年产62万吨甲醇装置合成工段及精馏工段工艺设计-12-30.docxVIP

1综述

1.1项目概况

甲醇是一种用途广泛的有机化工产品，是一种重要的基本有机化工原料。在农药、医药、染料、香料、涂料以及三大合成材料生产中都需要甲醇作为原料或作为溶剂。以甲醇为原料可生产六十多个下游化工产品，经过再加工，又可以得到几百种化工产品。除此之外，甲醇还可以用作汽车和民用的代用燃料。因此，甲醇工业目前已经成为碳一化学中的一个重要分支。

全世界的甲醇，有90%用于制取化学产品，有10%用作燃料。甲醇作为化工原材料，其下游下产达到100多种，实现工业化的产品也有将近30种，其中比较有竞争力的产品主要有甲醛、二甲醚、醋酸、甲酸甲酯、甲胺、碳酸二甲酯、乙二醇、甲基叔丁基醚(MTBE)、乙烯（MTO甲醇制乙烯）、丙烯（MTP甲醇制丙烯）等等，其中二甲醚、醋酸近年来迅速崛起，增长最为强劲，MTO、MTP作为新兴技术也日益受到企业的青睐，MTG（甲醇制汽油）更是非常有吸引力的远景目标。因此甲醇工业具有非常广阔的市场前景。

本文的设计的课题是年产量为62万吨甲醇工艺的合成工段，针对课题进行设计，计算，设备选型等过程的研究。本文是采用AspenPlus软件对甲醇工艺进行模拟和探究，首先从甲醇的用途和甲醇的市场入手阐明甲醇的重要性。本文介绍了甲醇工业的发展历程。针对目前甲醇的生产已经非常成熟的情况和国内外甲醇生产工艺的分析，本设计采用低压鲁奇法进行甲醇合成，采用国内广泛使用的C301型铜基催化剂，精馏部分采用两塔流程，一个预精馏塔和一个主精馏塔。根据现实情况和地理环境对厂址进行选择，最终定为大连市甘井子区。文中介绍了甲醇工艺模拟参数的选取方法，及其如何运用灵敏度分析主要设备，确定最佳的操作条件。

本文还运用CAD软件，绘带控制点的甲醇工艺流程图，根据设备计算和设备的选型结果，根据厂址的选择环境，对工厂进行设计

换热器针对的是换热器E301，它采用的是管壳式换热器,严格意义上讲是一个浮头式换热器,原因是物料前后温差较大,所以选取浮头式换热器。它的主要作用就是运用物料与产品间的换热来达到冷却和加热的作用。模拟时应先用简捷法模型设定一个传热系数，确定热物流的出口温度，模拟得到换热面积。然后查阅国标，对换热器进行选型，应用严格法进行模拟，得到总传热系数和实际的换热面积，再加以校核，确定最后的换热器的型号。塔设备针对加压精馏塔，它采用F1型重阀型浮阀塔，起初先通过简捷法进行Aspen模拟，进而确定分离要求，通过分离要求来确定大致的塔板数，进行严格法的Aspen模拟，通过灵敏度分析选取合适的摩尔回流比、塔板数以及进料位置，最后进行塔设备的计算。

1.2设计原则

在选择生产方法和工艺流程时，应该着重考虑以下三项原则。

（1）先进性先进性是指在化工设计过程中技术上的先进程度和经济上的合理可行。判断一种生产路线是否可行，不仅要看它采用的技术先进与否，同时要看它在建成投产后是否能够创造利润和创造多大的利润。如果技术上非常先进而经济上无利润，或者经济上有利润但技术非常落后即将被淘汰，都是不可取的。先进性的评价包括基建投资、生产成本、消耗定额以及劳动生产率等方面。实际设计过程中，选择的生产方法应达到物料损耗较小、物料循环量较少并易于回收利用、能量消耗较少和有利于环境保护等要求。

（2）可靠性可靠性主要是指所选择的生产方法和工艺流程是否成熟可靠。如果采用的技术不成熟，将会导致装置不能正常运行，达不到预期技术指标，甚至无法投产，从而造成极大的浪费。因此，对于尚处在试验阶段的新技术、新工艺、新方法，应该慎重对待;同时要防止只考虑先进性的一面，而忽视不成熟、不稳妥的一面。应当坚持一切经过试验的原则，不允许把未来的生产工厂当作试验工厂来进行设计。另外，要考虑原料供给的可靠性，对于一个建设项目，必须保证在其服务期限内有足够的、稳定的原料来源。

（3）合理性合理性是指在进行化工厂设计时，应该结合我国的国情，从实际情况出发，考虑各种问题，即宏观上的合理性。由于中国目前还是一个发展中国家，应该认真考虑国家资源的合理利用、建厂地区的发展规划、三废处理是否可行等，而不能单纯从技术、经济观点考虑问题。根据以往设计工作的经验，在工艺流程设计中，应该着重从以下几个方面进行考虑。

1.国内人民的消费水平及各种化工产品的消费趋势。

国内化工生产所用的化工原材料及设备制造所需各种材料的供应情况。

2.国内化工机械设备、电气仪表与自控设备的技术水平和制造能力。

3.国家（或建厂地区）环境保护、清洁生产的有关规定和化工生产中三废排放情况。。

4.劳动就业与化工生产自动化水平的关系。

5.资金筹措和外汇储备情况。

在化工设计过程中选择技术路线和工艺流程时，必须综合考虑上述三项原则，即遵从技术上先进、经济上合理全局性考虑问题的原则。无论哪一种