年产20万吨煤制甲醇生产工艺初步设计
设计说明书
题 目：年产20万吨煤制甲醇生产工艺初步设计 学 号：200922392031 姓 名： 余跃进 年 级： 应化0901
学 院：武汉科技大学职业技术学院 系 别： 化工系 专 业： 应用化工技术 指导教师： 何选民 完成日期：2011-5月
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年产20万吨煤制甲醇生产工艺初步设计
摘 要
甲醇是一种极重要的有机化工原料，也是一种燃料，是碳一化学的基础产品，在国民经济中占有十分重要的地位。近年来，随着甲醇下属产品的开发，特别是甲醇燃料的推广应用，甲醇的需求大幅度上升。为了满足经济发展对甲醇的需求，开展了此20万t/a的甲醇项目。设计的主要内容是进行工艺论证，物料衡算和热量衡算等。本设计本着符合国情、技术先进和易得、经济、环保的原则，采用煤炭为原料；利用GSP气化工艺造气；NHD净化工艺净化合成气体；低压下利用列管均温合成塔合成甲醇；三塔精馏工艺精制甲醇；此外严格控制三废的排放，充分利用废热，降低能耗，保证人员安全与卫生。
关键词：甲醇合成、气体精馏、工艺流程
目 录
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年产20万吨煤制甲醇生产工艺初步设计
第一章 总论 ?????????????????????????1 1.1概述 ???????????????????????????1 1.2设计的目的和意义 ?????????????????????3 1.3设计依据 ?????????????????????????3 1.4设计的指导思想 ??????????????????????4 1.5设计的范围，装置组成及建设规模 ??????????????4 1.6原料煤的规格 ???????????????????????5 1.7产品质量标准 ???????????????????????5 第二章 工艺论证 ???????????????????????6 2.1 煤气化路线的选择 ?????????????????????6 2.2净化工艺方案的选择 ????????????????????8 2.3合成甲醇工艺选择 ?????????????????????11 2.4甲醇精馏 ?????????????????????????17 第三章 工艺流程 ???????????????????????22 3.1 GSP气化工艺流程 ?????????????????????22 3.2净化装置工艺流程 ?????????????????????23 3.3甲醇合成工艺流程 ?????????????????????31 3.4甲醇精馏工艺流程 ?????????????????????32 3.5氨吸收制冷流程 ??????????????????????34 第四章 工艺计算 ???????????????????????35 4.1物料衡算 ?????????????????????????35 4.2能量衡算 ?????????????????????????45 第五章 主要设备的工艺计算及选型 ???????????????50 5.1甲醇合成塔的设计 ?????????????????????50 5.2水冷器的工艺设计 ?????????????????????54 5.3循环压缩机的选型 ?????????????????????57 5.4气化炉的选型 ???????????????????????57 5.5甲醇合成厂的主要设备一览表 ????????????????58 第六章 合成车间设计 ?????????????????????59
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年产20万吨煤制甲醇生产工艺初步设计
6.1厂房的整体布置设计 ????????????????????59 6.2合成车间设备布置的设计 ??????????????????59 第七章 非工艺专业要求 ????????????????????59 7.1公用工程 ?????????????????????????59 7.2安全卫生 ?????????????????????????60 第八章 三废处理 ???????????????????????62 8.1甲醇生产对环境的污染 ???????????????????62 8.2 处理方法 ?????????????????????????63 设计结果评价 ????????????????????????65 致谢 ????????????????????????????65 参考文献 ??????????????????????????66
第一章 总论
1.1概述
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年产20万吨煤制甲醇生产工艺初步设计
1.1.1甲醇性质
甲醇俗称木醇、木精，英文名为methanol，分子式CH3OH。是一种无色、透明、易燃、有毒、易挥发的液体，略带酒精味；分子量32.04，相对密度0.7914(d420)，蒸气相对密度1.11(空气=1)，熔点-97.8℃，沸点64.7℃，闪点（开杯）16℃，自燃点473℃，折射率(20℃)1.3287，表面张力（25℃）45.05mN/m，蒸气压（20℃）12.265kPa，粘度（20℃）0.5945mPa?s。能与水、乙醇、乙醚、苯、酮类和大多数其他有机溶剂混溶。蒸气与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限6.0％～36.5﹪（体积比）。化学性质较活泼，能发生氧化、酯化、羰基化等化学反应。 1.1.2甲醇用途
甲醇是重要有机化工原料和优质燃料，广泛应用于精细化工，塑料，医药，林产品加工等领域。甲醇主要用于生产甲醛，消耗量要占到甲醇总产量的一半，甲醛则是生产各种合成树脂不可少的原料。用甲醇作甲基化试剂可生产丙烯酸甲酯、对苯二甲酸二甲酯、甲胺、甲基苯胺、甲烷氯化物等；甲醇羰基化可生产醋酸、醋酐、甲酸甲酯等重要有机合成中间体，它们是制造各种染料、药品、农药、炸药、香料、喷漆的原料，目前用甲醇合成乙二醇、乙醛、乙醇也日益受到重视。甲醇也是一种重要的有机溶剂，其溶解性能优于乙醇，可用于调制油漆。作为一种良好的萃取剂，甲醇在分析化学中可用于一些物质的分离。甲醇还是一种很有前景的清洁能源，甲醇燃料以其安全、廉价、燃烧充分，利用率高、环保的众多优点，替代汽油已经成为车用燃料的发展方向之一；另外燃料级甲醇用于供热和发电，也可达到环保要求。甲醇还可经生物发酵生成甲醇蛋白，富含维生素和蛋白质，具有营养价值高而成本低的优点，用作饲料添加剂，有着广阔的应用前景。 1.1.3甲醇生产工艺的发展
甲醇是醇类中最简单的一元醇。1661年英国化学家R.波义耳首先在木材干馏后的液体产物中发现甲醇，故甲醇俗称木精、木醇。在自然界只有某些树叶或果实中含有少量的游离态甲醇，绝大多数以酯或醚的形式存在。1857年法国的M·贝特洛在实验室用一氯甲烷在碱性溶液中水解也制得了甲醇。
1923年德国BASF公司首先用合成气在高压下实现了甲醇的工业化生产，直到1965年，这种高压法工艺是合成甲醇的唯一方法。1966年英国ICI公司开发了低压法工艺，接着又开发了中压法工艺。1971年德国的Lurgi公司相继开发
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