煤制甲醇气化工艺设计及计算 毕业设计论文

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1、毕业设计说明书专业：班级：姓名：年月日目录1文献综述31.1甲醇的基本性质31.2甲醇工业发展状况31.2.1甲醇生产工艺的发展31.2.2甲醇原料的发展41.3甲醇应用状况41.4甲醇市场状况51.5甲醇发展方向51.6甲醇行业的发展建议61.7工业甲醇生产方法简述71.8煤、焦炭制甲醇72设计工艺流程及优化92.1德士古水煤浆气化制甲醇工艺装置可行性分析92.1.1三种典型气化工艺比较92.1.2过程分析92.1.3合成气净化102.1.4低压甲醇合成与精馏102.2工艺流程确定123煤制甲醇气化

2、工艺设计及计算133.1工艺概述133.2气化工艺133.2.1原料煤的确定133.2.2煤型评价143.2.3制浆工艺简述143.2.4水煤浆气化153.3工艺操作条件163.4工艺流程图（变换流程见工艺流程图变换部分）17第36页4二氧化碳脱除194.1二氧化碳脱除目的194.2加压水洗法流程简介(脱碳流程见工艺流程图脱碳部分)205甲醇合成215.1合成甲醇反应原理215.1.1甲醇合成反应步骤215.1.2合成甲醇的化学反应215.2合成甲醇对合成气的要求225.2.1合成气中的碳氢比225.

3、2.2合成气中惰性气体含量225.2.3甲醇合成气的净化225.3合成甲醇催化剂225.3.1合成甲醇催化剂的作用225.3.2铜基催化剂235.4鲁奇（Lurgi）低中压发合成甲醇工艺流程235.5鲁奇（Lurgi）管壳型甲醇合成塔235.6甲醇合成热力学245.6.1SHBWR状态方程245.6.2混合物的参数计算265.6.3合成热效应295.7甲醇合成的化学平衡315.7.1平衡常数计算315.7.2合成气用量比与平衡浓度335.7.3合成气合成甲醇计算345.8粗甲醇精馏工艺计算35结论36

4、参考文献37致谢38第36页1文献综述1.1甲醇的基本性质甲醇，又称木精、木醇、木酒精；纯甲醇为无色透明略带乙醇气味的易挥发液体，沸点65℃，熔点-97.8℃，闪点16℃，折射率1.3278，和水相对密度0.7915(20/4℃)；甲醇能和水以任意比相溶，但不形成共沸物，能和多数常用的有机溶剂(乙醇、乙醚、丙酮、苯等)混溶，并形成恒沸点混合物。甲醇能和一些盐如CaCl2、MgCl2等形成结晶化合物，称为结晶醇如CaCl2·CH3OH、MgCl2·6CH3OH，和盐的结晶水合物类似，甲醇蒸气能和空气形成

5、爆炸性混合物，爆炸极限6.0～36.5％（体积）。甲醇燃烧时无烟，火焰呈蓝色[7]。甲醇具有脂肪族伯醇的一般性质,连有羟基的碳原子上的三个氢原子均可被一一氧化,或脱氢生成甲醛,再氧化成甲酸,甲酸氧化的最终产物是二氧化碳和水。试剂甲醇常密封保存在棕色瓶中置于较冷处。1.2甲醇工业发展状况1.2.1甲醇生产工艺的发展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。19

6、71年德国的Lurgi公司相继开发了适用于天然气－渣油为原料的低压法工艺。由于低压法比高压法在能耗、装置建设和单系列反应器生产能力方面具有明显的优越性，所以从70年代中期起，国外新建装置大多采用低压法工艺。世界上典型的甲醇合成工艺主要有ICI工艺、Lurgi工艺和三菱瓦斯化学公司(MCC)工艺。目前，国外的液相甲醇合成新工艺具有投资省、热效率高、生产成本低的显著优点，尤其是LPMEOHTM工艺，采用浆态反应器，特别适用于用现代气流床煤气化炉生产的低H2／(CO＋CO2)比的原料气，在价格上能够与天然气

7、原料竞争。我国的甲醇生产始于1957年，50年代在吉林、兰州和太原等地建成了以煤或焦炭为原料来生产甲醇的装置。60年代建成了一批中小型装置，并在合成氨工业的基础上开发了联产法生产甲醇的工艺。70年代四川维尼纶厂引进了一套以乙炔尾气为原料的95kt/a低压法装置，采用英国ICI技术。1995年12月，由化工部第八设计院和上海化工设计院联合设计的200kt/a甲醇生产装置在上海太平洋化工公司顺利投产，标志着我国甲醇生产技术向大型化和国产化迈出了新的一步。2000第36页年，杭州林达公司开发了拥有完全自主知

8、识产权的JW低压均温甲醇合成塔技术，打破长期来被ICI、Lurgi等国外少数公司所垄断拥的局面，并在2004年获得国家技术发明二等奖。2005年，该技术成功应用于国内首家焦炉气制甲醇装置上。1.2.2甲醇原料的发展自1923年开始工业化生产以来，甲醇合成的原料路线经历了很大变化。20世纪50年代以前多以煤和焦碳为原料；50年代以后，以天然气为原料的甲醇生产流程被广泛应用；进入60年代以来，以重油为原料的甲醇装置有所发展。对于我国，从资源背景看，煤炭储量远