年產(chǎn)30萬(wàn)噸煤制甲醇合成工段初步設(shè)計(jì)-展示頁(yè)
2025-07-09 00:01本頁(yè)面
【正文】 6 6 6 8第3章 工藝流程 10 10第4章 工藝計(jì)算 12 12 13 18 18 18第5章 主要設(shè)備的計(jì)算和選型 22 22 25 28 28 28第6章 合成車(chē)間設(shè)計(jì) 29 29 29第7章 設(shè)計(jì)結(jié)果評(píng)價(jià) 30參考文獻(xiàn) 31致 謝 32第1章 概述甲醇俗稱(chēng)木醇、木精，英文名為methanol，分子式CH3OH。是一種無(wú)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(diǎn)（開(kāi)杯）16℃，自燃點(diǎn)473℃，折射率(20℃)，表面張力（25℃），蒸氣壓（20℃），粘度（20℃）?s。蒸氣與空氣形成爆炸性混合物，％～﹪（體積比）。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。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。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(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。故甲醇俗稱(chēng)木精、木醇。1857年法國(guó)的M1923年德國(guó)BASF公司首先用合成氣在高壓下實(shí)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。1971年德國(guó)的Lurgi公司相繼開(kāi)發(fā)了適用于天然氣－渣油為原料的低壓法工藝。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。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。70年代四川維尼綸廠(chǎng)引進(jìn)了一套以乙炔尾氣為原料的95 kt/a低壓法裝置，采用英國(guó)ICI技術(shù)。2000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2004年獲得國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。1. 4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。將合成后的粗甲醇經(jīng)預(yù)精鎦脫除甲醚，再精鎦而得成品甲醇。20世紀(jì)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(jìn)入60年代以來(lái)，以重油為原料的甲醇裝置有所發(fā)展。第2章 工藝流程設(shè)計(jì)甲醇合成合成氣凈化甲醇精餾煤制合成氣圖1 煤制甲醇的簡(jiǎn)單工藝流程首先是采用GSP氣化工藝將原料煤氣化為合成氣；然后通過(guò)變換和NHD脫硫脫碳工藝將合成氣轉(zhuǎn)化為滿(mǎn)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。甲醇合成的典型工藝主要是：低壓工藝（ICI低壓工藝、Lurgi低壓工藝）、中壓工藝、高壓工藝。目前，國(guó)內(nèi)外的大型甲醇合成塔塔型較多，歸納起來(lái)可分為五種： （1）冷激式合成塔（2）冷管式合成塔（3）水管式合成塔（4）固定管板列管合成塔（5）多床內(nèi)換熱式合成塔綜上所述和借鑒大型甲醇合成企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)，（大型裝置不宜選用激冷式和冷管式），設(shè)計(jì)選用固定管板列管合成塔。（1）甲醇合成催化劑經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的研究開(kāi)發(fā)和工業(yè)實(shí)踐，廣泛使用的合成甲醇催化劑主要有兩大系列：一種是以氧化銅為主體的銅基催化劑，一種是以氧化鋅為主體的鋅基催化劑。耐熱性較差，對(duì)硫、氯及其化合物敏感，易中毒。通過(guò)操作條件的對(duì)比分析，可知使用銅基催化劑可大幅度節(jié)省投資費(fèi)用和操作費(fèi)用，降低成本。表1 國(guó)內(nèi)外常用銅基催化劑特性對(duì)比［10］催化劑型號(hào)組分/％操作條件CuOZnOAl2O3壓力/MPa溫度/℃英國(guó)ICI 513603010190～270德國(guó)LG10451324210～240美國(guó)C792220～330丹麥LMK4010220～270中國(guó)C302系列51324 210～280中國(guó)XCN985220 8~ 200～290從表的對(duì)比可以看出，國(guó)產(chǎn)催化劑的銅含量已提50%以上。（2）XNC98甲醇合成催化劑簡(jiǎn)介：XNC98型催化劑是四川天一科技股份有限公司研制和開(kāi)發(fā)的新產(chǎn)品。它是一種高活性、高選擇性的新催化劑。常用操作溫度200～290℃,～ MPa。外 觀(guān)： 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(qiáng)度：≥200N/cm催化劑活性和壽命：在該催化劑質(zhì)量檢驗(yàn)規(guī)定的活性檢測(cè)條件下，其活性為：230℃時(shí)：催化劑的時(shí)空收率≥ kg/()250℃時(shí)：催化劑的時(shí)空收率≥ kg/()在正常情況下，使用壽命為2年以上。設(shè)計(jì)中采用的甲醇合成催化劑為國(guó)產(chǎn)的銅系XCN98，由它的性質(zhì)可知：適合使用的溫度范圍為200～290℃。設(shè)采用的是低壓法（）合成甲醇。由于新鮮氣中（H2CO2）/(CO+CO2)略大于2，而反應(yīng)過(guò)程中氫與一氧化碳、二氧化碳的化學(xué)計(jì)量比分別為2:1和3:1，因此循環(huán)氣中（H2CO2）/(CO+CO2)遠(yuǎn)大于2。甲醇合成過(guò)程中，需要一定的二氧化碳存在以保持催化劑的高活性。（4）空速:
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