化與合成氨是相同的，只是不需要液氨洗。等溫合成塔：副產中壓蒸汽的管殼式合成塔，中壓蒸汽壓力為 ~，單塔生產能力最高可達 1200MTPD。超級甲醇合成塔的特點是：采用雙管套，催化劑溫度均勻，單程轉化率高，合成塔出口濃度最高可達 14%vol。 ④ TEC 甲醇技術特點 50 萬噸 /年甲醇精餾工段及加壓塔冷卻器設計 11 合成工藝采用 ICI低壓甲醇技術。因此，精餾消耗的低壓蒸汽很少。 ② Lurgi 甲醇技術 Lurgi 公司的合成有自己的特色，即有自己的合成塔專利。因此國外公司的甲醇技術均集中于天然氣制甲醇，國際上廣泛采用的先進的甲醇生產工藝技術主要有： DAVY、 TOPSOE、 Uhde、 Lurgi 公司甲醇技術等，不 安徽建筑工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 10 同甲醇技術的消耗及能耗差異不大，其主要的差異在于所采用的主要設備甲醇合成塔的類型不同。目前燃料甲醇與甲醇汽車經 20 年的探索與試用 , 技術已相當成熟 , 推廣阻力來自缺少政策扶持和目前高價位兩方面?？陀^地 說 , 雖然甲醇行業(yè)發(fā)展很快 , 但整體 50 萬噸 /年甲醇精餾工段及加壓塔冷卻器設計 9 水平仍然較低 , 尤其是煤炭、動力、運費等價格的上漲 , 使得甲醇生產成本在不斷增加。國內甲醇裝置開工率低的主要原因是我國聯(lián)醇裝置產能約占總產能的 50%左右 , 多數(shù)聯(lián)醇裝置規(guī)模小、產品成本高、缺乏競爭力 , 造成開工嚴重不足。 2020 年全國生產能力已超過6000kt/ a。甲醇制低碳烯烴 (MTO/MTP)項目將成為眾多煤化工項目產業(yè)鏈中的重要一環(huán)。使用這種燃料汽車發(fā)動機無需改裝，燃料辛烷值高，造成空氣污染遠比柴油、汽油要小，該項科技成果對緩解我國燃油短缺，促進煤炭深加工和環(huán)境保護有重要意義。 甲醇也是一種重要的有機溶劑，其溶解性能優(yōu)于乙醇，可用于調制油漆。分子為極性分子。熔點 ℃ 。 應用 aspen 對五塔流程全程進行了初步的物料衡算，并且對加壓塔甲醇冷卻器進行了 初步的設計。最后繪制出五塔工藝的 PFD 圖、加壓塔 PID圖、設備圖和設備布置圖。沸點 ℃ 。最早從木材干餾得到所以又稱木醇或木精。一些無機鹽如碘化鈉、氯化鈣、硝酸銨、硫酸銅、硝 酸銀、氯化銨、氯化鈉都或多或少地能 溶于甲醇。在宇宙航空 中甲醇能作火箭燃料。 國外研究實踐表明，用甲醇生長促進劑噴施在不同的農作物上，可以大量增產。規(guī)模在 200kt/ a 的僅兩套 , 分別在上海焦化有限公司和陜西榆林天然氣公司 , 另外 , 內蒙古蘇里格天然氣化工股份有限公司建有一套 180kt/ a 裝置。近年我國甲醇需求迅速增長 , 消費量已由 1998年的 2151kt 增長到 2020 年的 6705. 80kt, 1998～ 2020 年均增長速度為 17. 7% 。 甲醇的下游衍生物主要有甲醛、醋酸、 MTBE、甲胺、對苯二甲酸二甲酯、聚乙烯醇、甲烷氯化物、甲基丙烯酸甲酯、硫酸二甲酯、碳酸二甲酯等。在汽油中添加 15% 以下的甲醇可明顯地改善排放尾氣的污染物含量 , 對汽車發(fā)動機也無需作較大的變動 , 油耗亦無明顯變化 , 未充分燃燒的甲醇與甲醛在排放的尾氣中增加亦不明顯。 ① DAVY 甲醇技術特點： DAVY 低壓甲醇合成技術的優(yōu)勢在于其性能優(yōu)良的低壓甲醇城城催化劑，合成壓力 — 10MPa，大規(guī)模甲醇生產裝置的合成壓力為 8— 10MPa。其特點是合成塔為列管式，副產蒸汽。 ③ TOPSOE 的甲醇技術特點 TOPSOE 公司為合成氨、甲醇工業(yè)主要的專利技術商及催化劑制造商。精餾采用 Lurgi 公司的技術，合成采用ICI低壓甲醇合成催化劑。合成系統(tǒng)循環(huán)量比傳統(tǒng)技術大為減少，所消耗補充氣最少。設備投資高。國內主要 安徽建筑工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 12 的凈化技術有低溫甲醇洗、 MDEA、 NHD，對于中小廠也有脫硫用 ADA、 PDS、脫碳用熱甲堿、 PC、 MDEA 技術。 充分回收系統(tǒng)的熱量。而國外大型甲醇裝置基本都以天然氣為原料，并且每噸產品能耗只有 25～30吉焦，耗天然氣 760～ 920 立方米，耗水 10～ 15噸。 而且，在物流方面，即使條件好的國內甲醇企業(yè)也僅有廠內儲運和鐵路裝運設施，國內目前還沒有全國性更沒有世界性的甲醇中轉運輸基地，沒有甲醇大型專用運輸工具。 綜上所述，我們可以發(fā)現(xiàn)，我國國內的甲醇生產技術以及相應的經營、銷售、運輸模式距離國外的技術還是有一定的差距的，因此還需要我們不斷地努力以縮小差距。 精 甲醇中的乙醇含量多少，與粗甲醇中的乙醇含量有關 。 （ 2）提高主蒸餾塔回流比，將沸點高于甲醇的乙醇組份大部份壓至塔的下部，使其濃集于入料口附近或接近塔釜的提餾段內，以提高塔頂精甲醇的純 度。在脫醚塔回流槽中，槽底甲醇液用脫醚塔回流泵打入脫醚塔回流；中上部的雜醇流入油水中間槽。 雙塔精餾生產的精甲醇產品中乙醇和有機物雜質含量只能控制在一定范圍， 50 萬噸 /年甲醇精餾工段及加壓塔冷卻器設計 19 根據粗甲醇質量的不同，精甲醇中乙醇的含量約為 100~600 mg／ kg；三塔精餾生產的精甲醇質量一般能夠達到美國 AA級標準。 ③除去其他輕組分雜質。 在常壓塔中甲醇與輕、重組分及水得以徹底分離，塔頂氣相為含微量不凝氣的甲醇蒸汽，經冷凝后，不凝氣通過火炬排放，冷凝液部分返回作為回流液，部 50 萬噸 /年甲醇精餾工段及加壓塔冷卻器設計 21 分作為精甲醇產品，經冷卻至 40℃送中間罐區(qū)產品罐，塔下部側線采出雜醇油作為回收塔的進料。 （ 4）在常壓精餾塔提餾段雜醇油濃縮區(qū)設采出口，及時地將難分離的低沸點共沸物 雜醇油采出，從而有效地降低了常壓塔的 分離難度，減小了操作回流比，達到了節(jié)能、提高收率的目的 。經濟分析表明，五塔工藝能源消耗比四塔工藝少%，運營成本節(jié)省顯著，在經濟上可 行。 (b) 為了滿足多效精餾熱集成的需求，確定除預塔以外所有塔塔頂回收甲醇的占甲醇產量比例。 甲醇精餾殘液回收技術 在甲醇精餾的過程中，我們在追求高產量高效率的同時，不能忽略了這帶來的環(huán)境污染問題。加之允許進水中含有較高的懸浮固體，運行中具有較大的緩沖能力 ，過程穩(wěn)定以及操作簡單等優(yōu)點，在工業(yè)上得到了廣泛的應用。水從曝氣池出來夾帶一部分活性污泥，進沉淀槽沉淀分離，經分離后的水經原水槽和過濾器外排。 整個裝置流程簡單，工藝成熟，運行安全，穩(wěn)定可靠，對設備無明顯腐蝕，投資步，運行費用低；廢鍋間斷排污符合國家 GB897888 標準。操作時，管壁溫度是由管程與殼程流體共同控制的，而殼壁溫度只與殼程流體有關，與管程流體無關。 浮頭式：其特點是有一端管板不與外殼相連，可以沿軸向自由伸縮。殼體則同管板焊接。圖所示的為具有膨脹節(jié)的固定管板式換熱器，即在殼體上焊接一個橫斷面帶圓弧型的鋼環(huán)。在換熱器設計中 ,最優(yōu)目標 函數(shù)是指包括設備費用和操作費用在內的總費用最小。 3．精餾工段產品為精甲醇，其甲醇含量不小于 %(重量百分含量 )。但這種補償方式仍不適用于熱、冷流體溫差較大（大于 70℃）的場合，且因膨脹節(jié)是承壓薄弱處，殼程流體壓強不宜超過 6at。這就是固定管板式 安徽建筑工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 26 名稱的由來。浮頭式換熱式應用較為普遍，但結構復雜，造價較高。熱應力大時可能 使管子壓彎或把管子從管板處拉脫。厭氧法和熱解氧化法具有推廣實用性，厭氧法適用范圍更廣， 任何甲醇生產廠均可采用，熱解氧化法適合于采用煤焦為原料制半水煤氣及水煤氣的廠家。或經脫水槽后