年产20w吨煤制甲醇的生产流程工艺设计

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1、吉林化工学院化工综合设计目录1.1概述11.2市场分析21.2.1对世界甲醇供需现状的分析21.2.2我国甲醇发展预测3第二章工艺流程设计62.1生产方法62.2工艺流程化92.2.1反应工段92.2.2原料预处理132.2.3产品后处理132.2.4废物回收或处理142.2.5流程简述23第三章设备平面布置图243.1设备布置概述243.1.1设备布置原则243.1.2设备布置内容253.1.3设备布置注意事项253.2主要设备一览表27致谢28参考文献29I吉林化工学院化工综合设计第一章总论1.1概述甲醇俗称木醇、木精,英文名为methanol,分子式CH3OH

2、。是一种无色、透明、易燃、有毒、易挥发的液体,略带酒精味;分子量32.04,相对密度0.7914(d420),蒸气相对密度1.11(空气=1),熔点-97.8℃,沸点64.7℃,闪点(开杯)16℃,自燃点473℃,折射率(20℃)1.3287,表面张力(25℃)45.05mN/m,蒸气压(20℃)12.265kPa,粘度(20℃)0.5945mPa•s。能与水、乙醇、乙醚、苯、酮类和大多数其他有机溶剂混溶。蒸气与空气形成爆炸性混合物,爆炸极限6.0%~36.5﹪(体积比)。化学性质较活泼,能发生氧化、酯化、羰基化等化学反应。甲醇是重要有机化工原料和优质燃料,广泛应用

3、于精细化工,塑料,医药,林产品加工等领域。甲醇主要用于生产甲醛,消耗量要占到甲醇总产量的一半,甲醛则是生产各种合成树脂不可少的原料。用甲醇作甲基化试剂可生产丙烯酸甲酯、对苯二甲酸二甲酯、甲胺、甲基苯胺、甲烷氯化物等;甲醇羰基化可生产醋酸、醋酐、甲酸甲酯等重要有机合成中间体,它们是制造各种染料、药品、农药、炸药、香料、喷漆的原料,目前用甲醇合成乙二醇、乙醛、乙醇也日益受到重视。甲醇也是一种重要的有机溶剂,其溶解性能优于乙醇,可用于调制油漆。作为一种良好的萃取剂,甲醇在分析化学中可用于一些物质的分离。甲醇还是一种很有前景的清洁能源,甲醇燃料以其安全、廉价、燃烧充分,利用

4、率高、环保的众多优点,替代汽油已经成为车用燃料的发展方向之一;另外燃料级甲醇用于供热和发电,也可达到环保要求。甲醇还可经生物发酵生成甲醇蛋白,富含维生素和蛋白质,具有营养价值高而成本低的优点,用作饲料添加剂,有着广阔的应用前景。甲醇是醇类中最简单的一元醇。1661年英国化学家R.波义耳首先在木材干馏后的液体产物中发现甲醇,故甲醇俗称木精、木醇。在自然界只有某些树叶或果实中含有少量的游离态甲醇,绝大多数以酯或醚的形式存在。1857年法国的M·贝特洛在实验室用一氯甲烷在碱性溶液中水解也制得了甲醇。1923年德国BASF28吉林化工学院化工综合设计公司首先用合成气在高压下

5、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[1]。目前,国外的液相甲醇合成新工艺[2]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,

6、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95kt/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200kt/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,杭州林达公司开

7、发了拥有完全自主知识产权的JW低压均温甲醇合成塔技术,打破长期来被ICI、Lurgi等国外少数公司所垄断拥的局面,并在2004年获得国家技术发明二等奖。2005年,该技术成功应用于国内首家焦炉气制甲醇装置上。1.2市场分析1.2.1对世界甲醇供需现状的分析2005年世界甲醇的总生产能力为4568万吨/年,总产量为3487.1万吨,平均开工率为76%。中南美洲是世界上最大的甲醇生产地区,占世界总生产能力的24.3%,其它依次是亚洲占24.1%,中东占19%、北美占8.6%、中东欧占10.9%、西欧占7.9%。28吉林化工学院化工综合设计表12005年世界甲醇供需平

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