模拟仿真60万吨煤制甲醇的气化工段流程概述

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题目：年产

毕业设计60万吨煤制甲醇生产工艺初步设计学号：姓名：系别：地质测量系专业：应用化工技术指导老师：

2022.6.8

题目：年产60万吨煤制甲醇生产工艺初步设计

摘要

甲醇是一种极重要的有机化工原料，是碳一化学的基础产品，在国民经济中占有非常重要的地位。近年来，随着甲醇下属产品的开发，特殊是甲醇燃料的推广应用，甲醇的需求大幅度上升。为了满意经济进展对甲醇的需求，开展了此60万t/a的甲醇项目。设计的主要内容是进行工艺论证，物料衡算和热量衡算等。本设计本着符合国情、技术先进和易得、经济、环保的原则，采纳煤炭为原料；利用GSP气化工艺造气；NHD净化工艺净化合成气体；低压下利用列管均温合成塔合成甲醇；三塔精馏工艺精制甲醇；此外严格掌握三废的排放，充分利用废热，降低能耗，保证人员平安与卫生。关键词：甲醇、合成、精馏

目录

1．总论4

1.1概述4

2．工艺流程设计5

2.1煤气化技术路线的选择5

2.2净化工艺方案的选择7

2.3合成甲醇工艺的选择8

2.4粗甲醇的精馏11

3．工艺流程143.1GSP气化工艺流程143.2净扮装置工艺流程153.3

3.4甲醇合成工艺流程19甲醇精馏工艺流程203.5氨汲取制冷流程22

4．工艺计算234.1物料衡算23

精馏工段23

合成工段24

变换净化工段30

气化工段334.1.14.1.24.1.34.1.4

4.2能量衡算33

甲醇合成塔的设计38

水冷器的工艺设计40

循环压缩机的选型43

气化炉的选型43

厂房的整体布置设计45

合成车间设备布置的设计45

甲醇生产对环境的污染和处理方法465．主要设备的计算和选型385.15.25.35.46．合成车间设计456.16.27．三废处理467.1

致谢48

参考文献48

1．总论

1.1概述

1.1.1甲醇性质

甲醇俗称木醇、木精，英文名为methanol，分子式CH3OH。是一种无色、透亮     、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。

1.1.2甲醇用途

甲醇是重要有机化工原料和优质燃料，广泛应用于精细化工，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行少的原料。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别。甲醇还是一种很有前景的清洁能源，甲醇燃料以其平安、廉价、燃烧充分，利用率高、环保的众多优点，替代汽油已经成为车用燃料的进展方向之一；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，具有养分价值高而成本低的优点，用作饲料添加剂，有着宽阔的应用前景。

1.1.4甲醇生产原料

合成甲醇的工业生产是以固体（如煤、焦炭）、液体（如原油、重油、轻油）或气体（如自然 气及其它可燃性气体）为原料，经造气、净化（脱硫）变换，除二氧化碳，配制成肯定配比的合成气。在不同的催化剂存在下，选用不同的工艺条件可单产甲醇（分高、中、低压法），或与合成氨联产甲醇（联醇法）。将合成后的粗甲醇经预精镏脱除甲醚，再精镏而得成品甲醇。

2．工艺流程设计

图1煤制甲醇的简洁工艺流程

首先是采纳GSP气化工艺将原料煤气化为合成气；然后通过变换和NHD脱硫脱碳工艺将合成气转化为满意甲醇合成条件的原料气；第三步就是甲醇的合成，将原料气加压到5.14Mpa，加温到225℃后输入列管式等温反应器，在XNC-98型催化剂的作用下合成甲醇，生成的粗甲醇送入精馏塔精馏，得到精甲醇。然后利用三塔精馏工艺将粗甲醇精制得到精甲醇。

2.1煤气化技术路线的选择

煤气化技术按气化反应器的形式，气化工艺可分为移动床（固定床）、流化床、气流床三种。

2.1.1移动床气化

采纳肯定粒度范围的碎煤（5mm～50mm）为原料，与气化剂逆流接触，炉内温度分布曲线消失最高点，反应残渣从炉底排出，生成气中含有可观量的挥发气。典型的气化炉为鲁奇（Lurgi）炉。

移动床气化，是目前世界上用于生产合成气的主要方法之一。在大型煤制甲醇的装置中，固定床的优点是投资低，可是它有许多不足：（1）对原料煤的黏结性有肯定有肯定要求：（2）气化强度低：（3）环境污染负荷大，治理较麻烦。

2.1.1流化床气化

采纳肯定粒度分布的细粒煤（＜10mm）为原料，吹入炉内的气化剂使煤粒呈连续随机运动的流化状态，床层中的混合和传热都很快。所以气体组成和温度匀称，解决了固定床气化需用煤的限制。生成的煤气基本不含焦油，但飞灰量很大。进展较早