【正文】 汽包的體積根據(jù)熱量衡算確定。 所以 ? ? mD 6 9 5 4 ?????? 圓 整為 D= 由于甲醇合成反應(yīng)器的殼體直徑過大，已經(jīng)超過了國(guó)內(nèi)最大公稱直徑 （ 2600mm,GB 1511999） ，國(guó)外最大公稱直徑（ 2540mm， TEMA1999） ，又考慮到安裝和運(yùn)輸?shù)膯栴}，所以采用殼體直徑為 。 沈陽化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第四章 設(shè)備計(jì)算 圖 416 甲醇合成反應(yīng)器的溫度分布曲線B l o c k B 1 ( R P l u g ) P r o f i l e s P r o ce s s S t r e a mR e a c t o r l e n g t h M I X E D m e t e rTEMPERATURE C0 . 0 0 . 2 5 0 . 5 0 . 7 5 1 . 0 1 . 2 5 1 . 5 1 . 7 5 2 . 0 2 . 2 5 2 . 5 2 . 7 5 3 . 0 3 . 2 5 3 . 5 3 . 7 5 4 . 0 4 . 2 5 4 . 5 4 . 7 5 5 . 0 5 . 2 5 5 . 5 5 . 7 5 6 . 0205.0210.0215.0220.0225.0230.0235.0240.0245.0250.0T e m p e r a t u r e M I X E D 沈陽化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第四章 設(shè)備計(jì)算 B l o c k B 1 ( R P l u g ) P r o f i l e s P r o ce s s S t r e a mR e a c t o r l e n g t h M I X E D m e t e r 0 . 0 0 . 2 5 0 . 5 0 . 7 5 1 . 0 1 . 2 5 1 . 5 1 . 7 5 2 . 0 2 . 2 5 2 . 5 2 . 7 5 3 . 0 3 . 2 5 3 . 5 3 . 7 5 4 . 0 4 . 2 5 4 . 5 4 . 7 5 5 . 0 5 . 2 5 5 . 5 5 . 7 5 6 . 00.010.0150.020.0250.030.0350.040.0450.050.0550.5750.580.5850.590.5950.60.6050.610.6150.620.6250.630.6350.640.6450.1250.1260.1270.1280.1290.130.1310.1320.1330.1340.1350.1360.1370.1380.0540.0560.0580.060.0620.0640.0660.0680.070.0720.0740.0760.078M o l e f r a c t i o n M I X E D C OM o l e f r a c t i o n M I X E D C O 2M o l e f r a c t i o n M I X E D H 2M o l e f r a c t i o n M I X E D C H 4 O 圖 417 甲醇合成反應(yīng)器內(nèi)各組分的摩爾組成分布曲線 沈陽化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第四章 設(shè)備計(jì)算 甲醇合成反應(yīng)器的靈敏性校核 應(yīng)用 Aspen plus 中 靈敏度分析對(duì)反應(yīng)器管長(zhǎng)進(jìn)行靈敏度校核可以得到一氧化碳、二氧化碳、氫氣的轉(zhuǎn)化率以及反應(yīng)器出口甲醇的含量隨反應(yīng)器管長(zhǎng)隨變化的關(guān)系曲線圖如下 : S e n s i t i v i t y S 1 R e s u l t s S u m m a r yV A R Y 1 B 1 P A R A M L E N G T H M E T E R 0 . 0 0 . 5 1 . 0 1 . 5 2 . 0 2 . 5 3 . 0 3 . 5 4 . 0 4 . 5 5 . 0 5 . 5 6 . 0 6 . 5 7 . 0 7 . 5 8 . 0 8 . 5 9 . 0 9 . 5 1 0 . 00.00:0.0150.020.0250.030.0350.040.0450.050.0550.060.0650.00.00:0.020.030.040.050.060.070.080.090.10.110.120.130.140.150.160.170.180.190.20.00:0.020.030.040.050.060.070.080.090.10.110.120.130.140.00.050.10.150.20.250.30.350.40.450.51 S 2 / S 1 1 S 4 / S 3 1 S 6 / S 5 S 7 圖 421A 反應(yīng)管長(zhǎng)度靈敏性分析 從圖中可以得到 CH4O 的含量和 CO、 H2的轉(zhuǎn)化率是隨著管長(zhǎng)的增加而增加的，但是 CO2的轉(zhuǎn)化率卻是出現(xiàn)了峰值后下降，我們?cè)O(shè)定反應(yīng)管長(zhǎng)度為 6m,從圖中來看 還是可以的。最后得到相應(yīng)的結(jié)論。 沈陽化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第四章 設(shè)備計(jì)算 甲醇合成反應(yīng)器模擬流程圖 圖 415 甲醇合成反應(yīng)器模擬流程圖 甲醇合成反應(yīng)器模擬方法 甲醇合成反應(yīng)器 為立式列管固定床反應(yīng)器，模擬采用 采用 活塞流反應(yīng)器“ RPLUG”模型 進(jìn)行模擬 ， 該反應(yīng)器使用 BWRLS 方程來描述甲醇合成反應(yīng)機(jī)理。 和 CO2加 H2合成甲醇本征反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型 前已述及，含 CO、 CO H2 系統(tǒng)中可能發(fā)生反應(yīng)式（ 21）～（ 23）。加之東臨海港，西靠鐵路，交通極為便利，方便產(chǎn)品外輸及原料的輸入。 通過對(duì)我國(guó)特定地區(qū)相同規(guī)模的焦?fàn)t煤氣、天然氣、煤為原料制甲醇的消耗成本投資比較可以發(fā)現(xiàn)，焦?fàn)t煤氣制甲醇具有明顯優(yōu)勢(shì)。 ④ 積極由小規(guī)模向大規(guī)模轉(zhuǎn)變。 ② 積極改進(jìn)脫硫凈化技術(shù)。這種工藝，是針對(duì)中國(guó)遍布全國(guó)的中小型合成氨廠而開發(fā)的。 國(guó)內(nèi)生產(chǎn)甲醇的工藝技術(shù) 在中國(guó)，甲醇工業(yè)開始于 20 世紀(jì) 50年代，當(dāng)時(shí)，在吉林、蘭州、太原等地，由蘇聯(lián)援建了采用高壓法生產(chǎn)甲醇的的工藝裝置。4塔精餾 ,設(shè)甲醇回收塔 ,甲醇回收率為 %,噸甲醇耗 噸低壓蒸汽。 冷管式合成塔 :軸向、冷管間接換熱 ,單塔生產(chǎn)能力最高可達(dá) 2020MTPD。 合成塔 :伍德公司采用改進(jìn)的氣冷激式菱 形反應(yīng)器、等溫合成塔、冷管式合成塔。 超級(jí)甲醇合成塔特點(diǎn)是 :采用雙套管 ,催化劑溫度均勻 ,單程轉(zhuǎn)化率高 ,合成塔出口濃度最高可達(dá) 14%vol。 甲醇合成廢熱用于產(chǎn)生 ～ 中壓蒸汽 ,中壓蒸汽可作為工藝蒸汽 ,或過熱后用于透平驅(qū)動(dòng)蒸汽 。精餾采用 Lurgi 公司的技術(shù)。合成壓力 ～ ,根據(jù)裝置能力優(yōu)化。 ③ TOPSOE 的甲醇技術(shù)特點(diǎn) TOPSOE 公司為合成氨、甲醇工業(yè)主要的專利技術(shù)商及催化劑制造商 ,其甲醇技術(shù)特點(diǎn)主要表現(xiàn)在甲醇合成上的有 :甲醇合成塔采用 BWR 合成塔 (列管副產(chǎn)蒸汽 ),或采用 CMD 多床絕熱式合成塔。 Lurgi 工藝的精餾采用三塔精餾或三塔精餾后再串一個(gè)回收塔。 ② Lurgi 甲醇技術(shù) 特點(diǎn) Lurgi 公司的合成有自己的特色 ,即有自己的合成塔專利。精餾多數(shù)采用二塔 ,有時(shí)也用三塔精餾 ,與蒸汽系統(tǒng)設(shè)置統(tǒng)一考慮。 ① DAVY 甲醇技術(shù)特點(diǎn) DAVY 低壓甲醇合成技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于其性能優(yōu)良的低壓甲醇合成催化劑 ,合成壓力 :5～ 10MPa,大規(guī)模甲醇生產(chǎn)裝置的合成壓力為 8～ 10MPa。需求與產(chǎn)量的反差，將會(huì)是形成產(chǎn)品供不應(yīng)求的局面。它的主要特點(diǎn)是甲醇不經(jīng)過預(yù)處理可直接應(yīng)用于陽極反應(yīng)產(chǎn)生電流，同時(shí)生成水和二氧化碳，對(duì)環(huán)境無污染， 為潔凈的電源。據(jù)預(yù)計(jì) 2020 年我國(guó)M85～ M100 的甲醇汽車將達(dá)到 1 萬輛左右，按每輛汽車每年消耗 20 噸甲醇計(jì)算，則共需要消耗甲醇 20 萬 t。 PVA 主要用于制造聚乙烯醇縮醛，由于 PVA 具有獨(dú)特的強(qiáng)力粘接性、皮膜柔韌性、平滑性、耐油性、耐溶劑性、保護(hù)膠體性、氣體阻絕性、耐磨性以及經(jīng)特殊處理具有的耐水性，因此除了作纖維原料外，還被大量用于生 產(chǎn)涂料、粘合劑、紙品加工劑、乳化劑、分散劑、薄膜等產(chǎn)品，應(yīng)用范圍遍及紡織、食品、醫(yī)藥、建筑、木材加工、造紙、印刷、農(nóng)業(yè)、鋼鐵、高分子化工等行業(yè)。據(jù)預(yù)測(cè)， 2020 年我 國(guó)聚酯產(chǎn)量將達(dá)到 1730 萬噸，按聚酯單耗 噸 /噸計(jì)算，約需乙二醇 588 萬噸； 2020 年聚酯產(chǎn)量為 1900 萬噸，約需要乙二醇 646 萬噸。 乙二醇 開發(fā)甲醇生成乙二醇路線，可以實(shí)現(xiàn)以煤代油合成乙二醇，具有重要意義。非水溶液滴定溶劑。甲醇蛋白是通過培養(yǎng)單細(xì)胞生物而獲得的菌體蛋白質(zhì)，目前主要用作畜禽飼料蛋白，與其他飼料蛋白如魚粉、大豆等天然動(dòng)植物蛋白質(zhì)相比，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高。 MTO/MTP 甲醇制烯烴的 MTO 工藝和甲醇制丙烯的 MTP 工藝是目前重要的 C1 化工技術(shù)，是以煤基或天然氣基合成的甲醇為原料，生產(chǎn)低碳烯烴的化工工藝技術(shù)，是以煤替代石油生產(chǎn)乙烯、丙烯等產(chǎn)品的核心技術(shù)。隨著國(guó)家環(huán)保要求的提高，改產(chǎn)品將最終被被淘汰。目前我國(guó)的碳酸二甲酯的總產(chǎn)能在 10 萬 t／ a 以上。ＣＭＳ除可用作脫脂 (漆 )劑、萃取劑、氣霧劑、制冷劑、滅火劑和麻醉劑等以外 ,還是生產(chǎn)醫(yī)藥、農(nóng)藥、合成纖維、塑料、有機(jī)硅和有機(jī)氟系 列產(chǎn)品等的原料。甲酸甲 酯有很高的反應(yīng)活性，由它出發(fā)，可制得 50 多個(gè)產(chǎn)物，故被稱為萬能中間體。目前國(guó)內(nèi)年生產(chǎn)能力為 25 萬噸左右，隨著我國(guó) DMF 的迅速發(fā)展，也帶動(dòng)了甲胺特別是二甲胺需求量的不斷增加。 MTBE 主要用作汽油的改性劑添加到汽油中。目前國(guó)內(nèi)二甲醚的主要用途是替代 LPG、氣霧推進(jìn)劑，其次是作為柴油的主要替代燃料，也作為化工原料，用來生產(chǎn)硫酸二甲酯、聚甲基苯和高純度氮、 N二甲基苯 胺和其他化學(xué)物的甲基試劑。按生產(chǎn) 1 噸醋酸需要 甲醇計(jì)算，則需要消耗甲醇 227 萬～ 360 萬 t。為滿足化工市場(chǎng)的需求，應(yīng)大力開發(fā)以甲醇為原料的生產(chǎn)甲醛的新工藝，以滿足優(yōu)質(zhì)工程塑料（酚醛樹脂）和烏洛托品等合成的需要。 甲醇下游產(chǎn)品 甲醇的下游產(chǎn)品大致有：甲醛、冰醋酸、二甲醚（ DME）、 MTBE、二甲基甲酰胺（ DMF）、甲胺、甲酸甲酯、甲烷氯化物（ CMS）、乙二醇、碳酸 二甲酯（ DMC）、硫酸二甲酯、甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇（ PVA）、對(duì)苯二甲酸二甲酯（ DMT）、二甲基亞砜（ DMSO）、 MTO/MTP、甲醇蛋白、合成橡膠、甲醇燃料、燃料電池等。用于制造甲醛的甲醇用量隨年份成增長(zhǎng)趨勢(shì)，而 MTBE 的