《甲醇设计》word版

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1、目录摘要IAbstractII1绪论11.1甲醇理化性质11.1.1一般性状11.1.2甲醇的物理性质11.1.3甲醇的化学性质21.2甲醇的用途及在化学工业中的地位31.3甲醇市场的状况及建厂的可行性31.4甲醇的生产方法41.4.1由CO和H2合成甲醇41.4.2其他合成方法51.5甲醇生产技术的发展趋势51.5.1目前国内的甲醇生产的精馏工艺61.5.2本设计工艺流程102天然气低压鲁齐法制甲醇的原理方法及流程122.1反应方程式122.1.1造气工段，使用二步法造气1232.1.2合成工段122.2合成法反应机理122.3天然气制甲醇精馏工段工艺

2、流程粗甲醇的精制132.3.1精甲醇的质量要求132.3.2精制流程152.3.3精馏残液的回收163工艺技术方案173.1本设计的题目及任务173.1.1编写设计说明书173.1.2绘制设计图纸173.2本设计工艺流程简介173.2.1工艺流程说明173.2.2工艺流程示意图184主要设备及催化剂194.1主要设备194.1.1蒸汽转化炉194.1.2甲醇合成反应器194.1.3精馏塔204.2催化剂204.2.1铜基催化剂(CuO,ZnO,Al2O3的组合)214.2.2催化剂失活机理2134.2.3催化剂的使用和维护215精甲醇生产工艺计算225.

3、1甲醇生产的物料平衡计算225.1.1合成塔物料平衡计算225.1.2粗甲醇精馏的物料平衡计算235.2甲醇生产的能量平衡计算265.2.2.加压塔的能量恒算305.2.3常压塔热量恒算325.2.4.精馏塔系统结果汇总366主要设备计算及选型376.1精馏系统设备选型及计算376.1.1基础数据整理376.1.2初估塔径396.1.3理论板数的计算416.1.4塔内件设计446.1.5塔板流体力学验算486.1.6塔板负荷性能图506.1.7常压塔主要尺寸确定55总结58符号说明59致谢603参考文献61附录6331绪论1.1甲醇理化性质甲醇产品除少量

4、直接用于溶剂，抗凝剂和燃料外，绝大多数被用于生产甲醛，农药，纤维，医药，涂料等。随着甲醛等下游产品的不断开发，甲醇在化学工业中的作用必将越来越重要。1.1.1一般性状无色澄清液体。微有乙醇样气味。易挥发。易流动。燃烧时无烟有蓝色火焰。能与多种化合物形成共沸混合物。能与水、乙醇、乙醚、苯、酮类和其他有机溶剂混溶。溶解性能优于乙醇，能溶解多种无机盐类，如碘化钠、氯化钙、硝酸铵、硫酸铜、硝酸银、氯化铵和氯化钠等。相对密度(d204)0.7915。熔点-97.8℃。沸点64.7℃。折光率(n20D)1.3292。闪点(闭杯)12℃。易燃，蒸气能与空气形成爆炸性混

5、合物，爆炸极限6.0%～36.5%(体积)。有毒，一般误饮15ml可致眼睛失明，一般致死量为100～200ml。甲醇具有明显的麻醉性，甲醇对呼吸道和粘膜有强烈的刺激作用，流经皮肤也能使人发生中毒迹象。1.1.2甲醇的物理性质表1.1甲醇的热力学常数临界温度240℃燃烧热726.55kJ/mol(25℃)蒸发潜热1129.5kJ/kg液体热容2.49～2.53kJ/kg(25℃）气体热容1.63kJ/kg(77℃)临界压力0.076985Pa17表1.2甲醇的物理常数沸点64.5～64.7℃(0.101MPa)凝固点—97～97.8℃自燃点473～461℃

6、相对密度0.7915(20℃)粘度液体0.0005945Pa.S(20℃)气体0.0000114Pa.S(65℃)闪点12～16℃折光系数1.32874(20℃)膨胀系数0.00119(20℃)表面张力0.00221kg/m(20℃)1.1.3甲醇的化学性质甲醇不具酸性，也不具碱性，对酚酞和石蕊试液均呈中性(1)氧化反应完全氧化：CH3OH+O2→CO2+2H2O+726.55kJ/mol不完全氧化：CH3OH+O2→HCHO+H2O+159kJ/mol(2)脱氢反应:CH3OH→HCHO+H2－86.38kJ/mol(3)与有机酸反应:CH3OH+CH

7、3COOH→CH3COOCH3+H2O(4)与无机酸反应:CH3OH+HCl→CH3Cl+H2OCH3OH+H2SO4→CH3SO2OH+H2O(5)与氨反应生成甲胺CH3OH+NH3→CH3NH2+H2O+20.75kJ/mol2CH3OH+NH3→(CH3)2NH+2H2O+60.88kJ/mol3CH3OH+NH3→(CH3)3N+3H2O+407.35kJ/mol17(6)与苯作用生成甲苯:CH3OH+C6H6→C6H5CH3+H2O(7)与CO作用生成醋酸:CH3OH+CO→CH3COOH(8)与乙炔作用:CH3OH+C2H2→CH3OCHCH

8、2(9)与金属Na作用:2CH3OH+2Na→2CH3ONa+H2(10)与苯胺