【正文】 度低、能耗高、碳轉(zhuǎn)化率只有88%～90%。生成的煤氣基本不含焦油，但飛灰量很大。 流化床氣化采用一定粒度分布的細粒煤（＜10mm）為原料，吹入爐內(nèi)的氣化劑使煤粒呈連續(xù)隨機運動的流化狀態(tài)，床層中的混合和傳熱都很快。移動床氣化，是目前世界上用于生產(chǎn)合成氣的主要方法之一。 移動床氣化采用一定粒度范圍的碎煤（5mm～50mm）為原料，與氣化劑逆流接觸，爐內(nèi)溫度分布曲線出現(xiàn)最高點，反應(yīng)殘渣從爐底排出，生成氣中含有可觀量的揮發(fā)氣。 原料煤規(guī)格原料煤的元素分析為：C %；H % ；O %；N % ；S（可燃）%；S（不可燃）%；Cl/（mg/kg）229；F/（mg/kg）104；Na/（mg/kg）2180；K/（mg/kg）292。加強理論聯(lián)系實際，擴大知識面；培養(yǎng)獨立思考、獨立工作的能力。 MPa， MPa，入塔溫度225℃，出塔溫度255℃。 設(shè)計的依據(jù)《年產(chǎn)30萬噸煤制甲醇生產(chǎn)工藝畢業(yè)設(shè)計》任務(wù)書 設(shè)計的基礎(chǔ)資料（1） 工藝流程資料參閱某化學(xué)工程公司的甲醇合成廠的工藝流程資料和參考由房鼎業(yè)主編的《甲醇工學(xué)》。通過設(shè)計可以鞏固、深化和擴大所學(xué)基本知識，培養(yǎng)分析解決問題的能力；還可以培養(yǎng)創(chuàng)新精神，樹立良好的學(xué)術(shù)思想和工作作風(fēng)。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。甲醇作為石油的補充已成為現(xiàn)實，發(fā)展甲醇工業(yè)對我國經(jīng)濟發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義。在不同的催化劑存在下，選用不同的工藝條件可單產(chǎn)甲醇（分高、中、低壓法），或與合成氨聯(lián)產(chǎn)甲醇（聯(lián)醇法），將合成后的粗甲醇經(jīng)預(yù)精餾脫除甲醚，再精餾而得成品甲醇。2005年，該技術(shù)成功應(yīng)用于國內(nèi)首家焦爐氣制甲醇裝置上。1995年12月，由化工部第八設(shè)計院和上?；ぴO(shè)計院聯(lián)合設(shè)計的200kt/a甲醇生產(chǎn)裝置在上海太平洋化工公司順利投產(chǎn)，標志著我國甲醇生產(chǎn)技術(shù)向大型化和國產(chǎn)化邁出了新的一步。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)上開發(fā)了聯(lián)產(chǎn)法生產(chǎn)甲醇的工藝。貝特洛在實驗室用一氯甲烷在堿性溶液中水解也制得了甲醇。在自然界只有某些樹葉或果實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。 甲醇生產(chǎn)工藝的發(fā)展甲醇是醇類中最簡單的一元醇。甲醇還是一種很有前景的清潔能源，甲醇燃料以其安全、廉價、燃燒充分，利用率高、環(huán)保的眾多優(yōu)點，替代汽油已經(jīng)成為車用燃料的發(fā)展方向之一；另外燃料級甲醇用于供熱和發(fā)電，也可達到環(huán)保要求。甲醇也是一種重要的有機溶劑，其溶解性能優(yōu)于乙醇，可用于調(diào)制油漆。甲醇主要用于生產(chǎn)甲醛，消耗量要占到甲醇總產(chǎn)量的一半，甲醛則是生產(chǎn)各種合成樹脂不可少的原料?；瘜W(xué)性質(zhì)較活潑，能發(fā)生氧化、酯化、羰基化等化學(xué)反應(yīng)。能與水、乙醇、乙醚、苯、酮類和大多數(shù)其他有機溶劑混溶。是一種無色、透明、易燃、有毒、易揮發(fā)的液體，略帶酒精味；，(d420)，(空氣=1)，℃，℃，閃點（開杯）16℃，自燃點473℃，折射率(20℃)，表面張力（25℃），蒸氣壓（20℃），粘度（20℃）然后利用三塔精餾工藝將粗甲醇精制得到精甲醇。為了滿足經(jīng)濟發(fā)展對甲醇的需求，開展了此20萬t/a的甲醇項目。 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書題目： 年產(chǎn)30萬噸煤制甲醇生產(chǎn)工藝畢業(yè)設(shè)計 函授站： 甘肅石化技師學(xué)院 專業(yè)： 化工工藝 班級： 10高級化工工藝 學(xué)生姓名： 胡文花 指導(dǎo)教師： 王廣菊 2013年02月03畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書設(shè)計（論文）題目： 年產(chǎn)30萬噸煤制甲醇生產(chǎn)工藝畢業(yè)設(shè)計 函授站： 甘肅函授站 專業(yè)： 應(yīng)用化工技術(shù)（工業(yè)分析與檢驗） 班級： 甘化專111 （甘分專111） 學(xué)生姓名： 胡文花 指導(dǎo)教師（含職稱）：王廣菊 老師 1．設(shè)計（論文）的主要任務(wù)及目標甲醇是一種極重要的有機化工原料，也是一種燃料，是碳化學(xué)的基礎(chǔ)產(chǎn)品，在國民經(jīng)濟中占有十分重要的地位。近年來，隨著甲醇下屬產(chǎn)品的開發(fā)，特別是甲醇燃料的推廣應(yīng)用，甲醇的需求大幅度上升。2．設(shè)計（論文）的基本要求和內(nèi)容首先是采用GSP氣化工藝將原料煤氣化為合成氣；然后通過變換和NHD脫硫脫碳工藝將合成氣轉(zhuǎn)化為滿足甲醇合成條件的原料氣；第三步就是甲醇的合成，加溫到225℃后輸入列管式等溫反應(yīng)器，在XNC98型催化劑的作用下合成甲醇，生成的粗甲醇送入精餾塔精餾，得到精甲醇。［1］徐振剛，宮月華，[J].潔凈煤技術(shù)，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(shè)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(shè)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.目 錄1概論 ……………………………………………………………………………6 ………………………………………………………………………6 ………………………………………………………7 …………………………………………………………………7 …………………………………………………………8 ……………………………………………………………82工藝論證 ………………………………………………………………………9 煤氣化路線的選擇 ………………………………………………………9 ………………………………………………… 11 ………………………………………………………12 …………………………………………………………………143工藝流程 ………………………………………………………………………18 GSP氣化工藝流程 ………………………………………………………18 ………………………………………………………19 ………………………………………………………25 ………………………………………………………26 …………………………………………………………274工藝計算 ……………………………………………………………… ……29 …………………………………………………………………29 …………………………………………………………………355主要設(shè)備的工藝計算及選型 …………………………………………………41 ………………………………………………………41 ………………………………………………………43 ………………………………………………………46 …………………………………………466三廢處理 ………………………………………………………………………47 …………………………………………………47 處理方法 …………………………………………………………………47致謝 ………………………………………………………………………………50 概述 甲醇性質(zhì)甲醇俗稱木醇、木精，英文名為methanol，分子式CH3OH。s。蒸氣與空氣形成爆炸性混合物，％～﹪（體積比）。 甲醇用途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。用甲醇作甲基化試劑可生產(chǎn)丙烯酸甲酯、對苯二甲酸二甲酯、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。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)，具有營養(yǎng)價值高而成本低的優(yōu)點，用作飼料添加劑，有著廣闊的應(yīng)用前景。故甲醇俗稱木精、木醇。1857年法國的M我國的甲醇生產(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生產(chǎn)甲醇的裝置。70年代四川維尼綸廠引進了一套以乙炔尾氣為原料的95kt/a低壓法裝置，采用英國ICI技術(shù)。2000年，杭州林達公司開發(fā)了擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的JW低壓均溫甲醇合成塔技術(shù)，打破長期來被ICI、Lurgi等國外少數(shù)公司所壟斷擁的局面，并在2004年獲得國家技術(shù)發(fā)明二等獎。 甲醇生產(chǎn)原料合成甲醇的工業(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。 設(shè)計的目的和意義由于我國石油資源短缺，能源安全已經(jīng)成為不可回避的現(xiàn)實問題，尋求替代能源已成為我國經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)鍵。煤在世界化石能源儲量中占有很大比重（我國情況更是如此），而且煤制甲醇的合成技術(shù)很成熟。本設(shè)計遵循“工藝先進、技術(shù)可靠、配置科學(xué)、安全環(huán)?！钡脑瓌t；結(jié)合甲醇的性質(zhì)特征設(shè)計一座年產(chǎn)20萬噸煤制甲醇的生產(chǎn)車間。通過完成設(shè)計，可以知道甲醇的用途；基本掌握煤制甲醇的生產(chǎn)工藝；了解國內(nèi)外甲醇工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀；以及甲醇工業(yè)的發(fā)展趨勢。（2）合成工段的工藝參數(shù)參閱某化學(xué)工程公司的甲醇合成廠的工藝參數(shù)資料。 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。整個設(shè)計應(yīng)貫徹節(jié)省基建投資，充分重視技術(shù)進步，降低工程造價，節(jié)能環(huán)保等思想，設(shè)計生產(chǎn)高質(zhì)量甲醇產(chǎn)品。 煤氣化技術(shù)路線的選擇 煤氣化技術(shù)按氣化反應(yīng)器的形式，氣化工藝可分為移動床（固定床）、流化床、氣流床三種。典型的氣化爐為魯奇（Lurgi）爐。在大型煤制甲醇的裝置中，固定床的優(yōu)點是投資低，可是它有很多不足：（1）對原料煤的黏結(jié)性有一定要求：（2）氣化強度低：（3）環(huán)境污染負荷大，治較麻理煩。所以氣體組成和溫度均勻，解決了固定床氣化需用煤的限制。發(fā)展較早且比較成熟的是常壓溫克（Winkler）爐。（2）對煤的氣化活性要求高，僅適合于氣化褐煤和高活性的煙煤。 氣流床氣化氣流床采用粉煤為原料，反應(yīng)溫度高，灰分是熔融狀態(tài)。氣流床氣化優(yōu)點很多，它是針對流化床的不足開發(fā)的。（2）氣化溫度達1400～1600℃，對環(huán)保很有利，沒有酚、焦油，有機硫很少，且硫形態(tài)單一。（4）碳轉(zhuǎn)化率高，均大于90%，能耗低。（6）但投資相對較高，尤其是Shell粉煤氣化。從流程分，可分為冷激式流程和廢熱鍋爐流程。因為這種流程易于和變換反應(yīng)器配套，激冷中產(chǎn)生的蒸汽可滿足變換反應(yīng)的需要。目前，常用的、技術(shù)較成熟的氣流床主要有干粉和水煤漿兩種。另外，這種氣化爐均采用水冷壁而不是耐火磚，爐襯的使用壽命長。生成CO2量大，碳的轉(zhuǎn)化率低，有效氣體成份(CO+H2)低；對煤有一定要求，如要求灰分13%，灰熔點1300℃，含水量8%等，雖然具有氣流床煤氣化的共同優(yōu)點，仍是美中不足。設(shè)計采用的是GSP冷激氣化工藝，其兼有shell和Texaco的技術(shù)優(yōu)點。 GSP工藝技術(shù)簡介GSP工藝技術(shù)是20世紀70年代末由GDR(原民主德國)開發(fā)并投入商業(yè)化運行的大中型煤氣化技術(shù)。GSP氣化技術(shù)的主要特點如下：（1）采用干粉煤(水份含量2%)作為氣化原料，根據(jù)后續(xù)化工產(chǎn)品的要求，煤粉可用氮氣或一氧化碳輸送，故操作十分安全。對煤的灰熔點的適用范圍比其他氣化工藝更寬，即使是高水份、高灰分、高硫含量和高灰熔點的煤種也能使用。（3）氧耗較低，與水煤漿加壓氣化工藝相比，氧耗低約15%～20%，可降低配套空分裝置投資和運行費用。水冷壁設(shè)計壽命按25年考慮。（5）只有一個聯(lián)合噴嘴(開工噴嘴與生產(chǎn)噴嘴合二為一)，噴嘴使用壽命長，為氣化裝置長周期運行提供了可靠保障。（7）對環(huán)境影響小，氣化過程無廢氣排放。 凈化工藝方案的選擇凈化工藝包括；變換、脫硫脫碳、硫回收三個部分。設(shè)計中的變換工藝是一種全新的設(shè)計，該工藝采用的是部分氣變換。(1)工藝條件的確定：溫度 設(shè)計中的變換爐（R2002）內(nèi)裝兩段耐硫變換觸媒，兩段間配有煤氣激冷管線，采用連續(xù)換熱式來降低溫度，控制溫度在393℃左右。壓力 。現(xiàn)代甲醇裝置采用加壓變換可以節(jié)約壓縮合成氣的能量，并可充分利用變換氣中過剩蒸汽的能量。當(dāng)全氣量通過變換工序時，此時要求最終變換率不太高，必須保證足量的CO作為合成甲醇的原料；設(shè)計中采用的是部分氣量變換，其余氣量不經(jīng)過變換而直接去合成，這部分氣體可以調(diào)節(jié)變換后甲醇合成原料氣中CO的含量，所以通過的氣體變換率達90%以上。設(shè)計中采用催化劑粒度為￠99mm。物理性質(zhì)(25℃)： 密度 蒸汽壓 表面張力 粘度 比熱 2100J/(kg/K) 導(dǎo)熱系數(shù) (m/K) 冰點 22℃～29℃ 閃點 151℃ 燃點 157℃應(yīng)用性能：表1 各種氣體在NHD溶劑中的相對溶解