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1、年产100万吨煤煤合成甲甲醇工厂厂设计摘要: 本设计计采用CCO和HH 2为成原原料气，中中温低压压条件下下在均温温管式反反应器中中完成甲甲醇合成成。原料料气采用用GSPP煤气化化工艺制制得，通通过三次次脱硫工工序和转转化反应应调节，从从而达到到甲醇合合成最佳佳碳氢比比。产品品粗甲醇醇经过预预塔和主主塔三次次精馏,最终生生产出符符合国家家一级要要求的精精甲醇。设计内容容包括厂厂址选择择、物料料衡算、能能量衡算算、主要要设备计计算与选选型、车车间平面面布置图图及立面面图、工工艺流程程图和全全厂总平平面图。设计成果果为图纸纸5张，说说明书11份，缩缩写稿11份。关键词：甲醇，合合成，工工艺设计计
2、The Syntthessis Techhnollogiicall Desiignss off Prodducees 110,0000 TMethhyl Alcooholl YearrlyABSTTRACCT：Thee deesiggn uusess COO annd HH2 ssyntthessizees tthe feeed ggas, Unnderr thhe mmidddle temmperratuure andd loow ppresssurre ccondditiion, coomplletees tthe synntheesiss inn thhe aaverragee teem
3、peeratturee tuubullar reaactoor. Thee feeed gass usses thee GSSP ggasiificcatiion craaft sysstemm，Thhrouugh thrree dessulpphurrizaatioon wworkkingg prroceedurres andd trranssforrmedd reespoonsee addjusstmeent, Thhus achhievves thee beest carrbonn hyydroogenn raatioo foor tthe synntheesiss off meethy
4、yl aalcooholl. TThrooughh thhreee seelecctivve eevapporaatioons witth tthe pree-toowerr annd tthe hosst ttoweer, Thee prroduuct preelimminaary metthyll allcohhol commestto tthe nattionnal levvel reqquesst ffinee meethyyl aalcooholl. Thhe ddesiigniinclludiing facctorry ssitee chhoicce, masss bbalaanc
5、ee coompuutattionn, eenerrgy ballancce ccompputaatioon, commputtatiion andd shhapiing of maiin eequiipmeent, flloorr-pllan andd ellevaatioon oof wworkkshoop, floow ccharrt aand enttiree faactoory genneraal llayoout.The ressultts oof ddesiign aree: BBlueepriint 5, Insstruuctiion boook 11, aabriidgeed
6、 eedittionn 1.KEY WORRDS: Meethyyl aalcooholl, SSyntthessis, Teechnnoloogiccal dessignn1 概述述甲醇是重重要的有有机化工工原料之之一，是是碳一化化学的母母体，广广泛应用用于生产产塑料、纤纤维、橡橡胶、染染料、香香料、医医药和农农药等方方面，也也是一种种重要的的有机溶溶剂，由由甲醇延延伸的化化工产品品达数百百种，在在发达国国家其产产量仅次次于乙烯烯、丙烯烯和苯，居居第四位位。另外外，甲醇醇是一种种易挥发发的无色色透明液液体，它它与现实实中使用用的液体体燃料具具有极为为相似的的燃烧性性能，它它既具有有燃烧性性能
7、好、辛辛烷值高高、抗爆爆性能好好等特点点，又具具有生产产原料非非常广泛泛的优势势。因此此，早在在20 世纪770 年年代初，欧欧美的一一些发达达国家就就将甲醇醇列为替替代燃料料，并开开始了不不同方式式的研究究开发与与推广应应用工作作。我国国在这方方面的起起步工作作也较早早，200 世纪纪70 年代初初期就有有少数大大专院校校、科研研单位和和个别汽汽车制造造企业开开始了甲甲醇燃料料的开发发与应用用工作，并并取得了了一定的的进展。综综上所述述，根据据目前我我国资源源结构及及能源供供应的现现状，大大力发展展煤炭洁洁净技术术，对于于调整和和改善我我国的能能源结构构，促进进经济发发展会起起到更加加积极的
8、的作用。2 甲醇醇合成技技术的发发展19233 年德德国首次次用COOH22 合成成气在锌锌铬催化化剂、高高温高压压下实现现了甲醇醇合成工工业化之之后，甲甲醇生产产便迅速速发展，甲甲醇合成成的方法法也不断断出现新新的成就就，最初初采用的的锌铬催催化剂，甲甲醇合成成反应温温度在33604000 ，反应应压力为为2030 MPaa。后来来由于脱脱硫技术术的发展展及铜系系催化剂剂研究与与应用的的成功，在在较低的的反应温温度（22403000 ），较较低的压压力（55 MPPa）下下，即可可获得较较高的甲甲醇产率率。相对对于锌铬铬系催化化剂，铜铜系催化化剂不仅仅活性好好，而且且选择性性高，减减少了副副
9、反应，不不仅改善善了甲醇醇质量，降降低了原原料气消消耗，而而且因反反应压力力低，工工艺设备备的制造造比高压压法更容容易，投投资少，能能耗约降降低了11/4，单单位产品品的成本本较低，低低压甲醇醇合成具具有显著著的优越越性。目目前，国国内外新新上的单单醇系统统全采用用低压工工艺。甲甲醇生产产的另一一个重要要发展动动向就是是装置的的大型化化。200 世纪纪90 年代以以来，国国外新建建甲醇装装置生产产能力一一般在550880 万万t/aa，进入入21 世纪后后进一步步提升至至1000 万tt/a 以上， 沙特国国际石化化公司（SSipcchemm）和伊伊朗国家家石化公公司（NNPC）220044
10、年投投产的甲甲醇装置置均为1100 万t/a。在在甲醇合合成技术术方面，处处于大规规模工业业应用的的主要是是固定床床式甲醇醇合成反反应器。因因此，本本文所介介绍的甲甲醇合成成反应器器为固定定床式甲甲醇合成成反应器器。国际际上，目目前已投投入使用用的固定定床式甲甲醇合成成反应器器，ICCI 冷冷激式合合成塔技技术所占占的比重重最大，约约占611%。其其次是鲁鲁奇等温温列管式式合成塔塔技术，约约占277%。国国内，由由于国内内低压甲甲醇技术术起步较较晚，单单套装置置能力在在5220 万万t/aa，大部部分采用用冷激式式、列管管式、冷冷管式结结构的甲甲醇反应应器，甲甲醇合成成部分的的技术多多为国外外
11、引进或或者部分分工程设设计单位位在引进进技术基基础上进进行放大大，或者者是在中中压联醇醇反应器器技术的的础改进进。目前前国内基基本上全全是低压压合成甲甲醇。 3 设设计合成成路线 图图1-11 煤合合成甲醇醇工艺流流程图4 甲醇醇合成塔塔的选择择 甲甲醇合成成的化学学反应方方程式如如下：CO22H2CH33OH96.69 kJ/mollCO223HH2CCH3OOHHH2O49.53 kJ/moll；从上式可可以看出出，甲醇醇合成反反应是一一个可逆逆的强放放热反应应过程。因因此甲醇醇合成反反应器的的设计必必须符合合两个最最基本的的条件：一是能能及时将将反应热热移走，使使合成反反应平衡衡尽可能能
12、接近反反应平衡衡曲线，同同时避免免因反应应热的积积累而烧烧坏催化化剂；二二是尽可可能的提提高高压压空间的的利用率率，多装装催化剂剂，以提提高甲醇醇合成反反应器的的生产能能力。本本次设计计选用的的甲醇合合成装置置由杭州州林达化化工公司司自主开开发的均均温甲醇醇合成装装置。甲甲醇合成成塔是甲甲醇合成成工段的的关键设设备，均均温型甲甲醇塔以以合理的的冷管布布置迅速速有效地地移走反反应热，触触媒层轴轴向温度度分布均均匀，内内件结构构安全可可靠合理理，内件件拆装和和装卸触触媒方便便，使用用寿命长长，成为为中小型型甲醇厂厂广泛选选用的塔塔型。产品特点点：1、采用用我国低低压甲醇醇塔技术术成功改改造国外外进
13、口甲甲醇塔；22、触媒媒层同平平面温差差低达55，轴向向温差低低达100，大大大优于国国外等温温甲醇塔塔（300）；3、用用原年产产4万吨吨国外引引进的合合成装置置动力和和静止设设备，成成功达到到在不增增加原料料气量和和入塔气气量条件件下增加加产量550%；44、触媒媒装填系系数达770%，2M内径塔甲醇年产高达8万吨；5、结构简单可靠，操作稳定，性能优良，设备尺寸大大小于管壳式，投资低，深受用户欢迎。目前正在进行多项年产1020万吨甲醇合成塔改造和新建项目。工程典范范：哈尔尔滨气化化厂年产产6万吨吨改造装装置及88万吨新新建装置置 江苏新新亚年产产2万吨吨甲醇装装置 河南南中原气气化年产产5
14、万吨吨低压甲甲醇项目目山山东垦利利年产33万吨甲甲醇项目目云云南曲靖靖焦化88万吨甲甲醇装置置内内蒙天野野20万万吨甲醇醇装置(30000)陕陕西渭化化20万万吨甲醇醇装置(30000)5 设计计内容 本次次设计内内容如下下：（1） 设计题目目年产100万吨煤煤合成甲甲醇工艺艺设计（2） 设计过程程 大量收收集现有有甲醇生生产厂家家的生产产数据，初初步进行行建厂可可行性分分析，工工艺计算算，设备备选型，完完成设计计结果指指标。（3） 设计结果果绘制完成成工艺流流程图11张,全全厂总平平面图11张,车车间设备备平面图图1张,车间立立面图11张，带带控制点点工艺流流程图11张。设设计说明明书1份份
15、。 参考文文献化工工类毕业业设计题题目作者QQQ1377134458777参考文献献1 姚玉英英化工工原理天津大大学化工工原理教教研室编编M天津津：天津津科技出出版社，119999 2 谭蔚化工设设备设计计基础M天津：天津大大学出版版社，2200003 陈均志志化工工原理实实验及课课程设计计M西安安：陕西西人民出出版社，2200224 周镇江江轻化化工工厂厂设计概概论MM北北京：中中国轻工工业出版版社，1199445 左识之之精细细化工反反应器及及车间工工艺设计计M上海海：华东东理工大大学出版版社，1199666 上海化化工学院院 成都都科技学学院 大大连工学学院编化学工工程MM北北京：化化学工业业出版社社，199807 余国琮琮化学学工程词词典MM北北京：化化学工业业出版社社，200038 精细有有机化工工及中间间体设计计手册M 北京京： 化化学工业业出版社社9 冯元崎崎联醇醇生产M北京：化学工工业出版版社，11994410 化工工设计手手册MM 北京：化学工工业出版版社，119899 11 魏文文德有有机化工工原料大大全MM北北京：化化学工业业出版社社，19999