年产20万吨煤制乙二醇工厂初步设计毕业设计

《年产20万吨煤制乙二醇工厂初步设计毕业设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、年产20万吨煤制乙二醇工厂初步设计毕业设计目录1总论11.1项目概述及背景资料11.1.1背景简介11.1.2乙二醇的理化性质41.1.3乙二醇的用途51.2项目市场分析51.2.1乙二醇市场分析51.2.2乙二醇发展前景62工艺设计方案72.1设计目标72.2工艺路线的选择72.2.1环氧乙烷直接水合法72.2.2环氧乙烷催化水合法82.2.3碳酸乙烯酯法82.2.4合成气直接法92.2.5草酸酯合成法102.3技术方案112.3.1亚硝酸甲酯再生112.3.2CO偶联技术152.3.3DMC-MeOH分离技术172.3.4乙二醇精

2、制213Aspen工艺流程模拟简述243.1亚硝酸甲酯再生工段243.1.1反应精馏243.1.2双效精馏263.2羰化偶联工段303.3DMO加氢工段343.3.1加氢反应过程模拟353.4乙二醇精制工段374物料衡算384.1物料衡算的原理和准则384.2酯化工段物料衡算394.3羰化工段物料衡算394.4DMO加氢工段物料衡算414.5乙二醇精制工段物料衡算435热量衡算445.1概论445.2热量衡算原则445.3热量衡算455.3.1酯化工段能量衡算455.3.2羰化偶联工段能量衡算455.3.3DMO加氢工段455.3.4

3、乙二醇精制工段465.4换热网络设计465.4.1概述465.4.2换热网络设计466设备选型526.1化工设备选型的原则526.2反应器设计526.2.1羰化反应器设计526.3塔设备设计676.3.1概述676.3.2DMO分离塔设计686.4换热器设计836.4.1换热器概述836.4.2选型依据846.4.3选型原则846.4.4换热器设计856.5设备一览表876.5.1塔设备一览表876.5.2换热器设备一览表886.5.3反应器一览表887“三废”处理与安全事项897.1废气897.2废液897.3废渣897.4安全事项

4、89结论90参考文献91附录93致谢94年产20万吨煤制乙二醇工厂初步设计设计总说明1、设计目的及意义乙二醇（EG）是最简单、最重要的脂肪族二元醇，市场容量仅次于乙烯和丙烯，是一种非常重要的战略物资。由于目前我国乙二醇的生产能力和产量还不能满足实际生产的需求，加上煤制备乙二醇相比煤制油、煤制烯烃的投资要小得多，产业链也比后两者短，市场需求明确，准入门槛低，推广起来更加容易，加上发展煤或天然气通过合成气制备乙二醇，符合我国缺油、少气、煤炭资源相对丰富的特点，是国家鼓励类示范性项目，因而开发大型煤制乙二醇生产装置具有重要意义。2、工艺设计

5、任务本煤制乙二醇生产项目以煤为原料制备合成气，通过羰基化反应生成亚硝酸甲酯，在钯（Pd）系催化剂上氧化偶联制得草酸二酯，再经在铜系催化剂上加氢制得乙二醇。其生产能力为每年20万吨。3、工艺设计依据（1）2016届本科毕业设计任务书（2）卢焕章.石油化工基础数据手册[M].北京:化学工业出版社,1982（3）应卫勇，曹发海，房鼎业.碳一化工主要产品生产技术[M].北京：化学工业出版社，2004（4）中国石化集团上海工程有限公司编.《化工工艺设计手册（第四版）》，化学工业出版社,20094、设计工艺说明本项目以煤为原料制取合成气，通过深冷

6、技术分离出CO和H2，由于合成气中CO和H2的含量与比重受原料煤品质、气化反应类型和操作的影响比较大，故以满足项目需求的方式完成对生产的供给。设计分为五个主要生产工段：亚硝酸甲酯再生反应工段，CO偶联反应工段，草酸二甲酯催化加氢工段，乙二醇精制工段，DMC-MeOH分离工段。各工段主要反应如下：（1）酯化反应工段采用反应精馏酯化的技术手段，合成CO93氧化偶联所需的产物亚硝酸甲酯，主要原料是O2、NO和甲醇，惰性气体N2，甲醇既作为反应原料，同时进行循环物料进行热量交换，由于副反应的发生，需要补充一定的甲醇，同时该反应的一产物为H2O

7、，因此要求甲醇的摩尔含量在98%以上。2ROH+N2O3→2RONO+H2O(1)（2）CO偶联工段采用气相偶联技术，使用华东理工大学研发的Pd/Al2O3催化剂催化剂的活性相当稳定，MN转化率稳定在80％，DMO选择性大于90％，DMO产率大于3509/kg/h。使用列管式、间壁冷却式固定床反应器。管内装催化剂，反应温度为120～140℃，压力l～5atm，管外产0.4MPa的低压蒸汽。草酸二甲酯(DMO)的合成反应为：2CH3ONO+2CO=DMO+2NO+180.6kJ(2)（3）加氢工段采用华东理工大学研制的Cu/SiO2作为

8、DMO催化剂，催化剂的活性相当稳定，DMO转化率稳定在98％，EG选择性大于90％。本次模拟在加氢反应器中草酸二甲酯的摩尔转化率为0.98，所得加氢中间产物乙醇酸甲酯继续加氢的摩尔转化率为0.94.同时假定有摩尔分率0.