年产60万吨煤制甲醇_毕业设计论文.doc

陕西能源职业技术学院 毕业设计说明书 专 业： 班 级： 姓 名： 年 月 日 目 录 1 文献综述 3 1.1 甲醇的基本性质 3 1.2 甲醇工业发展状况 3 1.2.1甲醇生产工艺的发展 3 1.2.2 甲醇原料的发展 4 1.3 甲醇应用状况 4 1.4 甲醇市场状况 5 1.5 甲醇发展方向 5 1.6 甲醇行业的发展建议 6 1.7 工业甲醇生产方法简述 7 1.8 煤、焦炭制甲醇 7 2 设计工艺流程及优化 9 2.1 德士古水煤浆气化制甲醇工艺装置可行性分析 9 2.1.1 三种典型气化工艺比较 9 2.1.2 过程分析 9 2.1.3 合成气净化 10 2.1.4 低压甲醇合成与精馏 10 2.2 工艺流程确定 12 3 煤制甲醇气化工艺设计及计算 13 3.1 工艺概述 13 3.2 气化工艺 13 3.2.1 原料煤的确定 13 3.2.2 煤型评价 14 3.2.3 制浆工艺简述 14 3.2.4 水煤浆气化 15 3.3 工艺操作条件 16 3.4 工艺流程图（变换流程见工艺流程图变换部分） 17 4 二氧化碳脱除 19 4.1 二氧化碳脱除目的 19 4.2 加压水洗法流程简介(脱碳流程见工艺流程图脱碳部分) 20 5 甲醇合成 21 5.1 合成甲醇反应原理 21 5.1.1 甲醇合成反应步骤 21 5.1.2 合成甲醇的化学反应 21 5.2 合成甲醇对合成气的要求 22 5.2.1合成气中的碳氢比 22 5.2.2合成气中惰性气体含量 22 5.2.3甲醇合成气的净化 22 5.3 合成甲醇催化剂 22 5.3.1 合成甲醇催化剂的作用 22 5.3.2 铜基催化剂 23 5.4 鲁奇（Lurgi）低中压发合成甲醇工艺流程 23 5.5 鲁奇（Lurgi）管壳型甲醇合成塔 23 5.6 甲醇合成热力学 24 5.6.1 SHBWR 状态方程 24 5.6.2混合物的参数计算 26 5.6.3合成热效应 29 5.7 甲醇合成的化学平衡 31 5.7.1 平衡常数计算 31 5.7.2 合成气用量比与平衡浓度 33 5.7.3 合成气合成甲醇计算 34 5.8 粗甲醇精馏工艺计算 35 结论 36 参考文献 37 致 谢 38 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。1971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95 kt/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200 kt/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年，