【正文】 甲醇的組成通過計算可得下表：表2 粗甲醇組成組分百分比產(chǎn)量甲醇% 二甲醚% kmol/h 即 m3/h高級醇（以異丁醇計）%高級烷烴（以辛烷計）%水%粗甲醇100%注；設計中的體積都為標準狀態(tài)下計算方法:粗甲醇=二甲醚=%=，高級醇（以異丁醇計）=%=，高級烷烴（以辛烷計）=%=，水=%=， 合成工段（1） 合成塔中發(fā)生的反應:主反應CO+2H2=CH3OH （1） CO2+3H2=CH3OH+H2O （2） 副反應2CO+4H2=（CH3O）2+H2O （3） CO+3H2=CH4+H2O （4） 4CO+8H2=C4H9OH+3H2O （5） 8CO+17H2=C18H18+8H2O （6） CO2+H2=CO+H2O （7） （2） 粗甲醇的合成工業(yè)生產(chǎn)中測得低壓時，（標態(tài)）的甲烷。由于甲醇入塔氣中水含量很少，忽略入塔氣帶入的水。由反應（3）、（4）、（5）、（6）得出反應（2）、（7）生成的水分為；－－－3－8=由于合成反應中甲醇主要由一氧化碳合成，二氧化碳主要發(fā)生逆變反應生成一氧化碳，且入塔氣中二氧化碳的含量一般不超過5%，所以計算中忽略反應（2）。則反應（7）。（3） 粗甲醇中的溶解氣體量粗甲醇中氣體溶解量查表5Mpa、40℃時，每一噸粗甲醇中溶解其他組成如下表：表3 噸粗甲醇中合成氣溶解情況氣體H2COCO2N2ArCH4溶解量（m3/t粗甲醇）則粗甲醇中的溶解氣體量為：H2== m3/h CO==CO2==N2==Ar==CH4==（4） 粗甲醇中甲醇擴散損失40℃時,液體甲醇中釋放的溶解氣中,每立方米含有37014g的甲醇,假設減壓后液相中除二甲醚外,其他氣體全部釋放出，則甲醇擴散損失G=（+++++）=，（5） 循環(huán)氣氣量的確定G1=G3+G4+G5+G6－G7－G8式中：G1為出塔氣氣量；G3新鮮氣氣量；G4循環(huán)氣氣量；G5主反應生成氣量；G6副反應生成氣量；G7主反應消耗氣量；G8副反應消耗氣量；G5=++%=G6=+++++++++=G7=++++%3=G8=+++++++++=%，則（G4%+%++）/G1=解得G4=表11 循環(huán)氣組成氣體 CH3OH H2 CO CO2 N2 Ar CH4組成 % % % % % % %氣量m3/h （6） 循環(huán)比，CO及CO2單程轉化率的確定循環(huán)比R=G4/G3=CO單程轉化率：(+)/(+)= %CO2單程轉化率：(+)= %（7） 入塔氣和出塔氣組成G1=G3+G4+G5+G6－G7－G8=G2=G3+G4=表12 入塔氣組成氣體 CH3OH H2 CO CO2 N2 Ar CH4組成 % % % % % % %氣m3/h 量kmol/h 表13 出塔氣組成氣體組成氣m3/h量kmol/hH2%CO%CO2%N2%CH3OH%CH4%Ar%H2O%計算過程:入塔氣CO=循環(huán)氣中CO+新鮮氣中CO+=同理可得其他氣體氣量。出塔氣中CO=入塔氣中CO－反應消耗的CO+反應中生成的CO－－－－－－－%+=同理可得其它氣體量（8） 甲醇分離器出口氣體組成的確定分離器出口氣體組分=循環(huán)氣氣體組分+弛放氣氣體組分則分離器出口氣體中CO氣量=循環(huán)氣中CO+弛放氣中CO=+=；同理可算的其他氣體的氣量。表14 分離器出口氣體組成氣體 CH3OH H 2 CO CO2 N2 Ar CH4組成 % % % % % % %氣m3/h 量 kmol/h 5. 甲醇生產(chǎn)所需主要設備一覽表表25序號流程號名稱規(guī)格或型號數(shù)量材料備注1R1001氣化爐￠2900mm113CrMo442R2002變換爐￠4000mm113CrMo443C7001壓縮機BCL456+2BCL40721臺備用4R7001合成塔￠4300mm113MNiMoNbR5E7002水冷器￠1000mm220R6V7002甲醇分離器￠2000mm27E7001入塔氣預熱器F=3600 m2113MNiMoNbR8T8001預精餾塔￠320024000113CrMo449T8002加壓精餾塔￠400028000113MNiMoNbR10T8003常壓精餾塔￠320028000113CrMo4411V9101精甲醇貯罐V=20000 m326 三廢處理 甲醇生產(chǎn)對環(huán)境的污染 廢氣（1）甲醇膨脹槽出來的膨脹氣，其中含有較多的一氧化碳和有機毒物。（2）精餾時預塔頂排放出的不凝氣體。（3）鍋爐排放煙氣，煙氣中含粉。（4）備煤系統(tǒng)中的煤的輸送、破碎、篩分、干燥等過程中產(chǎn)生的粉塵。 廢水（1）甲醇分離器排放的油水，各輸送泵填料的漏液。（2）甲醇生產(chǎn)中對水源污染最嚴重的是精餾塔底排放的殘液。（3）氣化工段氣液分離出來的含煤水。 廢渣廢渣主要來自氣化爐爐底排渣及鍋爐排渣，氣化爐二旋排灰 處理方法 廢氣處理甲醇精餾系統(tǒng)各塔排放的不凝性氣體送去燃料氣系統(tǒng)作燃料；甲醇膨脹槽排放的膨脹氣也送去燃料氣系統(tǒng)；氣提塔（T2001）排放的解析氣送去氣化系統(tǒng)火炬燃燒；脫硫工段的酸性氣體去硫回收系統(tǒng)。 廢水處理以有機物為主要污染物的廢水，只要毒性沒達到嚴重抑制作用，一般都可以用生物法處理，特別對于BOD濃度高的有機廢水更適宜。本設計選用A/O生物處理法，A/O法處理甲醇廢水的優(yōu)點主要表現(xiàn)在：該法既發(fā)揮了厭氧生化能處理高濃度有機污水的優(yōu)點，又避免了生物接觸氧化法抗負荷沖擊力弱的缺點，能夠較為徹底地消解廢水中的主要污染物甲醇，基本上不需要更深程度的處理措施。 廢渣處理氣化爐爐渣及鍋爐渣，經(jīng)過高溫煅燒，含殘?zhí)亢苌伲糜诨ɑ靥?、鋪路是很好的材料。設計結果評價經(jīng)過一段時間以來的資料查詢、文獻搜索、設計整理，在老師的指導和同學的幫助下，我順利完成了本次畢業(yè)設計。本畢業(yè)設計按照指定設計任務書來編寫，工藝先進可行，節(jié)能環(huán)保，具有一定的成本優(yōu)勢。同時，本畢業(yè)設計在應用傳統(tǒng)工藝的基礎上，進行了一定的改進和創(chuàng)新：煤氣化工藝選用GSP工藝技術，其兼有shell和Texaco的技術優(yōu)點，代表著未來氣流床加壓氣化技術的發(fā)展方向。考慮到我國煤炭品種多，品質較差的實際情況，而GSP工藝技術對煤種適應性廣；雖然目前國內(nèi)GSP應用相對要少，但由于其本身技術的優(yōu)越性，故具有廣闊的應用前景。合成甲醇催化劑選用上，通過綜合比較國內(nèi)外各種常用催化劑，并本著技術先進投資節(jié)省的原則，選用目前相對先進的四川天一科技股份有限公司研制的XNC98型催化劑。XNC98催化劑是一種高活性、高選擇性，穩(wěn)定性好的催化劑，與其他催化劑相比，具有優(yōu)越的綜合性能。氣體凈化時我采用NHD法脫硫脫碳。相對于傳統(tǒng)的低溫甲醇洗法， NHD氣體凈化技術是一種高效節(jié)能的脫硫脫碳工藝。具有吸收能力大，流程簡單，凈化度高，投資少，能耗低等優(yōu)點。是以煤為原料生產(chǎn)合成甲醇的一種經(jīng)濟合理的清潔生產(chǎn)技術。在“三廢處理”中，根據(jù)實際情況，最大限度地回收利用，變廢為寶。既符合環(huán)保要求，還降低了生產(chǎn)綜合成本。本設計的一系列對傳統(tǒng)工藝的改進使得其能量消耗大為減少，生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和連續(xù)性大為提高，符合現(xiàn)代工藝綠色高效生產(chǎn)的要求。在編寫的過程中我對本設計說明書作了多次修改，但限于時間和水平，紕漏在所難免，懇請老師們指正。參考文獻［1］徐振剛，宮月華，[J].潔凈煤技術，1998，（3）:15～18.［2］(或H2)工藝的最佳選擇[J].煤化工,2005，（3）:1～6.［3］林民鴻，張全文，1995年，第3期.［4］李瓊玖，唐嗣榮，(下)[J].化肥設計，2004，42(1):3～8.［5］陳文凱，吳玉塘，梁國華，,1997年，第26卷.［6］唐志斌，王小虎，付超，第5期，第23卷.［7］，2003.［8］宋維端，1991.［10］[J].化肥設計，2004，42(5):22～25.［11］劉志臣，[J].小氮肥, 2004,（1）: 11～12.［12］宋維端，1991.［13］，2004.［14］刁玉瑋，2003.［15］[J].中氮肥，2005,（2）:14～18.［16］，2005.［17］，1994.［18］，2006.致 謝經(jīng)過幾周的奮戰(zhàn)我的畢業(yè)設計終于完成了。在沒有做畢業(yè)設計以前覺得畢業(yè)設計只是對這幾年來所學知識的單純總結，但是通過這次做畢業(yè)設計發(fā)現(xiàn)自己的看法有點太片面。畢業(yè)設計不僅是對前面所學知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設計使我明白了自己原來知識還比較欠缺。通過這次畢業(yè)設計，我才明白學習是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應該不斷的學習，努力提高自己知識和綜合素質。在這次畢業(yè)設計中也使我們的同學關系更進一步了，同學之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對我們更好的理解知識，所以在這里非常感謝幫助我的同學。不管學會的還是學不會的的確覺得困難比較多，真是萬事開頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負的感覺。此外，還得出一個結論：知識必須通過應用才能實現(xiàn)其價值！有些東西以為學會了，但真正到用的時候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認為只有到真正會用的時候才是真的學會了。在此要感謝我的指導老師王金銀老師對我悉心的指導，感謝老師給我的幫助。在設計過程中，我通過查閱大量有關資料，與同學交流經(jīng)驗和自學，并向老師請教等方式，使自己學到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設計做的也不太好，但是在設計過程中所學到的東西是這次畢業(yè)設計的最大收獲和財富，使我終身受益。36