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应用化学专业 化学工艺学课程设计

'应用化学专业 化学工艺学课程设计'
课题名称: 煤制甲醇生产工艺设计 ——设计能力20万t/a姓 名 马兴峰 学 号 100370102 指导教师 孟晓彩 专 业 应用化学 学 院 理学院 目录第一章 工艺设计说明书……………………1.1 概述……………………………………1.1.1 项目来源…………………………1.2 项目的国内外生产工艺现状…………1.2.1 国外煤制甲醇生产现状………… 1.2.2 国内煤制甲醇生产现状…………1.3 本工艺的生产特点…………………1.4 项目承担单位概况…………………1.5 生产规模及产品质量要求…………1.5.1 生产规模………………………1.5.2 产品质量要求…………………1.6 工艺设计依据……………………… 1.6.1 本工艺设计的文件依据………1.7 工艺技术依据………………………1.7.1 煤的气化——GSP工艺……1.7.2 合成气净化——变换…………1.7.3 合成气净化——NHD工艺…1.7.4 合成气净化——硫回收………1.7.5 甲醇合成工艺流程……………1.7.6 甲醇精馏工艺流程……………1.7.7 氨吸收制冷流程……………… 1.8 原料来源…………………………1.9 承担单位的基础条件说明………1.10 生产制度和开工时数说明……… 1.10.1 生产制度………………………… 1.10.2 开工时数…………………………1.11 厂区、生产装置的平面布图……… 1.11.1 厂区总布置图…………………1.11.2 生产装置平面图………………1.12 总运输能力说明……………………1.13 主要原料、辅料及动能消耗………1.14 生产工艺的概述……………………1.15 生产安全问题………………………1.16 环境保护和“三废处理”说明……第二章物料衡算及能量衡算………………2.1物料衡算……………………………2.1.1计算依据…………………………2.1.2氨的合成系统的物料衡算………2.2变换工序中饱和塔的热量衡算………第三章流体输送…………………………3.1 包装工段阻力计算………………3.1.1 计算依据………………………3.1.2 阻力计算…………………………3.2 泵的选型……………………………3.3安装高度……………………………3.3.1、计算依据………………………3.3.2最大允许安装高度的计算……第四章“三废”处理措施及工艺…………4.1“三废”的种类及特征………………4.1.1废气……………………………4.1.2 废水……………………………4.1.3 废渣……………………………4.2治理措施与原理…………………4.2.1 废气治理措施…………………4.2.2 废水治理措施…………………4.2.3 废渣治理措施…………………第五章 设备的防腐……………………第六章生产安全的危险性分析及处理…第七章附表………………………………第一章 工艺设计说明书1.1 概述 1.1.1 项目来源甲醇作为有机化工原料,主要用于生产甲醛、甲基叔丁基醚(MTBE)、醋酸、甲酸甲酯、氯甲烷、甲胺、硫酸二甲酯、丙烯酸甲酯和二甲醚等有机化工产品。甲醇消费的新途径、新领域、世界各国都在竞相开发,从而促进了甲醇生产的迅速发展。特别是80年代以后,由于世界工业发达国家推行汽油“无铅化“的环境保护政策,使得以甲醇为原料的无铅汽油添加剂MTBE等得到了开发和大量的应用,成为仅次于甲醛的第二大甲醇用户,也使甲醇的产量和消费量都迅速增长。根据专家对未来汽车代用能源的预测,甲醇和液态氢将起到重要作用,因此,甲醇产业的发展前景还是比较乐观。所以本项目基于上诉原因自选设计。 1.2项目的国内外生产(技术)工艺现状1.2.1国外煤制甲醇生产现状从70年代中期起,国外新建煤制甲醇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、3Lurgi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。就产能分布来看,美洲是世界最大的甲醇生产地,占世界总产能的40%,其中北美占20.03%、拉丁美洲占19.77%、亚洲占28。7%,其中中东占15.6%、东亚占13.1%;欧洲占22.6%。其中东欧占12.3%、西欧占10.3%;大洋洲占6.4%;非洲占2.5%。近20年来,世界甲醇工业与天然气的同步发展,新建装置大多建在天然气比较丰富的国家或地区。由于这些国家或地区的需求有限,因此大量的甲醇出口到美国、西欧和日本。而美国、西欧和日本的装置由于经济性的因素,已逐渐减产或关闭,转而进口甲醇。日本曾是世界主要的甲醇生产国,但现在已停止生产。北美也是世界甲醇生产最大的地区之一,但是由于天然气的价格上涨,一些生产甲醇的企业已经出现亏损。因此,今年有些套大型甲醇装置停工减产,2000年以来,美国BP/Sterling的80kt/a和加拿大Methanex公司的500kt/a甲醇装置相继停产,目前北美地区甲醇产能已不足8000KT/A,实际产量还低于此值,开工产能约为4000kt/a,实际产量还低于此值,今后可能还有数家公司停产。在今后一段时期内,世界范围内甲醇的生产能力仍将有较大的增长,特别是在天然气资源丰富的国家或地区,充分利用当地廉价的油气资源,将建设一系列超大型的甲醇装置。生产能力增长较快的地区主要集中在拉丁美洲、中东和亚洲,而美国的生产能力将大幅下降,西欧和东欧将几本持平。1.2.2国内煤制甲醇生产现状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,杭州林达公司开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[3],打破长期来被ICI、Lur
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