【正文】 CO 和 H2 的濃度，從而降低反應(yīng)速度，影響反應(yīng)平衡，而且由于存在大量的 CO2，使粗甲醇中的水含量增加，在精餾過(guò)程中增加能耗。完全沒(méi)有 CO2的合成氣，催化劑活性處于不穩(wěn)定區(qū)，催化劑運(yùn)轉(zhuǎn)幾十小時(shí)后很快失活。實(shí)際生產(chǎn)中我們的氫碳比按照以下關(guān)系確定。同時(shí)又因氫的導(dǎo)熱性好，可有利于防止局部 過(guò)熱和降低整個(gè)催化層的溫度。但由生產(chǎn)實(shí)踐證明，當(dāng) CO 含量高時(shí)，溫度不易控制，且會(huì)導(dǎo)致羰基鐵聚集在催化劑上，引起催化劑失活，同時(shí)由于CO 在催化劑的活性中心的吸附速率比 H2 要快得多，所以要求反應(yīng)氣體中的氫含量要大于理論量，以提高反應(yīng)速度。 （ 2） CO 和 H2 比例的影響 從 化學(xué)反應(yīng)方程式來(lái)看，合成甲醇時(shí) CO 與 H2 的分子比為 1： 2， CO2 和H2 的分子比是 1： 3，這時(shí)可以得到甲醇最大的平衡濃度。當(dāng)轉(zhuǎn)化率過(guò)高而使合成塔出口溫度過(guò)高時(shí)，提高惰氣含量可以解決溫度過(guò)高的問(wèn)題。排放量過(guò)少則影響合成反應(yīng)進(jìn)行。 合成系統(tǒng)中惰性氣體含量，取決于進(jìn)入合成系統(tǒng)中新鮮氣中惰性氣體的多少和從合成系統(tǒng)排放的氣量的多少。 （ 1）惰性氣體（ CH N Ar）的影響 合成系統(tǒng)中惰性氣體含量的高低，影響到合成氣中有效氣體成分的高低。空速過(guò)大，催化劑溫度就難以維持，合成塔不能維持自熱則可能在不啟用加熱爐的情況下使床層溫度跨掉。 （ 2）甲醇合成是放熱反應(yīng)，依靠反應(yīng)熱來(lái)維持床層溫度。由于醇凈值降低的程度比空速增大的倍數(shù)要小，從而合成塔的生產(chǎn)強(qiáng)度在增加空速的情況下有所提高，因此可以增大空速以增加產(chǎn)量。由于反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率高，單位甲醇合成所需要的循環(huán)量較少，所以氣體循環(huán)的動(dòng)力消耗小。 當(dāng)甲醇合成反應(yīng)采用較低的空速時(shí)，氣體接觸催化劑的時(shí) 間長(zhǎng)，反應(yīng)接近平衡，反應(yīng)物的單程轉(zhuǎn)化率高。一般來(lái)說(shuō)，催化劑活性愈高，對(duì)同樣的生產(chǎn)負(fù)荷所需的接觸時(shí)間就愈短，空速愈大。 所以工廠對(duì)壓力的選擇要在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面綜合考慮。 近年來(lái)普遍使用的銅基甲醇合成催化劑，其活性溫度范圍在 200～300℃，有較高的活性，對(duì)于規(guī)模小于 30 萬(wàn)噸 /a 的工廠，操作壓力一般可降為5Mpa 左右；對(duì)于超大型的甲醇裝置，為了減少設(shè)備 尺寸，合成系統(tǒng)的操作壓力可以升至 10Mpa 左右。早期的高壓法合成甲醇工藝采用的是鋅基催化劑，由于活性差，需要在高溫高壓下操作，其操作壓力為 25～ 35Mpa，操作溫度 350～ 420℃。但壓力的提高對(duì)設(shè)備的材質(zhì)、加工制造的要求也會(huì)提高，原料氣壓縮功耗也要增加以及由于副產(chǎn)物的增加還會(huì)引起產(chǎn)品質(zhì)量的變差。另外為了延長(zhǎng)催化劑壽命，反應(yīng)初期宜采用較低溫度，使用一段時(shí)間后再升溫至適宜溫度。溫 度太高不僅增加了副反應(yīng)，消耗了原料氣，而且反應(yīng)過(guò)快，溫度難以控制，容易使催化劑衰老失活。因此，選擇合適的操作溫度對(duì)甲醇合成至關(guān)重要。 7 反應(yīng)溫度 在甲醇合成反 應(yīng)過(guò)程中，溫度對(duì)于反應(yīng)混合物的平衡和速率都有很大影響。 甲醇生產(chǎn)工藝條件的確定 甲醇合成反應(yīng)為放熱、體積縮小的可逆反應(yīng)，溫度、壓力及氣體組成對(duì)反應(yīng)進(jìn)行的程度及速度有一定的影響。主要應(yīng)用于精細(xì)化工，塑料等領(lǐng)域，用來(lái)制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫酸二甲脂等多種有機(jī)產(chǎn)品，也是農(nóng)藥、醫(yī)藥的重要原料之一，經(jīng)常作為氣相色譜和液相色譜分析的溶劑。主要用于制甲 醛、香精、染料、醫(yī)藥、火藥、防凍劑等。 用于制造 甲醛 和農(nóng)藥（殺蟲(chóng)劑、殺蟲(chóng)螨）、醫(yī)藥（磺胺類(lèi)、合霉素類(lèi)）等的原料、合成對(duì)苯二甲酸二甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯的原料之一、醋 酸、氯甲烷、甲胺和硫酸二甲酯等多種有機(jī)產(chǎn)品 等， 并用作有機(jī)物的萃取劑 和 究竟 的 變性劑 等。此外，由于壓力低，動(dòng)力消耗降低很多，工藝設(shè)備制造容易。 低壓法： ( Mpa)是 20 世紀(jì) 60年代后期發(fā)展起來(lái)的甲醇合成技術(shù)，低壓法基于高活性的銅基催化劑，其活性明顯高于鋅鉻催化劑，反應(yīng)溫度低(240270℃ )。 高壓法： ()是最初生產(chǎn)甲醇的方法，采用鋅鉻催化劑，反應(yīng)溫度 360400℃，壓力 。甲醇還可經(jīng)生物發(fā)酵生成甲醇蛋白， 富含 維生素 和蛋白質(zhì)，具有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高而成本低的優(yōu)點(diǎn)， 用作飼料添加劑，有著廣闊的應(yīng)用前景 。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。用甲醇作甲基化 試劑 可生產(chǎn) 丙烯酸 甲酯、對(duì)苯二甲酸二甲酯、甲胺、甲基苯胺、甲烷氯化物等；甲醇羰基化可生產(chǎn)醋酸、醋酐、甲酸甲酯等重要有機(jī)合成中間體，它們是制造各種染料、藥品、 農(nóng)藥 、炸藥、 香料 、噴漆的原料，目前用甲醇合成乙二醇、乙醛、乙醇也日益受到重視。 甲醇的用途 甲醇是重要有機(jī)化工原料和優(yōu)質(zhì)燃料，廣泛應(yīng)用于精細(xì)化工，塑料，醫(yī)藥，林產(chǎn)品加工等領(lǐng)域。蒸氣與空氣形成爆炸性混合物，爆炸極限％ ～ ﹪（體積比）。 s。 甲醇的性質(zhì) 甲醇俗稱(chēng)木醇、木精， 英文名為 methanol，分子式 CH3OH。 2020 年，杭州林達(dá)公司開(kāi)發(fā)了擁有完全自主 知識(shí)產(chǎn)權(quán) 的 JW低壓均溫甲醇合成塔技術(shù)，打破長(zhǎng)期來(lái)被 ICI、 Lurgi 等國(guó)外少數(shù)公司所 壟斷 擁的局面，并在 2020 年獲得國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。 70 年代四川維尼綸廠引進(jìn)了一套以乙炔尾氣為原料的 95kt/a 低壓法裝置，采用英國(guó) ICI 技術(shù)。 我國(guó)的甲醇生產(chǎn)始于 1957 年， 50 年代在吉林、蘭州和太原等地建成了以煤或焦炭為原料來(lái)生產(chǎn)甲醇的裝置。 1857 年法國(guó)的M 1661 年英國(guó)化學(xué)家 木材 干餾后的液體產(chǎn)物中發(fā)現(xiàn)甲醇，故甲醇俗稱(chēng)木精、木醇。 Three tower distillation process refined methanol。 NHD purification process synthesis gas purification。 關(guān)鍵詞 ： 甲醇合成；氣體精餾；工藝流程 ABSTRACT Methanol is a kind of very important anic chemical raw materials, is also a kind of fuel, is a chemical carbon based products, in the national economy occupies very important position. In recent years, with the development of methanol subordinate products, especially the popularization and application of the methanol fuel, methanol demand increases. In order to meet the needs of economic development, methanol, carried out the 10000 t/a of methanol project. The design of the main content is process demonstration, and the material balance calculations and heat balance calculations, etc. This design with the situation of China, with advanced technology and are easy, economy, environment protection principle, the coal for raw materials。設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是進(jìn)行工藝論證，物料衡算和熱量衡算等。近年來(lái)，隨著甲醇下屬產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，特別是甲醇燃料的推廣應(yīng)用，甲醇的需求大幅度上升。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 1 中南民族大學(xué) 畢業(yè) 設(shè)計(jì) 學(xué)院 ： 化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院 專(zhuān)業(yè) ： 化學(xué)工程與工藝 年級(jí) ： 09 級(jí) 題目 : 年產(chǎn) 1 萬(wàn)噸甲醇工藝設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 ： 周蓉 學(xué)號(hào) ： 09081239 指導(dǎo)教師姓名 ： 洪景 萍 職稱(chēng) : 副教授 年 月 日 2 中南民族大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo) 注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。 作者簽名： 年 月 日 3 目錄 一 前言 ? ????????? ?????????????? ????? 5 甲醇的生產(chǎn)發(fā)展歷史 ??????? ? ? ???????????? 5 甲醇的性質(zhì) ????????? ? ??? ???? ???????? 5 甲醇的用途 ?????????? ??????????????? 5 甲醇的生產(chǎn)方法 ?????????? ???????????? 6 ????? ? ????? ????????????? 6 甲醇生產(chǎn)工藝條件的確定 ????? ????????????? 6 甲醇市場(chǎng)前景 ?????????? ????????????? 9 甲醇生產(chǎn)原料 ?????????? ????????????? 10 原料煤的規(guī)格 ????? ????? ????????????? 10 二 甲醇生產(chǎn)的工藝流程設(shè)計(jì) ? ? ??????????? ??? ???? 10 煤氣化路線(xiàn)的選擇 ????????????????????? 11 凈化工藝方案的選擇 ??????????????????? 13 合成甲醇工藝選擇 ????????????????????? 14 甲醇精餾 ????????????????????????? 16 三 工藝流程 ??????????????????????????? 18 GSP 氣化工藝流程 ????????????????????? 18 凈化裝置工藝流程 ????????????????????? 19 甲醇合成工藝流程 ????????????????????? 25 甲醇精餾工藝流程 ????????????????????? 26 氨吸收制冷流程 ?????????????????????? 27 四 工藝計(jì)算 ???????????????????????? ?? 29 物料衡算 ????????????????????????? 29 能量衡算 ????????????????????????? 35 五 甲醇合成塔 的工藝計(jì)算及選型 ????????????????? 41 六 三廢處理 ??????????????????? ??????? 45 甲醇生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染 ??????????????????? 46 處理方法 ????????????????????????? 46 參考文獻(xiàn) ???? ?? ?? ?? ???????????????? ?? 47 4 年產(chǎn)一萬(wàn)噸甲醇工 藝設(shè)計(jì) 摘要 甲醇是一種極重要的有機(jī)化工原料，也是一種燃料，是碳化學(xué)的基礎(chǔ)產(chǎn)品，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位。為了滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)甲醇的需求，開(kāi)展了此 1 萬(wàn) t/a 的甲醇項(xiàng)目。本設(shè)計(jì)本著 符合國(guó)情、技術(shù)先進(jìn)和易得、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的原則，采用煤炭為原料；利用 GSP 氣化工藝造氣； NHD 凈化工藝凈化合成氣體；低壓下利用列管均溫合成塔合成甲醇；三塔精餾工藝精制甲醇；此外嚴(yán)格控制三廢的排放，充分 利用廢熱，降低能耗，保證人員安全與衛(wèi)生。 Use of GSP gasification process the gasification。 Low voltage of mean temperature tube synthesis tower methanol synthesis。 In addition to strictly control the three wastes emissions, make full use of waste heat, reduce the energy consumption and ensure safety and health personnel. Keywords： methanol synthesis； gas distillation； process flow 5 一、 前言 甲醇的生產(chǎn)發(fā)展歷史 甲醇是醇類(lèi)中最簡(jiǎn)單的一元醇。在自然界只有某些樹(shù)葉或果實(shí)中含有少量的游離態(tài)甲醇，絕大多數(shù)以酯或醚的形式存在。貝特洛在 實(shí)驗(yàn)室 用一氯甲烷在堿性溶液中水解也制得了甲醇。 60 年代建成了一批中小型裝置，并在合成氨工業(yè)的基礎(chǔ)上開(kāi)