年产20万吨甲醇精馏实用工艺设计

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1、实用年产20万吨煤制甲醇精馏工艺设计摘要我国的甲醇工业经过十几年的发展，生产能力得到了很大提高。1991年，我国的生产能力仅为70万吨，截止2004年底，我国甲醇产能已达740万吨，117家生产企业共生产甲醇440.65万吨，2005年甲醇产量达到500万吨，比2004年增长22.2%，进口量99.1万吨，因此下降3.1%。于上世纪末相比，现在新建甲醇规模超过百万吨的已不再少数。在2004——2008年新建的14套甲醇装置中平均规模为134万t/a，其中卡塔尔二期工程项目高达230万t/a。最小

2、规模的是智利甲醇项目，产能也达84万t/a，一些上世纪末还称得上经济规模的60万t/a装置因失去竞争力而纷纷关闭。大型甲醇生产装置必须具备与其规模相适应的甲醇反应器和反应技术。传统甲醇合成反应器有ICI的冷激型反应器，Lungi的管壳式反应器，Topsdpe的径向流动反应器等，近期出现的新合成甲醇反应器有日本东洋工程的MRF--Z反应器等，而反应技术方面则出现了Lurgi推出的水冷一气冷相结合的新流程。通常的甲醇合成工艺中，未反应气体需循环返回反应器，而KPT则提出将未反应气体送往膜分离器，并将

3、气体分为富含氢气的气体，前者作燃料用，后者返回反应器。传统甲醇合成采用气相工艺，不足之处是原料单程转化率低，合成气净化成本高，能耗高。相比之下，液相合成由于使用了比热容高，导热系数大的长链烷烃化合物作反应介质，可使甲醇合成在等温条件下进行。关键词：甲醇，合成，精馏文档实用文档实用目录1甲醇合成的基本概念……………………………………………………………………31.1常用的方法………………………………………………………………………31.2甲醇的合成路线…………………………………………………………………

4、41.3合成甲醇的目的和意义…………………………………………………………71.4本设计的主要方法及原理………………………………………………………82生产工艺及主要设备计算……………………………………………………………92.1甲醇生产的物料平衡计算 ………………………………………………………92.1.1合成塔物料平衡计算……………………………………………………102.2甲醇生产的能量平衡计算………………………………………………………202.2.1合成塔能量计算…………………………………………………

5、……202.2.2常压精馏塔能量衡算……………………………………………………242.3主要设备计算及选型……………………………………………………………262.3.1常压精馏塔计算…………………………………………………………262.3.2初估塔径…………………………………………………………………282.3.3理论板数的计算…………………………………………………………302.3.4塔内件设计………………………………………………………………33文档实用2.3.5塔板流体力学验算………………………………

6、………………………362.3.6塔板负荷性能……………………………………………………………392.3.7常压塔主要尺寸确定……………………………………………………412.3.8辅助设备…………………………………………………………………43参考文献……………………………………………………………………………………45致谢…………………………………………………………………………………………46第1章甲醇合成的基本概念1.1甲醇的合成方法1.1.1常用的合成方法当今甲醇生产技术主要采用中压法和低压法两种

7、工艺，并且以低压法为主，这两种方法生产的甲醇约占世界甲醇产量的80%以上。高压法：(19.6-29.4Mpa)是最初生产甲醇的方法，采用锌铬催化剂，反应温度360-400℃，压力19.6-29.4Mpa。高压法由于原料和动力消耗大，反应温度高，生成粗甲醇中有机杂质含量高，而且投资大，其发展长期以来处于停顿状态。低压法：(5.0-8.0Mpa)是20世纪60年代后期发展起来的甲醇合成技术，低压法基于高活性的铜基催化剂，其活性明显高于锌铬催化剂，反应温度低(240-270℃文档实用)。在较低压力下可

8、获得较高的甲醇收率，且选择性好，减少了副反应，改善了甲醇质量，降低了原料消耗。此外，由于压力低，动力消耗降低很多，工艺设备制造容易。中压法：(9.8-12.0Mpa)随着甲醇工业的大型化，如采用低压法势必导致工艺管道和设备较大，因此在低压法的基础上适当提高合成压力，即发展成为中压法。中压法仍采用高活性的铜基催化剂，反应温度与低压法相同，但由于提高了压力，相应的动力消耗略有增加。目前，甲醇的生产方法还主要有①甲烷直接氧化法：2CH4+O2→2CH3OH.②由一氧化碳和氢气合成甲醇，③液化石油气氧化