年产50万吨煤制甲醇生产的工艺设计

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年产50万吨煤制甲醇生产的工艺设计目 录

1 前言 1
1.1 合成甲醇的发展历程 1
1.2 合成甲醇的重要性 1
1.3 国内外甲醇的生产和供需概况 2
1.3.1 国外甲醇的生产和供需概况 2
1.3.2 国内甲醇的生产和供需概况 3
1.4 甲醇的生产方法 4
1.5 甲醇的生产规模 6
1.6 粗甲醇的精制原理 6
1.6.1 粗甲醇的组成 6
1.6.2 粗甲醇中杂质的分类 7
1.6.3 精甲醇的质量标准 8
1.7 几种典型的甲醇精制工艺流程 9
2 甲醇合成催化剂及合成工艺选择 12
2.1 催化剂选择 12
2.2 反应温度 12
2.3 反应压力 13
2.4 气体组成 13
2.5 空速 13
3 原料气的制取工艺 15
3.1 煤的选用 15
3.2 气化工艺 15
3.3 原料气的变换 17
3.4 脱硫脱碳工艺 18
3.5 合成工艺流程 20
3.6 精馏方案选择 21
4 物料衡算 22
4.1 合成过程的反应方程 22
4.2 合成塔物料衡算 22
4.3 合成反应中各气体消耗和生产量 23
4.4 新鲜气和驰放气量的确定 24
4.5 循环气气量的确定 25
4.6 入塔气和出塔气组成 26
4.7 甲醇分离器出口气体组成 28
4.8 贮罐气组成 29
5 热量衡算 31
5.1 合成塔热量衡算相关计算式 31
5.1.1 合成塔入塔热量计算 31
5.1.2 合成塔的反应热 32
5.1.3 合成塔出塔热量计算 32
5.2 合成塔热量损失 33
5.3 蒸汽吸收的热量 33
5.4 合成气换热器的热量衡算 34
5.4.1 合成气入换热器的热量 34
5.4.2 合成气出换热器的热量 34
5.5 换热器的热量衡算 34
5.5.1 入换热器的出合成塔气热量 34
5.5.2 出换热器的出合成塔气热量 35
5.6 水冷器的热量衡算 35
5.6.1 入水冷器的热量 35
5.6.2 出水冷器的热量 35
5.6.3 冷却水的用量 36
5.7 甲醇分离器的热量衡算 36
6 合成工段的设备选型 37
6.1 催化剂的使用量 37
6.2 合成塔的设计 37
6.2.1 换热面积的确定 37
6.2.2 换热管数的确定 37
6.2.3 合成塔直径 38
6.2.4 合成塔的壁厚设计 38
6.2.5 壳体设计液压强度校核 38
6.2.6 合成塔封头设计 39
6.2.7 折流板和管板的选择及设计 39
6.2.8 支座 39
6.3 合成气进塔换热器的选型 39
6.4 水冷器的选型 43
6.5 汽包的选型 44
6.6 加热器的选型 44
6.7 分离器的设计 45
6.8 合成气压缩机选型 45
6.9 出塔气离心泵 45
6.10 冷却水离心泵 46
6.11 粗产品泵 46
7 甲醇精馏工段的设计 47
7.1 预精馏塔的设计 47
7.1.1 进料组成 47
7.1.2 加碱量的计算 47
7.1.3 清晰分割法取出二甲醚 48
7.1.4 预精馏塔塔釜温度计算 49
7.1.5 理论板数的计算 49
7.2 加压精馏塔设计 50
7.2.1 清晰分割法分离物系 50
7.2.2 塔顶、进料、塔釜温度计算 51
7.2.3 回流比及理论板数计算 52
7.3 加压精馏塔工艺尺寸设计 53
7.3.1 平均摩尔质量、密度、表面张力计算 53
7.3.2 精馏段塔径设计 55
7.3.3 提馏段塔径设计 55
7.3.4 塔板工艺尺寸计算 56
7.3.5 热量衡算 59
7.4 常压精馏塔设计 61
7.4.1 清晰分割法分离物系 61
7.4.2 塔顶、进料、塔釜温度计算 62
7.4.3 回流比及理论板数计算 63
7.5 常压精馏塔工艺尺寸设计 64
7.5.1 平均摩尔质量、密度、表面张力计算 64
7.5.2 精馏段塔径设计 65
7.5.3 提馏段塔径设计 66
7.5.4 精馏段塔板工艺尺寸计算 67
7.5.5 精馏段塔板负荷性能图 69
7.5.6 提馏段塔板工艺尺寸计算 71
7.5.7 提馏段塔板负荷性能图 74
7.6 热量衡算 76
8 安全技术与环境保护 79
8.1 有毒物质的预防 79
8.1.1 甲醇中毒的应急处理 79
8.1.2 二甲醚中毒的应急处理 79
8.1.3 -氧化碳中毒的应急处理 79
8.1.4 硫化氢中毒的应急处理 79
8.2 甲醇的贮藏 80
9 总结 81
参考文献 82
符号说明 83
谢辞 86
附 录 87