【正文】 還要感謝海南大學(xué)材料與化工學(xué)院為設(shè)計過程提供了便利的條件，同時也要感謝大學(xué)四年教導(dǎo)過我的各位老師以及給予我?guī)椭耐瑢W(xué)。既符合環(huán)保要求，還降低了生產(chǎn)綜合成本。相對于傳統(tǒng)的低溫甲醇洗法， NHD氣體凈化技術(shù)是一種高效節(jié)能的脫硫脫碳工藝?？紤]到我國煤炭品種多，品質(zhì)較差的實際情況，而GSP工藝技術(shù)對煤種適應(yīng)性廣；雖然目前國內(nèi)GSP應(yīng)用相對要少，但由于其本身技術(shù)的優(yōu)越性，故具有廣闊的應(yīng)用前景。設(shè)計結(jié)果評價經(jīng)過一段時間以來的資料查詢、文獻搜索、設(shè)計整理，在老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下，我順利完成了本次設(shè)計。③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2)處理方法①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)；鍋爐煙道氣經(jīng)高效旋風(fēng)分離除去煙塵85％，后送至備煤系統(tǒng)回轉(zhuǎn)干燥機，利用鍋爐煙道氣余熱加熱原料回收余熱后濕式除塵器二次除塵后，引風(fēng)機送至煙囪排入大氣；原料煤破碎、篩分產(chǎn)生的粉塵，經(jīng)布袋除塵后排入大氣。、破碎、篩分、干燥等過程中產(chǎn)生的粉塵。第二節(jié):三廢處理1)甲醇生產(chǎn)對環(huán)境的污染①廢氣，其中含有較多的一氧化碳和有機毒物。甲醇裝卸棧臺共設(shè)有12臺火車鶴管和6臺汽車鶴管，根據(jù)精甲醇泵（P9101A,B）的能力，至少有三臺槽車同時裝料。第六章:公用工程及三廢處理第一節(jié):公用工程1）水﹑電和汽的來源 水主要來自附近的自來水廠和地下水；電主要由煤氣化后所得的原料氣體，經(jīng)過脫硫后發(fā)電而來；汽主要由廢熱鍋爐和甲醇合成塔所產(chǎn)生。（1）采用流程式布置，甲醇膨脹槽和壓縮機放在最底層，把甲醇分離器放在第二層，甲醇水冷器安裝在第三層，入塔換熱器安裝在最高層。第四章:車間布置24］一．廠房的整體布置設(shè)計 根據(jù)生產(chǎn)工藝流程﹑生產(chǎn)特點﹑生產(chǎn)規(guī)模和建筑結(jié)構(gòu)等來進行整體布置設(shè)計。軸端密封采用德國西太平洋公司研制的干氣密封，嚴格防止其氣體外漏。該離心壓縮機組已經(jīng)成功的運用于青海石油管理局格爾木煉油廠的年產(chǎn)10萬噸甲醇裝置中。 筒體內(nèi)徑(mm)1000列管數(shù)目690壁厚(mm)28 管長6000封頭（橢球型）半徑(mm)1000 尺寸(mm)Ф25厚度(mm)28拉桿尺寸(mm)Ф25折流板 間距(mm)1500數(shù)目5數(shù)目4高度(mm)750表36 水冷器設(shè)計匯總③.循環(huán)壓縮機的選型設(shè)計中選用的循環(huán)氣壓縮機為離心壓縮機，離心壓縮機具有以下的特點：流量大而均勻，體積小，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，容易調(diào)節(jié)，維護方便。 折流板為弓形，h=3/41000=750mm，折流板間距取400mm；最小厚度為10mm。材料選用20 R鋼。l. 支座的確定支座采用裙座，裙座座體厚度為50mm，基礎(chǔ)環(huán)內(nèi)徑4000mm，外徑4500mm，基地腳螺栓公稱直徑M30，數(shù)量為6個。a) 在操作壓力下，每平方米脹接周邊所產(chǎn)生的力qp=pf/（doL）式中：f=（）do2=402（）322= P=L=100mmδ表33項目管子殼體材質(zhì)ａ/（1/℃）E/MPa尺寸管子數(shù)管間距/mm管殼壁溫差/℃管子與管壁連接方式脹接長度00Cr18Ni5Mo3Si2106106Ф32900083384010開槽脹接L=10013MNiMoNbR106106Ф25430073 qp=（32100）=b )溫差應(yīng)力導(dǎo)致的每平方米脹接周邊上的拉脫力qt qt=σt（d02di2）/（4d0L ）式中：σt=a E（ttts）/（1+At/As）At=（do2di2）n=（322272）8338=As=DSn=430073= mm2σt=10610610/（1+）=qt=（322272）/（432100）=已知 Tt＞Ts，pt＞ps Tt、Ts分別為管壁溫度和殼壁溫度； Mpa；ps為殼程壓力 Mpa，所以可知qt與qp的作用力同向，則合拉力q=＜[q]，因此，拉脫力在許用范圍內(nèi)。 傳熱管選用Ф32 ，長度9000mm的鋼管，材質(zhì)為00Cr18Ni5Mo3Si2鋼。來自合成、凈化的循環(huán)水裝置的循環(huán)冷卻水，分別進入吸收器，冷凝器，塔頂回流冷卻器，分別移出氨的反應(yīng)熱和冷凝熱。來自NHD脫硫工段的變換氣（182℃），進入本工段再沸器（E2501A，B）后，再經(jīng)冷凝液分離器（V2504A，B）后返回到變換甲烷工段，為精餾氨水提供熱源。 精餾工藝流程4. 氨吸收制冷流程由凈化裝置（NHD脫硫脫碳工段）及醋酸裝置來的氣氨（15℃，），進入本裝置，經(jīng)過冷器（E2503）與出工段的液氨換熱，℃進入吸收器（R2501AB、R2502AB），被由溶液熱交換器（E2502A，B）來的稀氨水（47℃）吸收為濃氨水（37℃）。由甲醇精餾來的精甲醇貯存到精甲醇貯槽（V9101A，B）中。產(chǎn)品精甲醇由精甲醇泵（P8008A，B）從精甲醇計量槽（V8007A，B）送至甲醇罐區(qū)裝置。預(yù)精餾塔（T8001）底部粗甲醇液經(jīng)加壓塔進料泵（P8004A,B）進入加壓精餾塔（T8002），加壓塔再沸器（E8005），加壓塔塔頂餾出甲醇氣體（，122℃）經(jīng)常壓塔再沸器（E8007A，B）后，甲醇氣被冷凝，精甲醇回到加壓塔回流槽（V8004），一部分精甲醇經(jīng)加壓塔回流泵（P8005A，B），回到加壓精餾塔（T8002）作為回流液，另一部分經(jīng)加壓塔甲醇冷卻器（E8006）冷卻后進入精甲醇計量槽（V8007A，B）中。弛放氣減壓后去燃氣發(fā)電系統(tǒng)；甲醇膨脹槽（V7003）頂部排出的膨脹氣去燃料氣系統(tǒng)。甲醇合成塔（R7001）出來的合成氣（255℃，），經(jīng)入塔氣預(yù)熱器（E7001），甲醇水冷器（E7002A，B），進入甲醇分離器（V7002），粗甲醇在此被分離。綜上所述，催化劑的活性、選擇性和使用壽命等主要技術(shù)經(jīng)濟指標均優(yōu)于進口催化劑及國產(chǎn)C型催化劑，所以本設(shè)計選用四川天一科技股份有限公司研制的XNC98型催化劑。75%負荷下合成系統(tǒng)未發(fā)現(xiàn)結(jié)蠟,粗甲醇質(zhì)量符合設(shè)計要求。c適用溫區(qū)寬,使用壽命長。外　　觀：　　有色金屬光澤的圓柱體堆積密度：　　～外型尺寸：　　5(～5)mm徑向抗壓強度：≥200N/cm催化劑活性和壽命：在該催化劑質(zhì)量檢驗規(guī)定的活性檢測條件下，其活性為：230℃時：催化劑的時空收率≥ kg/()250℃時：催化劑的時空收率≥ kg/()在正常情況下，使用壽命為2年以上。它是一種高活性、高選擇性的新催化劑。表3 國內(nèi)外常用銅基催化劑特性對比［10］催化劑型號組分/％操作條件CuOZnOAl2O3壓力/MPa溫度/℃英國ICI 513603010190～270德國LG10451324210～240美國C792220～330丹麥LMK4010220～270中國C302系列51324 210～280中國XCN985220 8~ 200～290從表的對比可以看出，國產(chǎn)催化劑的銅含量已提50%以上。耐熱性較差，對硫、氯及其化合物敏感，易中毒。綜上所述和借鑒大型甲醇合成企業(yè)的經(jīng)驗，（大型裝置不宜選用激冷式和冷管式），設(shè)計選用固定管板列管合成塔。各床層是絕熱反應(yīng)，在各床出口將熱量移走。這種合成塔由于列管需用特種不銹鋼，因而是造價非常高的一種。這種塔型是造價最高的一種，也是裝卸催化劑較難的一種。進一步強化傳熱，即反應(yīng)熱通過列管傳給殼程沸騰水，而同時又通過列管中心的冷氣管傳給進塔的冷氣。③水管式合成塔將床層內(nèi)的傳熱管由管內(nèi)走冷氣改為走沸騰水。由于逆流式與合成反應(yīng)的放熱不相適應(yīng)，即床層出口處溫差最大，但這時反應(yīng)放熱最小，而在床層上部反應(yīng)最快、放熱最多，但溫差卻又最小，為克服這種不足，冷管改為并流或U形冷管。該塔結(jié)構(gòu)簡單，也適于大型化。按氣體在催化劑床的流向可分為：軸向式、徑向式和軸徑復(fù)合型。從操作結(jié)構(gòu)，材料及維修等方面考慮，甲醇合成反應(yīng)器應(yīng)具有以下要求：①催化劑床層溫度易于控制，調(diào)節(jié)靈活，能有效移走反應(yīng)熱，并能以較高位能回收反應(yīng)熱；②反應(yīng)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)合理，能保證氣體均勻通過催化劑床層，阻力小，氣體處理量大，合成轉(zhuǎn)化率高，催化劑生產(chǎn)強度大；③結(jié)構(gòu)緊湊，盡可能多填裝催化劑，提高高壓空間利用率；高壓容器及內(nèi)件間無滲漏；催化劑裝御方便；制造安裝及維修容易。該塔傳質(zhì)效率高，傳質(zhì)空間利用率好，處理能力大，操作彈性大，結(jié)構(gòu)簡單可靠，投資小，板液面梯度小，液面橫向混合好無流動傳質(zhì)死區(qū)。iii. 填料塔 填料塔是在塔內(nèi)裝填新型高效填料，如不銹鋼網(wǎng)波紋填料，每米填料相當5塊以上的理論板。ii. 浮閥塔 浮閥塔的塔板結(jié)構(gòu)與泡罩相似，致使浮閥代替了泡罩及其伸氣管。目前常用的精餾塔主要有四種塔型：泡罩塔，浮閥塔，填料塔和新型垂直篩板塔。而雙塔精餾技術(shù)僅在生產(chǎn)規(guī)模低于5萬t/ a時具有一定得優(yōu)勢。v. 操作方面。iii. 產(chǎn)品質(zhì)量。三塔精餾與雙塔精餾在流程上的區(qū)別在于三塔精餾采用了2臺主精餾塔(其中1臺是加壓塔)和1臺常壓塔，較雙塔流程多1臺加壓塔。生產(chǎn)中加壓塔和常壓塔同時采出精甲醇，常壓塔的再沸器熱量由加壓塔的塔頂氣提供，不需要外加熱源。在該溫度下，幾乎所有的低沸點餾分都為氣相，不造成冷凝回流。隨著生產(chǎn)的強化，不僅消耗大幅度上升，而且殘液中的甲醇含量也大大超過了工藝指標。%以上的符合國家指標的精甲醇產(chǎn)品。雙塔精餾工藝流程見下圖。粗甲醇生產(chǎn)中的副反應(yīng)減少和雜質(zhì)的降低，此工藝流程己經(jīng)很少采用。甲醇精餾按工藝主要分為三種：雙塔精餾工藝技術(shù)、帶有高錳酸鉀反應(yīng)的精餾工藝技術(shù)和三塔精餾工藝技術(shù)。因低沸點組分易于氣化，則所得氣相中低沸點組分含量高于液相中的含量，而液相中高沸點組分含量，較氣相中高。甲醇的純度直接影響下游產(chǎn)品的質(zhì)量、消耗、安全生產(chǎn)及生產(chǎn)過程中所用的催化劑的壽命。XCN98的空速要求為6000～15000h1，本設(shè)計空速定為12000 h1。四．空速空速不僅是一個和合成回路氣體循環(huán)量相關(guān)聯(lián)的工藝控制參數(shù)，也是一個影響綜合經(jīng)濟效益的變量。甲醇合成過程中，需要一定的二氧化碳存在以保持催化劑的高活性。設(shè)采用的是低壓法（）合成甲醇。操作壓力的選用與催化劑的活性有關(guān)。設(shè)計采用的甲醇合成塔為列管式等溫反應(yīng)器，管間走的是沸騰水，可以副產(chǎn)蒸汽，床層內(nèi)溫差很小，接近最佳溫度操作曲線。），℃ ≤高錳酸鉀試驗，min ≥503020水溶性試驗澄清水分含量，% ≤酸度（以HCOOH計），% ≤或堿度（以NH3計），% ≤羰基化合物含量（以CH2O計），% ≤蒸發(fā)殘渣含量，% ≤第二章: 甲醇合成工藝設(shè)計第一節(jié)．甲醇合成生產(chǎn)方法選擇（工藝操作條件的確定與論證「1）一．操作溫度甲醇合成催化床層的操作溫度主要是由催化劑的活性溫度區(qū)決定的。工作制度：合成車間日工作小時為24小時，每日3班輪流替換，每班8小時連續(xù)生產(chǎn)，共4個班。合成車間：甲醇合成。第六節(jié)：設(shè)計的指導(dǎo)思想以設(shè)計任務(wù)書為基礎(chǔ)，適應(yīng)我國甲醇工業(yè)發(fā)展的需要。第五節(jié)：設(shè)計的依據(jù)《年產(chǎn)20萬噸甲醇生產(chǎn)工藝初步設(shè)計》任務(wù)書，見附件。隨著石油和天然氣價格的迅速上漲，煤制甲醇更加具有優(yōu)勢。然后利用三塔精餾工藝將粗甲醇精制得到精甲醇。特點：熱利用率高，在能量利用方面經(jīng)濟效果大。(2)ICI低壓法這是目前工業(yè)上廣泛采用的合成甲醇的方法。其中川維引進ICI法，齊魯引進魯奇法。20世紀50年代以前多以煤和焦碳為原料；50年代以后，以天然氣為原料的甲醇生產(chǎn)流程被廣泛應(yīng)用；進入60年代以來，以重油為原料的甲醇裝置有所發(fā)展。合成甲醇的工業(yè)生產(chǎn)是以固體（如煤、焦炭）、液體（如原油、重油、輕油）或氣體（如天然氣及其它可燃性氣體）為原料，經(jīng)造氣、凈化（脫硫）變換，除二氧化碳，配制成一定配比的合成氣。70年代四川維尼綸廠引進了一套以乙炔尾氣為原料的95 kt/a低壓法裝置，采用英國ICI技術(shù)。世界上典型的甲醇合成工藝主要有ICI工藝、Lurgi工藝和三菱瓦斯化學(xué)公司(MCC)工藝［1］ 。1923年德國BASF公司首先用合成氣在高壓下實現(xiàn)了甲醇的工業(yè)化生產(chǎn)，直到1965年，這種高壓法工藝是合成甲醇的唯一方法。故甲醇俗稱木精、木醇。作為一種良好的萃取劑，甲醇在分析化學(xué)中可用于一些物質(zhì)的分離。甲醇是重要有機化工原料和優(yōu)質(zhì)燃料，廣泛應(yīng)用于精細化工，塑料，醫(yī)藥，林產(chǎn)品加工等領(lǐng)域。是一種無色、透明、易燃、有毒、易揮發(fā)的液體，略帶酒精味；，(d420)，(空