【正文】 maldehyde were condensed with primary tower, fuel type pressing tower and atmospheric pressure tower. The use of industry was introduced simply. According to the previous information as a production workshop was designed by empirical data. And a lot of rigorous calculation including mass balance, heat balance, equipment were calculated, the size and type of key equipment were selected. Finally, a brochure was pleted.Key word: Methanol。 Preliminary design 1 前言1．1 概況1. 1. 1 甲醇生產(chǎn)的意義與作用甲醇在生活中越來越受到重視，它即可用做有機(jī)化工原料，又可用于有機(jī)合成、農(nóng)藥、醫(yī)藥、涂料、染料和國(guó)防工業(yè)等領(lǐng)域。近20 年來，甲醇生產(chǎn)發(fā)展很快，技術(shù)不斷提高，生產(chǎn)規(guī)模逐年擴(kuò)大，生產(chǎn)工藝逐步成熟，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)不斷完善，特別是近年來甲醇汽、柴油的開發(fā)和應(yīng)用，使其作為代用燃料，從技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性上具有了很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。甲醇制烯烴和二甲醚將是未來驅(qū)動(dòng)甲醇市場(chǎng)需求增長(zhǎng)的主要?jiǎng)恿Γ覈?guó)將是甲醇需求的重點(diǎn)地區(qū)。根據(jù)未來甲醇裝置建設(shè)趨勢(shì)，世界甲醇的生產(chǎn)中心正在向南美、沙特、伊朗和我國(guó)轉(zhuǎn)移；同時(shí)這些國(guó)家和地區(qū)甲醇產(chǎn)品的目標(biāo)市場(chǎng)主要是針對(duì)亞太地區(qū)和我國(guó)。有毒，飲用后能使雙目失明。能與水、乙醇、乙醚、苯、酮類和大多數(shù)其他有機(jī)溶劑混溶。1. 2 甲醇的發(fā)展現(xiàn)狀1. 2. 1　國(guó)內(nèi)甲醇生產(chǎn)分析 國(guó)內(nèi)甲醇生產(chǎn)始于1957年，以小甲醇起家。規(guī)模在200kt/a的僅兩套，分別在上海焦化有限公司和陜西榆林天然氣公司，另外，內(nèi)蒙古蘇里天然氣化工股份有限公司建有一套180k t/a裝置。40～100kt/a (不含100 kt/a )規(guī)模的有22套。雖然國(guó)內(nèi)甲醇產(chǎn)量增長(zhǎng)很快，但裝置開工率一直較低，尤其是在1998～2002 年，開工率一直在40%～55%。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)甲醇在建項(xiàng)目產(chǎn)能達(dá)到10000 kt以上。雖然我國(guó)甲醇生產(chǎn)能力已不算低， 但是由于規(guī)模小、競(jìng)爭(zhēng)力差，每年還是要進(jìn)口大量的甲醇，除了2002年進(jìn)口量達(dá)到1800 kt以外，其他年份均在1300～1400 kt，2005 年進(jìn)口量為1360kt。滿足率上升的主要原因是國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)使得甲醇的需求大幅增加。甲醇提高價(jià)格刺激了企業(yè)的生產(chǎn)，使得國(guó)內(nèi)產(chǎn)量大幅增加?？陀^地說，雖然甲醇行業(yè)發(fā)展很快，但整體水平仍然較低，尤其是煤炭、動(dòng)力、運(yùn)費(fèi)等價(jià)格的上漲，使得甲醇生產(chǎn)成本在不斷增加。1. 2. 3　甲醇市場(chǎng)展望隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，今后國(guó)際市場(chǎng)對(duì)甲醇的需求仍將保持一定的增長(zhǎng)勢(shì)頭。雖然在化工行業(yè)甲醇市場(chǎng)容量有限， 但作為汽油添加劑或替代車用燃料，甲醇及其衍生物二甲醚將扮演重要角色， 其需求量巨大，將成為甲醇需求新的增長(zhǎng)點(diǎn)。在汽油中添加15% 以下的甲醇可明顯地改善排放尾氣的污染物含量，對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)也無需作較大的變動(dòng)，油耗亦無明顯變化，未充分燃燒的甲醇與甲醛在排放的尾氣中增加亦不明顯。雖然儲(chǔ)存時(shí)甲醇在大氣中的濃度低于我國(guó)居民區(qū)大氣環(huán)境衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，即使泄漏也會(huì)很快被生物降解，在環(huán)境中滯留時(shí)間不長(zhǎng)，但高比例燃料甲醇仍應(yīng)采用催化尾氣轉(zhuǎn)換器使未充分燃燒的甲醇、甲醛及可能生成的亞硝酸甲酯進(jìn)行轉(zhuǎn)化，從而使這些物質(zhì)在大氣中的濃度得到有效控制。雖然二甲醚作為液化石油氣的替代產(chǎn)品用作民用炊具燃料技術(shù)較為成熟，易于推廣，但甲醇價(jià)位過高致使二甲醚成本偏高，妨礙其推廣應(yīng)用。甲醇行業(yè)目前正走在這樣的發(fā)展之路上。特別是在我們這樣一個(gè)以公有制為主體的國(guó)家中，如何更科學(xué)地利用國(guó)家資源、如何更合理地使用納稅人的錢、如何讓我們的國(guó)民經(jīng)濟(jì)用盡可能小的損失換來更快的發(fā)展，這應(yīng)是最為重要的。依據(jù)“任務(wù)書”規(guī)定的設(shè)計(jì)內(nèi)容，進(jìn)行生產(chǎn)方案、工藝流程設(shè)計(jì)，工藝計(jì)算和生產(chǎn)設(shè)備設(shè)計(jì)等。1. 3. 1甲醇的生產(chǎn)方法在天然氣經(jīng)加熱到380℃—400℃時(shí)，進(jìn)入填裝有鈷鉬催化劑和氧化鋅的脫硫罐中脫去硫化氫及有機(jī)硫，接著原料氣配入水蒸氣后于400℃下進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐的對(duì)流段，進(jìn)一步預(yù)熱到500℃—520℃，然后進(jìn)入裝有鎳催化劑的轉(zhuǎn)化管，在管內(nèi)繼續(xù)被管外的燃燒氣加熱，進(jìn)行轉(zhuǎn)化反應(yīng)。再通過催化劑床層繼續(xù)轉(zhuǎn)化并吸熱，然后離開二段轉(zhuǎn)化爐，即得所需合成氣，合成氣此時(shí)成分含量為CH4 %，%，% ，% ，% ，%。出塔合成氣與入塔氣換熱后進(jìn)入甲醇冷卻器。合成氣于分離甲醇后循環(huán)使用。1. 3. 2 甲醇車間精餾工段工藝流程設(shè)計(jì)甲醇精餾是根據(jù)相同溫度下，同一液體混合物中不同組分的揮發(fā)度不同，經(jīng)多次部分氣化和多次部分冷凝最后得到較純的組分，實(shí)現(xiàn)混合物分離的操作過程，就是根據(jù)這種原理，每一層塔板相當(dāng)于一級(jí)分離器，經(jīng)多次的部分氣化和冷凝，會(huì)在預(yù)精餾塔中，將粗甲醇中的輕組分從塔頂中除去，在加壓塔和常壓塔中，在塔頂?shù)玫竭_(dá)到較高純度的精甲醇，常壓塔底排除精餾殘液。在塔底部裝有再沸器提供熱量，這樣蒸汽沿塔壁上升，與下降的液體逆流接觸并進(jìn)行傳質(zhì)傳熱，在每一層塔板上進(jìn)行部分氣化和部分冷凝。如此物質(zhì)交換的結(jié)果會(huì)使上升的蒸汽中輕組分的濃度逐漸升高，到達(dá)塔頂?shù)恼羝麑⒊蔀楦呒兌鹊妮p組分。精餾的操作就是控制塔的物料平衡（F=D＋W，F(xiàn)XF=DXD＋WXW），熱量平衡()和氣液平衡()。1. 3. 3 設(shè)計(jì)依據(jù)和生產(chǎn)規(guī)模：根據(jù)該設(shè)計(jì)的任務(wù)書，設(shè)計(jì)題目為年產(chǎn)10000噸甲醇車間精餾工段初步設(shè)計(jì)，主要參數(shù)有原料天然氣含硫100ppm，生產(chǎn)主要產(chǎn)品甲醇符合標(biāo)準(zhǔn)為GB33892，年生產(chǎn)時(shí)間為330天，年生產(chǎn)能力為10000噸甲醇。1. 4 廠址選擇1. 4. 1 廠址選擇的重要性廠址選擇就是確定工廠坐落的區(qū)域和具體位置?；S因?yàn)閺S址選擇不當(dāng)、三廢不能治理而被迫關(guān)?；蛳奁谕．a(chǎn)治理或限期搬移的例子很多，其結(jié)果是造成人力、物力和財(cái)力的嚴(yán)重?fù)p失。1. 4. 2 廠址選擇的基本原則⑴貫徹執(zhí)行國(guó)家的方針政策選擇廠址時(shí)要嚴(yán)格貫徹執(zhí)行國(guó)家方針政策，遵守國(guó)家法律法規(guī)。(2)正確處理各種關(guān)系廠址選擇時(shí)，要從全局出發(fā)統(tǒng)籌兼顧，正確處理好城市與鄉(xiāng)村、生產(chǎn)和生態(tài)、工業(yè)與農(nóng)業(yè)、生產(chǎn)與生活、需要與可能、近期與長(zhǎng)遠(yuǎn)等的關(guān)系。(4)充分考慮環(huán)境和綜合利用保護(hù)環(huán)境是我國(guó)的一項(xiàng)基本國(guó)策，必須對(duì)所產(chǎn)生的污染物進(jìn)行綜合治理，不得造成環(huán)境污染。廠區(qū)的面積、形狀和其他條件既要滿足生產(chǎn)工藝合理布置的要求，又要留有一定的發(fā)展余地。廠址的地下水位不能過高，地質(zhì)條件符合建筑施工的要求，地耐力應(yīng)該在150kN廠址的自然地形應(yīng)整齊、平坦，這樣既有利于工廠的總平面布置，又有利于場(chǎng)地排水和廠內(nèi)的交通運(yùn)輸。以上是廠址選擇的一些基本要求。因此，廠址選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)廠址的具體特點(diǎn)和要求，抓主要矛盾，首先滿足對(duì)工廠發(fā)展和生存有重要影響的要求，然后在盡可能的滿足其他要求。(空氣=1)，℃，℃，閃點(diǎn)（開杯）16℃，自燃點(diǎn)473℃，折射率nD(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）。）,0C ≤高錳酸鉀試驗(yàn)，min ≥503020水溶性試驗(yàn)澄清水分含量，% ≤酸度（以HCOOH計(jì)），% ≤或堿度（以NH3計(jì)），% ≤羰基化合物含量（以CH2O計(jì)），% ≤蒸發(fā)殘?jiān)浚? ≤ 2 工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算2. 1 工藝原理典型的精餾設(shè)備是連續(xù)精餾裝置，包括精餾塔、冷凝器、再沸器等，用于精餾的塔設(shè)備有兩種，即板式塔和填料塔，但常采用的是板式塔。丁醇的精制和異構(gòu)物分離都是根據(jù)組分的沸點(diǎn)不同來實(shí)現(xiàn)的。2. 3 工藝流程簡(jiǎn)述圖21 甲醇精餾系統(tǒng)工藝流程框圖甲醇精餾段工藝流程：有合成工序來的粗甲醇，進(jìn)入粗甲醇預(yù)熱器E601，由中壓蒸汽將進(jìn)料預(yù)熱到75℃，進(jìn)入脫醚塔T601上部。冷凝液的甲醇進(jìn)入脫醚塔回收槽V602。不凝氣經(jīng)脫醚塔液封槽后高點(diǎn)放空。塔底脫醚后甲醇，溫度約80℃左右，由脫醚甲醇泵P602A/B送至脫醚甲醇加熱器E604，預(yù)熱到114℃后進(jìn)入加壓精餾塔T602。由塔上部側(cè)線采出精甲醇，經(jīng)精甲醇冷卻器E609冷卻到40℃后，作為產(chǎn)品送至成品槽。出加壓塔底甲醇水溶液，溫度約130℃，經(jīng)脫醚甲醇加熱器E604換熱后，溫度降至90℃，進(jìn)入常壓精餾塔T603下部。由塔上部側(cè)線采出精甲醇，經(jīng)精甲醇冷卻器E608冷卻到40℃，送至成品槽。常壓塔底部設(shè)有再沸器E606，E606的熱