【正文】 羅斯的托木斯克（Tomck）和古巴哈約占3％，加拿大埃德蒙頓公司占2％。此外甲醇還可以用來生產(chǎn)能較好解決能源和污染之間矛盾的“21世紀(jì)的綠色燃料”二甲醚（DME）。因具備高能源密度、高功率，零污染等特性，致使燃料電池成為近年來最被看好的替代能源供應(yīng)技術(shù)主流。DMFC是一種綜合性能優(yōu)良，操作簡(jiǎn)便，具有廣泛應(yīng)用前景的燃料電池。并且為適應(yīng)全球性的能源可持續(xù)利用和環(huán)境保護(hù)的需要，燃料電池技術(shù)已經(jīng)成為國際高技術(shù)研究開發(fā)的熱點(diǎn)。國際上和國內(nèi)目前正面臨著能源日益緊張、汽車日漸增多、油價(jià)持續(xù)上漲的難題。由于20世紀(jì)70年代出現(xiàn)的兩次石油危機(jī)及嚴(yán)格的環(huán)保要求，大大促進(jìn)了甲醇車用燃料的開發(fā)，甲醇汽油是工種液態(tài)清潔燃料，在國際上早已經(jīng)作為清潔汽車燃料使用。近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展，%的速度增長(zhǎng)，年需原料甲醇100萬噸以上。甲醛是甲醇最重要的下游產(chǎn)品之一，也是最重要的基本有機(jī)化工原料之一。 甲醇的用途 甲醇是一種重要的有機(jī)化工原料，應(yīng)用廣泛，可以用來生產(chǎn)甲醛，合成橡膠、甲胺、對(duì)苯二甲酸二甲酯、甲基苯烯酸甲酯、氯甲烷、醋酸、甲基叔丁基醚等一系列有機(jī)化工產(chǎn)品，而且還可以加入汽油摻擾或代替汽油作為動(dòng)力燃料以及由用來合成甲醇蛋白。嚴(yán)重者視力急劇下降，可造成持久性雙目失明。少數(shù)病例出現(xiàn)精神癥狀如多疑、恐懼、狂躁、幻覺、憂郁等。嚴(yán)重口服中毒者可有錐體外系損害的癥狀或帕金森綜合征。　 （2）中樞神經(jīng)癥狀：患者常有頭暈、頭痛、眩暈、乏力、步態(tài)蹣跚、失眠，表情淡漠，意識(shí)混濁等。 如同時(shí)攝入乙醇，潛伏期較長(zhǎng)些。吸入中毒潛伏期一般為 1～72小時(shí)，也有96小時(shí)的。一般認(rèn)為，甲醇的毒性是由其本身及其代謝產(chǎn)物所致的。近年研究表明，甲醛很快代謝成甲酸，急性中毒引起的代謝性酸中毒和眼部損害，主要與甲酸含量相關(guān)。甲醇的毒性與其代謝產(chǎn)物甲醛和甲酸的蓄積有關(guān)。對(duì)視神經(jīng)和視網(wǎng)膜有特殊的選擇作用，易引起視神經(jīng)萎縮，導(dǎo)致雙目失明。　　 甲醇主要作用于神經(jīng)系統(tǒng)，具有明顯的麻醉作用，可引起腦水腫。人口服 5～10mL，可致嚴(yán)重中毒；一次口服 15 mL ，或 2天內(nèi)分次口服累計(jì)達(dá)124～164 mL ，可致失明。未被氧化的甲醇經(jīng)呼吸道和腎臟排出體外，部分經(jīng)胃腸道緩慢排出。甲醇在肝內(nèi)代謝，經(jīng)醇脫氫酶作用氧化成甲醛，進(jìn)而氧化成甲酸。CH3OH + NH3→CH3NH2 + H2O2CH3OH + NH3→(CH3）2 NH + 2H2O3CH3OH + NH3→(CH3）3 + 3H2O （5）脫水反應(yīng) 甲醇在高溫和酸性催化劑如ZSM5，rAl2O3 作用下分子間脫水生成二甲醚：2CH3OH→(CH3）2O+ H2O （6）裂解反應(yīng) 在銅催化劑上，甲醇可裂解成CO和H2：CH3OH→CO + H2 　　(7 ) 氯化反應(yīng) 甲醇和氯化氫在Zn/ZrO催化劑上發(fā)生氯化反應(yīng)生成一氯甲烷：CH3OH + HCl→CH3Cl + H2O 氯甲烷和氯化氫在CuCl2/ ZrO2催化劑作用下進(jìn)一步發(fā)生氧氯化反應(yīng)生成二氯甲烷和三氯甲烷。 （1）氧化反應(yīng) 甲醇在電解銀催化劑上可被空氣氧化成甲醛，是重要的工業(yè)制備甲醛的方法。K］ 103表面張力（20℃）/(N/cm) 105折射率（20℃） 蒸氣潛能（℃） /（kJ/mol）熔融熱/(kJ/mol) 自燃點(diǎn)/℃ 空氣 473氧氣 461臨界溫度/℃ 240臨界壓力/Pa 105臨界體積 /（mL/mol) 臨界壓縮系數(shù) 燃燒熱/(kJ/mol)25℃液體 25℃氣體 生成熱/(kJ/mol) 25℃液體 25℃氣體 膨脹系數(shù)（20℃） 腐蝕性 常溫下無腐蝕性鉛、鋁例外空氣中爆炸性/％ ～ 甲醇的化學(xué)性質(zhì) 甲醇具有脂肪醇的化學(xué)性質(zhì)，即可進(jìn)行氧化、酯化、羰基化，氨化、脫水等反應(yīng)。S 104熱導(dǎo)率/［J/（cm表11 甲醇的一般物理性質(zhì)性質(zhì) 數(shù)據(jù)性質(zhì) 數(shù)據(jù)密度（0℃）（g/mL） 相對(duì)密度（d 20 ） 沸點(diǎn)/℃ ～熔點(diǎn)/℃ 閃點(diǎn)/℃開口 16閉口 12蒸氣壓（20℃）/Pa 104液體熱容（20～50℃） ～/［J/（g甲醇蒸氣和空氣混合能形成爆炸性混合物，％～％ (體積）。 常溫常壓下，純甲醇是無色透明，易揮發(fā)、可燃，略帶醇香味的有毒液體。甲醇分子中的碳原子和氧原子的成鍵軌道為四面體結(jié)構(gòu)的SP3雜化軌道，相互重疊結(jié)合成C—O鍵。甲醇是最早由木材和木質(zhì)素干餾制得，故俗稱木醇。如對(duì)安全措施、環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)核算未能全面考慮和分析，由于資料的不足，使得我們無法對(duì)各種管子進(jìn)行選型計(jì)算，特別是對(duì)甲醇合成塔內(nèi)部的工藝未能進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算,這是本設(shè)計(jì)的一大不足。因而,本設(shè)計(jì)也著重介紹了甲醇合成的環(huán)境保護(hù)和三廢處理等問題。使得該合成設(shè)計(jì)更加科學(xué),合理,也造成了環(huán)境的污染和破壞?；瘜W(xué)工業(yè)的巨大變遷也使得化學(xué)產(chǎn)品設(shè)計(jì)變得日益重要。近幾十年來,特別是我國甲醇工業(yè)的發(fā)展,生產(chǎn)規(guī)模逐漸擴(kuò)大,下游產(chǎn)品種類不斷增加,社會(huì)需求越來越大。因此,甲醇是一種有著廣泛用途的重要的有機(jī)化工原料,甲醇工業(yè)生產(chǎn)對(duì)其他相關(guān)工業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都有著重要意義。湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 目 錄前 言 11 緒論 2 甲醇的性質(zhì) 2 甲醇的物理性質(zhì) 2 甲醇的化學(xué)性質(zhì) 2 甲醇的毒性 3 甲醇的用途 4 國內(nèi)外甲醇生產(chǎn)需求概況 4 國外甲醇生產(chǎn)需求概況 4 國內(nèi)甲醇生產(chǎn)與需求概況 52 甲醇生產(chǎn)工藝的選擇 5 甲醇的合成反應(yīng) 5 合成反應(yīng)熱力學(xué) 5 合成反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 6 合成反應(yīng)催化劑 6 反應(yīng)條件 7 甲醇的生產(chǎn)方法 8 高壓法制甲醇 9 中壓法制甲醇 9 低壓法制甲醇 9 天然氣制甲醇 9 煤、焦炭制甲醇 9 油制甲醇 10 聯(lián)醇生產(chǎn) 10 聯(lián)醇生產(chǎn)工藝的初步設(shè)計(jì) 113 甲醇生產(chǎn)的主要設(shè)備與選型 11 甲醇合成塔 11 冷管式均溫型甲醇合成塔 11 軸徑向多層絕熱甲醇塔 12 甲醇合成塔的選型 13 冷凝器 13 甲醇分離器 14 循環(huán)壓縮機(jī) 144 聯(lián)醇生產(chǎn)的工藝計(jì)算 14 工藝計(jì)算說明 15 聯(lián)醇生產(chǎn)氨物料概算 15 甲醇生產(chǎn)的物料平衡計(jì)算 16 甲醇生產(chǎn)所需的總氣量 16 循環(huán)氣量的計(jì)算 21 系統(tǒng)醇后氣量和入系統(tǒng)氣量的計(jì)算 21 1合成塔入塔氣量的計(jì)算 22 1合成塔出塔氣量的計(jì)算 22　1甲醇分離器出口氣體和液體產(chǎn)品流量的計(jì)算 22 1甲醇合成塔弛放氣流量計(jì)算 24 2甲醇合成塔進(jìn)塔氣流量計(jì)算 24 2甲醇合成塔出塔氣流量的計(jì)算 25 2甲醇分離器出口氣體和液體產(chǎn)品量的計(jì)算 25 2甲醇合成塔弛放氣流量的計(jì)算 26 聯(lián)醇生產(chǎn)物料平衡匯總表 26 甲醇生產(chǎn)的熱量衡算 27 甲醇合成塔的熱量平衡計(jì)算 28 甲醇水冷器的熱量平衡計(jì)算 32　催化劑（觸媒）體積 355 甲醇合成塔的機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算 36 擇筒體材料 36 按設(shè)計(jì)壓力計(jì)算筒體和封頭壁厚 36 筒體壁厚 36 封頭壁厚 37 夾套壁厚計(jì)算 37 設(shè)備自重計(jì)算 37 塔體質(zhì)量 37　塔體構(gòu)件質(zhì)量 37　保溫層質(zhì)量 37　平臺(tái)質(zhì)量 38 催化劑質(zhì)量 38　物料質(zhì)量 38 附件質(zhì)量 38 充水質(zhì)量 386 操作要點(diǎn) 38　工藝參數(shù)的控制 38 合成塔溫度的控制 38 聯(lián)醇工藝中甲醇合成的壓力影響因素 40 循環(huán)氣量的控制 40 進(jìn)塔氣體組分的控制 41 技術(shù)指標(biāo) 42 合成工段的正常工藝指標(biāo) 42 質(zhì)量指標(biāo) 427 生產(chǎn)過程中不正?，F(xiàn)象的分析和處理 43 合成塔的塔壁溫度高 43 合成塔出塔氣體溫度高 43 合成塔溫度急劇下降 44 合成塔催化床同平面溫度差過大 44 合成塔溫度上升 44 合成系統(tǒng)壓差大 45 醇后氣一氧化碳含量太高 468 聯(lián)醇生產(chǎn)的發(fā)展和前景 46 聯(lián)醇生產(chǎn)的改進(jìn)措施 46　采用精脫硫技術(shù) 46 甲醇合成塔結(jié)構(gòu)改進(jìn) 47 醇后氣中甲醇的回收 47 甲醇精餾流程的改進(jìn) 47 加強(qiáng)甲醇?xì)堃禾幚硪员Ｗo(hù)環(huán)境 47 增設(shè)軟水加熱器 48 聯(lián)醇工業(yè)的發(fā)展前景 489 安全技術(shù)與三廢處理 48 甲醇工業(yè)生產(chǎn)中毒物對(duì)人體系統(tǒng)的危害和預(yù)防 48 三廢處理和環(huán)境保護(hù) 50 廢氣的回收利用 50 廢甲醇催化劑的回收利用 50 稀甲醇的回收利用 50參考文獻(xiàn) 51致 謝 523湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）前 言甲醇是一種久用的傳統(tǒng)化工產(chǎn)品。在農(nóng)藥,醫(yī)藥,染料，香料,涂料以及三大合成材料生產(chǎn)中都需要甲醇作為原料或作為溶劑。 隨著經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程的發(fā)展,21世紀(jì)的化學(xué)工業(yè),其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)正在不斷調(diào)整,日益突出了精細(xì)化工的主體地位。因此,迫切要求對(duì)甲醇合成過程進(jìn)行優(yōu)化操作和控制。本設(shè)計(jì)正是以現(xiàn)代有機(jī)合成化學(xué)為主旨,以湘江氮肥廠實(shí)習(xí)為基礎(chǔ),綜合現(xiàn)代有機(jī)合成的諸多新方法,新技術(shù),使其相互滲透,有機(jī)結(jié)合,將化學(xué)熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué),催化劑,反應(yīng)操作條件,反應(yīng)器選型,反應(yīng)器的熱穩(wěn)定性與操作靈敏性等問題靈活貫穿于設(shè)計(jì)之中。人類呼喚生態(tài)平衡,回歸自然。由于缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),在設(shè)計(jì)過程中遇到了不少困難。在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中,得到了院系領(lǐng)導(dǎo)和老師尤其是劉俊峰老師的悉心指導(dǎo)和幫助,同組的同學(xué)也提出了很多寶貴的意見,特表示衷心的感謝! 由于化工生產(chǎn)發(fā)展迅速,又限于時(shí)間和學(xué)識(shí),在本次設(shè)計(jì)中難免會(huì)有一些不足和錯(cuò)誤之處,還敬請(qǐng)各位評(píng)審老師不吝賜教,學(xué)生將不勝感激！ 學(xué) 生： 鄒 暉 1 緒論 甲醇的性質(zhì)甲醇是最簡(jiǎn)單的化學(xué)品之一，是最重要的化工基礎(chǔ)原料和清潔液體燃料，廣泛應(yīng)用于有機(jī)合成、染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、涂料、汽車和國防等工業(yè)中。 甲醇的物理性質(zhì) 甲醇是最簡(jiǎn)單的飽和脂肪酸，分子式CH3OH。而O—H鍵是氧原子的一個(gè)SP雜化軌道和氫原子的1S軌道相互重疊，氧原子的兩對(duì)未共用電子分別占據(jù)其他的兩個(gè)SP3 雜化軌道。甲醇可以和水以及乙醇、乙醚等許多有機(jī)液體無限互溶，但不能與脂肪烴類化合物相互溶。甲醇的一般性質(zhì)見表11?！妫菡扯龋?0℃）/PaS甲醇裂解產(chǎn)生CO和H2，是制備CO和H2的重要化學(xué)方法。CH3OH+ O2→HCHO + H2O 甲醇完全燃燒時(shí)氧化成Co和HO，放出大量的熱： CH3OH + O→CO2+ H2O + kJ/mol（2）酯化反應(yīng) 甲醇和硝酸作用生成硝酸甲酯CH3OH +HNO3→CH3 NO3+ H2O （3） 羰基化反應(yīng) 甲醇和光氣發(fā)生羰基化反應(yīng)生成氯甲酸甲酯，進(jìn)一步反應(yīng)生成碳酸二甲酯：CH3OH + COCl2→CH3O COCl + HClCH3O COCl + CH3OH→（CH3O）2CO 　（4） 胺化反應(yīng) 在壓力5～20Mpa,溫度370～420℃下，以活化氧化鋁或分子篩催化劑，甲醇和氨發(fā)生反應(yīng)生成一甲胺，二甲胺和三甲胺的混合物，經(jīng)精餾分離可得一甲胺，二甲胺和三甲胺一甲胺，二甲胺和三甲胺產(chǎn)品。CH3OH + HCl + 2→CH2Cl 2 + H2OCH3Cl2 + HCl + 2→CHCl3 + H2O (8 ) 其他反應(yīng) ，350～380℃反應(yīng)條件下，在催化劑的作用下可生成甲苯：CH3OH + C6H6→C6H5 CH3 + H2O 　 220℃，20MPa下，甲醇在鈷催化劑的作用下發(fā)生同系化發(fā)反應(yīng)生成乙醇：CH3OH + CO + H2→CH3 CHOH + H2O 甲醇的毒性 甲醇吸收至體內(nèi)后，可迅速分布在機(jī)體各組織內(nèi)，其中，以腦脊液、血、膽和尿中的含量最高，眼房水和玻璃體液中的含量也較高，骨髓和脂肪組織中最低。本品在體內(nèi)氧化緩慢，僅為乙醇的 1/7 ，排泄也慢，有明顯蓄積作用。　 推測(cè)人吸入空氣中甲醇濃度 ～ g/m3， 30～60分鐘，可致中毒。有報(bào)告，一次口服 30 mL可致死。甲醇的麻醉濃度與LC較接近，故危險(xiǎn)性較大。甲醇蒸氣對(duì)呼吸道粘膜有強(qiáng)烈刺激作用。以前認(rèn)為毒性作用主要為甲醛所致，甲醛能抑制視網(wǎng)膜的氧化磷酸化過程，使膜內(nèi)不能合成ATP，細(xì)胞發(fā)生變性，最后引起視神經(jīng)萎縮。甲醇在體內(nèi)抑制某些氧化酶系統(tǒng)，抑制糖的需氧分解，造成乳酸和其他有機(jī)酸積聚以及甲酸累積，而引起酸中毒。甲醇中毒的臨床表現(xiàn)如下：（1）急性甲醇中毒后主要受損靶器官是中樞神經(jīng)系統(tǒng)、視神經(jīng)及視網(wǎng)膜。 口服中毒多為8～36小時(shí)。刺激癥狀：吸入甲醇蒸氣可引起