【正文】 算 ............................................................................................24 第五章 主要設(shè)備的計算和選型 ..................................................................................................27 甲醇合成塔的設(shè)計 .........................................................................................................27 氣化爐的選型 ................................................................................................................28 第六章 總 結(jié) ............................................................................................................................29 5 物料衡算結(jié)果總結(jié) .........................................................................................................29 能量衡算結(jié)果總結(jié) .........................................................................................................29 主要設(shè)備計算與選型結(jié)果總結(jié) .......................................................................................29 參考文獻 ...................................................................................................................................30 致 謝 ...................................................................................................................................31 1 第一章 總 論 概述 甲醇性質(zhì) 甲醇俗稱木醇， 分子式 CH3OH。 process flow。 synthesis gas。此外本論文以減少投資為原則，充分利用廢熱，降低能源消耗。本論文進行了 20 萬 t/a 的煤制合成氣合成甲醇的設(shè)計。 涉密論文按學校規(guī)定處理。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學位論文作者完全了解學校有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。 作者簽名： 日期： 導師簽名： 日期： 1 學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。 保密論文注釋：本學位論文屬于保密范圍，在 2 年解密后適用本授權(quán)書。 作者簽名： 日期： 關(guān)于論文使用授權(quán)的說明 學位論文作者完全了解延安大學有關(guān)保留和使用學位論文的規(guī)定，即：本科生在校攻讀學士學位期間論文工作的知識產(chǎn)權(quán)單位屬延安大學，學生公開發(fā)表需經(jīng)指導教師同意。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。 分類號： TQ54 單位代碼： 108 密 級： 一 般 學 號： 1080709014023 本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 題 目 : 20 萬噸 /年煤制甲醇工藝過程設(shè)計 延安大學學士學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明： 所呈交的學位論文，是本人在導師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任 何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔。學校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復印件，允許學位論文被查閱和 借閱；學?？梢怨紝W位論文的全部或部分內(nèi)容，可以允許采用影印、縮印或其它復制手段保存、匯編學位論文。非保密論文注釋：本學位論文不屬于保密范圍，適用本授權(quán)書。除了文中 特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。本人授權(quán) 大學可以將本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、 縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導師簽名： 日期： 年 月 日 1 20 萬噸 /年煤制甲醇工藝過程設(shè)計 摘 要： 甲醇是重要的有機化工產(chǎn)品與原料，替代燃料已成為一種必然趨勢，甲醇的需求大幅度上升。通過對各工藝流程各方法進行對比分析，采用了干粉煤氣流床氣化工藝造氣，低溫甲醇洗工藝凈化合成氣體，低壓下利用列管均溫合成塔合成甲醇，三塔精 餾工藝精制甲醇工藝過程，并對各工藝過程進行了物料衡算、熱量衡算、工藝論證以及主要設(shè)備的選型計算。 關(guān)鍵詞： 煤炭氣化；合成氣；甲醇合成；工藝流程；物料衡算；熱量衡算 3 The Design of Process of 20xx00 Tons/Annum Methanol Abstract: Methanol was the anic chemical products and important raw materials. The demand of methanol was greatly increased due to alternative fuels has bee an inevitable trend. This paper is the design of process of 20xx00 t/a methanol synthesized by coal synthesis gas. Comparated to synthesis process of methanol, the gas flow bed was selected, the lowtemperature methanol wash process purification of synthesis gas, tubular averagetemperature reaction was utilized to synthesize methanol keeping in low pressure, the rectification craft of three towers was utilized to rectify methanol, and the process of the selection calculation of material balance, heat balance, technology demonstration and main equipment. In addition, the principle of the design in line with reducing the investment, fully utilize used heat, reducing energy consumption. Keywords: coal gasification。 methanol synthesis。 material balance。是一種無色、透明、易燃、有毒、易揮發(fā)的液體，略帶酒精味?；瘜W性質(zhì)較活潑，能發(fā)生氧化、酯化、羰基化等化學反應。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。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；也可以從甲醇出發(fā)合成乙醇，然后進行乙醇脫水生產(chǎn)乙烯，代替石油生產(chǎn)乙烯的原料路線。 2 設(shè)計的目的和意義 我國是一個相對少氣、缺油、煤炭資源相對豐富的國家，充分利用資源優(yōu)勢，取得最大效益，是國家一直在努力 解決的問題。從我國能源需求及能源環(huán)境的現(xiàn)實看，生產(chǎn)甲醇為新的替代燃料，減少對石油的依賴，也是大勢所趨。發(fā)展煤制甲醇，以煤代替石油，是國家能源安全的需要，也是化學工業(yè)高速發(fā)展的需求。通過完成設(shè)計，基本掌握煤制甲醇的生產(chǎn)工藝，以及甲醇工業(yè)的發(fā)展趨勢。 設(shè)計任務 （ 1） 工藝方案的選擇及論證 （ 2） 工藝流程的設(shè)計 （ 3） 編制物料衡算、熱量衡算 （ 4） 主要設(shè)備計算與選型 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 。首先將原料煤氣化為合成氣；然后通過變換和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，將原料氣加壓加溫到一定條件后輸入等溫反應器，在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。 固定床氣化 固定床氣化一般使用塊煤或煤焦為原料，篩分范圍為 6mm～ 50mm，煤或煤焦與氣化劑在爐內(nèi)進行逆向流動，固相原料由爐上部加入，氣化劑自氣化爐底部鼓入，含有殘?zhí)康幕以誀t底排出。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，治理較麻煩。 它的缺點是：（ 1）在常壓或接近于常壓下 生產(chǎn)，生產(chǎn)強度低、能耗高、碳轉(zhuǎn)化率只有 88%～ 90%。（ 3）缺少大型使用經(jīng)驗；要在大型甲醇裝置中推廣，受一定限制。所產(chǎn)生的煤氣和熔渣在接近爐溫的條件下排除，煤氣中不含焦油等物質(zhì)，部分灰分結(jié)合未反應的燃料可能被產(chǎn)生的煤氣所攜帶出來。氣流床氣化具有 以下特點： （ 1）生產(chǎn)能力大 (2)采用 。 (4)氣化壓力可達 ～ ， 可大大節(jié)省合成氣的壓縮功。 (6)氣化強度大。 從技術(shù)先進性、能耗、環(huán)保等方面考慮，對于大型甲醇煤氣化應選用氣流床氣化為宜。 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)計采用的是干粉氣流床。 低溫甲醇洗技術(shù) 低溫甲醇洗工藝是采用物理吸收法的一種酸性氣體凈化工藝。 國內(nèi)已有多套大型酸性氣體凈 化裝置采用了低溫甲醇洗工藝，有的裝置已運行近20 年，在設(shè)計、施工、安裝、操作等方面都積累了豐富的經(jīng)驗。其對 CO H2S 等均有較強的吸收能力，但對 COS 的吸收能力較弱。一般在 NHD 凈化后增加精脫硫裝置，這樣才能保證合成氣中含硫體積分數(shù)小于 107。而且溶劑吸收能力大、循環(huán)量小、能耗省、價格便宜。該法缺點是在低溫下操作，設(shè)備對低溫材料要求較高，整個工藝投資較高。但該工藝對 COS 吸收能力差，需增加水解裝置，而且脫硫和脫碳必須分開，從而使流程變得復雜。該法的優(yōu)點在于對設(shè)備無腐蝕，可采用碳鋼設(shè)備，整個工藝投資較少。低溫甲醇洗在國內(nèi)具有 豐富的生產(chǎn)操作經(jīng)驗，除部分低溫材料需引進外，設(shè)備設(shè)計和制造等均可在國內(nèi)解決。本設(shè)計采用低溫甲醇法。 6 反應器的選擇 目前國內(nèi)外使用的甲醇合成塔主要有冷激式合成塔、冷管式合成塔、水管式合成塔、固定管板列管式合成塔和多床內(nèi)換熱式合成塔。 合成塔的選用原則一般為：反應能在接近最佳溫度曲線條件下進行，床層