甲醇系统工艺

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1、50万吨/年煤制甲醇系统工艺及装置设计摘要本论文评述了国内外甲醇及煤转甲醇的开发趋势和工业状况，以及合成催化剂的研究使用情况，阐述了我国发展煤转甲醇的技术可行性和必要性。在对三种典型煤气化制取甲醇工艺分析比较的基础上,选用德士古水煤浆加压气化连续化生产(CO+H2)合成气工艺,高效脱硫系统、合成气低压变换系统、合成气水洗脱碳系统、以及对低压合成甲醇工艺系统的介绍及设计计算.并就提高合成气净化效率,减少SO2排放对环境危害和提高甲醇收率的相关工艺流程进行了优化设计.关键词：甲醇，烟煤，德士古气化炉，低压合成，合成塔

2、目录1文献综述41.1甲醇的基本性质41.2甲醇市场状况41.3煤、焦炭制甲醇52设计工艺流程及优化62.1德士古水煤浆气化制甲醇工艺装置可行性分析62.1.1三种典型气化工艺比较62.1.2气化过程分析72.1.3合成气净化72.1.4低压甲醇合成与精馏82.2工艺流程确定93.1工艺概述103.2气化工艺103.2.1原料煤的确定103.2.2煤型评价113.2.3制浆工艺简述113.2.4水煤浆气化114甲醇原料气的净化184.1基本工艺流程(见流程图)。184.2除尘184.3脱硫184.3.1粗原料气中

3、硫化物的成分和含量184.3.2反应机理194.3.3胶法脱硫技术特点204.3.4脱硫工艺衡算205原料气的变换255.1变换目的255.2变换反应热力学基础256二氧化碳脱除286.1二氧化碳脱除目的287甲醇合成307.1合成甲醇反应原理307.1.1甲醇合成反应步骤307.1.2合成甲醇的化学反应307.2合成甲醇对合成气的要求317.2.1合成气中的碳氢比317.2.2合成气中惰性气体含量317.2.3甲醇合成气的净化317.3合成甲醇催化剂327.3.1合成甲醇催化剂的作用327.3.2铜基催化剂32

4、7.4鲁奇（Lurgi）低中压发合成甲醇工艺流程327.5鲁奇（Lurgi）低中压发合成甲醇工艺技术特点337.6鲁奇（Lurgi）管壳型甲醇合成塔337.7甲醇合成热力学347.7.1SHBWR状态方程347.7.2混合物的参数计算367.7.3合成热效应407.8甲醇合成的化学平衡427.8.1平衡常数计算427.8.2合成气用量比与平衡浓度447.8.3合成气合成甲醇计算458粗甲醇精馏468.1精馏原理468.2加压蒸馏的目的及双效法定义468.3双效法三塔粗甲醇精馏工艺流程47工艺计算结果与设计讨论49

5、参考文献50致谢511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爆炸性混合物，爆炸极

6、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甲醇市场状况　　自2002年年初以来，我国甲醇市场受下游需求强力拉动，以及生产成本的提高，甲醇价格一直呈现一种稳步上扬走势。甲醇市场价格最高涨幅超过100%，甲醇生产的利润相当丰厚，效益好的厂家每吨纯利超过了1000元/吨，因而甲醇生产厂家纷纷扩产和新建，使得我国甲醇

7、的产能急剧增加[6]。目前在建或拟建的大型甲醇项目主要有：中海石油化学有限公司在海南建设的年产180万吨甲醇项目，其中第一期工程为年产60万吨甲醇；山西焦化集团有限公司年产12万吨的甲醇技术改造项目；内蒙古鄂尔多斯市华建能源化工有限公司的年产100万吨甲醇项目，其中第一期工程年产40万吨甲醇；我国陕西榆林天然气化学工业公司在陕西榆林的30万吨/年甲醇装置，建成后，甲醇生产能力将增加到73万吨/年；山东兖州煤业股份有限公司在陕西榆林投资建设年产230万吨甲醇工程，其中一期工程为年产60万吨甲醇；哈尔滨气化厂的年产2

8、5万吨的新建甲醇装置，新装置建成后，该厂的甲醇生产能力将接近40万吨/年；香港建滔化工集团与重庆长寿化工园合资建造的年产75万吨甲醇项目，重庆化医控股（集团）公司与日本三菱化工合资兴建的年产85万吨甲醇项目，届时重庆的甲醇总产量将达到200万吨，长寿化工园也将成为全国最大的天然气化工基地。据粗略统计，这些新建甲醇装置如果全部建成投产，新增加的年产能至少在500万吨以上，将