【導讀】民經濟中占有十分重要的地位。近年來，隨著甲醇下屬產品的開發(fā)，特別是甲醇燃料的。推廣應用，甲醇的需求大幅度上升。為了滿足經濟發(fā)展對甲醇的需求，開展了此60000t/a. 本設計采用聯(lián)醇工藝合成甲醇，對全工段的物料和能量進行了衡算，設計。計算了主體設備-并流三套管甲醇合成塔。分析了以煤為原料合成甲醇的可行性和經濟。機化工產品，在化工、醫(yī)藥、輕紡、國防等許多工業(yè)部門有著重要用途。機化工原料中，其消費量僅次于乙烯、丙烯和苯，畏懼第四位。在化工生產中，甲醇主要用于制造甲。甲酯、甲基丙烯酸甲酯等一系列有機產品。燃料的發(fā)展趨勢，其需求量十分巨大，在能源方面的消耗遠遠超過其在其他方面的用量。運行，用甲醇制取微生物蛋白作為飼料乃至食品添加劑也有著巨大的市場潛力。甲醇產量僅為萬噸左右。年，這種高壓法工藝是合成甲醇的唯一方法。國際上標準甲醇裝置的生產規(guī)模。反應氣的循環(huán)量大。

　　

【正文】 220020200 1 13MNiMoNbR 8 T0404 甲醇回收塔 ￠ 320024000 1 13CrMo44 9 T0405 常壓精餾塔 ￠ 400028000 1 13MNiMoNbR 10 E0401 換熱器 ￠ 320028000 1 13CrMo44 11 V0403 精甲醇貯罐 V=20200 m3 2 注：以上裝置配備參照東方化肥廠甲醇生產裝置 29 第六章 . 合成車間設計 廠房的整體布置設計 根據(jù)生產 工藝流程﹑生產特點﹑生產規(guī)模和建筑結構等來進行整體布置設計。 （ 1）由于塔不太高高，可采用單層廠房，但設備不多，因此采用單層廠房與多排設備相結合的方式。 （ 2）由于合成車間流程簡單，操作人數(shù)不多，因此在布置時可只安排控制室，廁所等生產輔助設施和行政設施，至于配電室﹑機修室﹑化驗室可以與其他車間共用，在此不做考慮。 （ 3）根據(jù)車間設備情況，廠房采用 6 米的柱網，廠房寬度也采用 6 米（一跨）廠房分為 1 層，每層高度為 4 米。 合成車間設備布置的設計 車間設備布置的設計，是在滿足生產工藝要求的基礎上， 綜合考慮設備安裝與檢修、安全生產、操作及發(fā)展情況來進行的。 （ 1）采用流程式布置， 甲醇膨脹槽和壓縮機放、換熱器排放在一邊，把甲醇原料氣的過濾、脫硫塔和甲醇合成塔放在另一邊，甲醇貯槽安裝在室外，精餾的操作流程安排在下一車間。 （ 2） 甲醇膨脹槽和壓縮機安排在一邊，主要考慮到它們笨重、體積大小等問題； （ 3） 為了便于流體流動甲醇分離器安裝在甲醇膨脹槽的頂上，水冷器安裝在甲醇分離器頂上。 第七章 . 安全生產及環(huán)境保護 甲醇合成廠具有高溫高壓、易燃易爆、連續(xù)性強等生產特點，且生產工藝過程復雜，流程長，工藝參 數(shù)嚴格，操作技術要求高，具有高度的連續(xù)性。因此甲醇的生產過程中存在許多危險因素。 常見有毒物質的危害及防治 常見有毒物質的危害 30 1. 一氧化碳 一氧化碳是一種無色、無味、無嗅的氣體。易燃、易爆，其爆炸極限為 %～ 75%。一氧化碳進入血液中與血紅蛋白（ Hb）結合成難解離的碳氧血紅蛋白（ COHb），使血紅蛋白失去攜帶氧的能力，造成組織器官缺氧。中毒表現(xiàn)為頭暈、惡心、心悸、神志恍惚等癥狀?？諝庵性试S CO 濃度《 30mg/m3. 2. 硫化氫 硫化氫有強烈的臭雞蛋味，她是一種強烈的神 經毒物，與人體細胞色素氧化酶中的鐵作用，引起組織缺氧而造成呼吸困難。大量吸入會引起肺水腫，對人體的粘膜有刺激作用，引起角膜炎和結膜炎。硫化氫在空氣中的允許濃度為 3. 甲醇 甲醇在常溫下為無色透明液體，稍具酒精的芳香。甲醇主要作用于神經系統(tǒng)，具有明顯的麻醉作用，對視神經和視網膜具有特殊的選擇作用?？蓪е乱暽窠浳s，嚴重者可致失明。蒸汽在空氣中最高允許濃度為 。 甲醛是一種無色，有強烈刺激性氣味的氣體。甲醛屬于原生質毒物，對皮膚、粘膜有強烈的刺激作用。甲醛在體內分解為 甲醇，進一步氧化為甲酸，故不僅對機體有甲醇性質的麻醉作用，還可導致酸中毒。 有毒物質中毒的預防 化工生產具有的特點是：易燃易爆、有毒、有腐蝕性物質較多，高溫、高壓設備多，所以化工生產必須正確組織。工作人員設備操作設備的熟練技術，了解原材料的產品危險性和有關知識，遵循外傷、中毒和爆炸事故的應急措施，以及高壓容器安全技術規(guī)程。 預防原則 1 加強安全衛(wèi)生管理，急性中毒事故多因工人違章操作、設備管道有泄露等原因造成，所以，加強基礎安全衛(wèi)生管理十分必要。建立健全各種規(guī)章、制度，貫徹各級 崗位責任制。 2 依靠科學技術，提高防毒水平。 3 加強衛(wèi)生保健措施，在合成氨廠中實行健康監(jiān)護，開展健康教育以及安全衛(wèi)生培訓等，提高個人防毒意識和技能。 預防中毒的安全要點 1 嚴格執(zhí)化工部《化工企業(yè)安全管理制度》 [（ 91）化勞字第 247 號文 ]，及 ―禁令 ‖中的進塔入罐 ―八個必須 ‖。 2 消除跑冒滴漏，按無泄露工廠的標準進行設備和管道的管理。 31 3 按化工部《甲醇生產安全操作規(guī)程》的規(guī)定，定期、定點進行塵毒監(jiān)測，超標必須整改。 4 普及自救互救知識與技術，特別是口對口人工呼吸法，要求每個職工都能掌握 。 加強對防護用品的管理、保養(yǎng)和正確使用。 三廢排放標準： ① 廠房空氣中含甲醇＜ 50mg/m3 ② 甲醇殘液耗氧量 COD≤100mg/L ③甲醇殘液 PH69 ④ 甲醇殘液 NH3≤15mg/L. 甲醇生產的環(huán)境保護 提高廢氣的回收利用率 (1) 粗甲醇在甲醇中間槽排放的閃蒸氣中含有較多的一氧化碳和氫，還有少量有機物。這部分氣體經處理，回收到壓縮機一段或二段進口，可以作為合成甲醇的原料氣。 (2) 中間槽到粗醇貯槽，壓力降低，粗甲醇中會釋放出一定量的貯罐氣，這部分氣體數(shù)量較少，可 將其回收作燃料氣，但回收時必須采取必要的安全措施。 處理和回收精餾殘液 精餾殘液含有少量的甲醇、乙醇及雜醇等。處理和回收精餾殘液最經濟徹底的方法是把殘液與軟水一起用泵送至造氣工段的費熱鍋爐或造氣爐夾套鍋爐中代替部分軟水，使殘液變成蒸汽，再送入造氣爐。殘液中的甲醇等在造氣爐中燃燒分解為 CO、 COH2 和 H2O 等。 回收利用稀甲醇 從粗甲醇合成塔出來的氣體，經水冷卻后，溫度一般要高于 30℃ ，經粗甲醇分離器后，氣體中有部分甲醇被帶到銅洗工序，這使銅液再時氨耗量增加。故在銅洗前 有必要對稀甲醇加以回收。回收醇后氣中甲醇的方法有管道噴水吸收法、塔吸收法和冷凍法等。 回收利用廢甲醇催化劑 目前甲醇催化劑主要是銅基催化劑，含有銅、鋅、鋁、鉻等，其中 CuO、 ZnO 等含量較高約為 40％左右， Al2O3 含量約為 10％左右，這些有色金屬如不加以回收即浪費了資源還污染環(huán)境。目前對甲醇催化劑的回收利用方法主要是將其轉化為低變催化劑、甲醇催化劑或其他一些產品如新型復合微肥。 32 第八章 . 經濟技術指標分析 能源與環(huán)境是 21 世紀人類社會面臨的首要問題 ,我國是一個富煤、貧氣、少油的國家 。大力發(fā)展由煤制甲醇項目 ,一方面將有力推動煤炭深加工的發(fā)展 ,帶來可觀的經濟效益和環(huán)境效益 。另一方面有助于解決石油資源貧乏不能滿足我國國民經濟發(fā)展需要的問題 ,對保障國家能源供應安全具有十分重要的意義。本設計中即分析以煤為原料合成甲醇的經濟性。 主要工藝參數(shù) 主要物料的實際消耗量 以生產 6000 噸甲醇為基準 1. 電 2. 水 工資及各項物料、能量價格 1. 平均工資： 50 元 /天 2. 水： 元 /t 3. 電： 元 /kWh 建設期每年資金投入 建設期兩年，資金投入比例 :第一年 60% ，第二年 40%。 投資估算 總投資費用估算 (采用指數(shù)估計法 ) nSSFFxfCC ?????????? 212121 )1( 式中 : 1C ——擬建工廠的投資費用，萬元； 2C ——已知工廠投資費用 (取 C2=202000)，萬元； f ——地區(qū)建設投資系數(shù)，取 f =1； 1F ——擬建工廠的建設年份的價格指數(shù)，取 1F =； 2F ——已知工廠的建設年份的價格指數(shù)，取 2F =； 33 1S ——擬建工廠的生產規(guī)模，取 1S =5000 噸 /年； 2S ——已知工廠的生產規(guī)模，取 2S =300000 噸 /年； N ——規(guī)模指數(shù)，取 N =； x ——間接投資費用系數(shù)，取 x =4%。 0. 71 3 5 8 .2 5 0 0 02 0 0 0 0 0 1 ( 1 4 % ) ( ) 1 2 3 8 33 4 2 .5 3 0 0 0 0 0c ? ? ? ? ? ? ?萬元 設備投資費用估算 39。212121 )1(nSSFFxfCC ???????????? 式中 : ?1C ——擬建工廠的設備投資費用，元； ?2C ——已知工廠的設備投資費用 (取 39。2C =15000)，萬元； 0. 71 3 5 8 .2 5 0 0 039。 1 5 1 ( 1 4 % ) ( ) 9 2 8 7 .23 4 2 .5 3 0 0 0 0 0c ? ? ? ? ? ? ?萬元 已知設備運雜費為總設備投資費用的 8% 則設備總投資為 11 ( 1 8 % ) 9 2 8 7 .2 1 .0 8 1 0 0 3 0 .1 8CC??? ? ? ? ?萬元 成本估算 各種成本費用估算 原料成本 原料煤費用 =（ ?5000）噸 /年 450 元 /噸 =765 萬元 /年 燃燒動力費用 電： 元 /度 電費： 178 萬元 /年 水： 元 /噸 水費： 75 萬元 /年 工人工資及附加費 工人工資 =年個人平均工資 工人人數(shù) =5036515= 萬元 /年 附加費 =14%= 萬元 /年 人工費 =＋ = 萬元 /年 基本折舊費和大修基金 基本折舊費 34 固定資產折舊率 = %1 0 01 ??固定資產折舊年限 資產折舊率= %10015%41 ?? = % 固定資產原值 =基建投資 50%＋建設期利息 =1238350%+123836% = 萬元 /年 固定資產基本折舊費 = 萬元 % = 萬元 /年 大修基金 大修基金 =固定資產原值 5% = 萬元 5% = 萬元 /年 車間經費 車間經費 =（燃料動力費＋人工費＋基本折舊 費＋大修基金） 5% =（ 178+75＋ ＋ +） 5% = 萬元 /年 企業(yè)管理費 企業(yè)管理費 =車間經費 ?????? ?1%517% 企業(yè)管理費 = ?????? ?1%517% = 萬元 /年 成本估算費用 總的成本費用為 萬元 /年 收入、稅金和利潤 收入、稅金和利潤的計算 銷售收入 假設產品全部出賣，即銷售量＝生產量。 甲醇 銷售收入 =銷售量 ?銷售價格， 則甲醇銷售收入 = 5000 噸 2500 元 /噸 = 1250 萬元 /年 副產品銷售收入為： 1286 萬元 /年。（其中副產品包括蒸汽、硫磺、作 燃料的合成氣、渣） 則總的銷售額為： 總銷售額 =1250+1286=2536 萬元 /年 銷售費用（取銷售總額的 2%） 銷售費用 =2536? 2% = 萬元 /年 35 則生產成本為 生產成本 =＋ = 萬元 /年 盈利 盈利 =銷售總額－生產成本 =2536－ = 萬元 /年 取甲醇的稅率 10%，其它費用是盈利的 20% 則銷售利潤為： 銷售利潤 =?（ 1－ 20%） = 萬元 /年 稅金 =銷售利潤 稅率 =10%= 萬元年 36 參考文獻： [1] 肖瑞華，白金鋒 .煤化學產品工藝學 [M]. 北京：冶金工業(yè)出版社， 2020 [2] 馮元琦 .甲醇生產操作問答 [M]. 北京：化學 工業(yè)出版社， 2020 [3] 顏鑫，舒均杰，孔渝華 .新型聯(lián)醇工藝與節(jié)能 [M].北京：化學工業(yè)出版社 2020 [4] 王靜康 .化工設計 [M].北京：化學工業(yè)出版社， 1995 [5] 陳聲宗 . 化工設計 [M]. 北京 : 化學工業(yè)出版社， 2020 [6] 譚天恩，竇梅，周華明 . 化工原理 [M]. 北京 : 化學工業(yè)出版社， 2020 [7] 朱炳辰 .化學反應工程 [M].北京：化學工業(yè)出版社， [8] 習玉瑋，王立業(yè)，喻健良 .[M].大連：大連理工大學出版社， [9] 歷玉鳴 .化工儀表及自動 化 [M]. 北京：化學工業(yè)出版社， [10] 林俊杰 . 甲醇合成工藝的現(xiàn)狀及其技術特點研究 [[J]Science＆ Technology 25 期 [11] 肖海成，李影輝，徐顯明，郭繼寧，張忠濤，孔繁華 .甲醇合成反應器概述 [J].云南化工 2020 年 8 月第 29 卷第 4 期 [12] Gee , Alain Goeppert , Prakash 著 ,胡金波譯 .Beyond Oil and Gas :The Methanol Economy [M].北京：化學工業(yè)出版社， 2020 [13] MA Hong fang， YING Wei yong， FANG Ding ye .Study on methanol synthesis from coal—based syngas[J] Journal Of Coal Science