《年产10万吨甲醇精馏项目工艺设计方案》.pdf

摘要 甲醇作为及其重要的有机化工原料，是碳一化学工业的基础产品，在国民经济 中占有重要地位。长期以来，甲醇都是被作为农药，医药，染料等行业的工业 原料，但随着科技的进步与发展，甲醇将被应用于越来越多的领域。甲醇是一 种无色、透明、易燃、易挥发的有毒液体，略有酒精气味。分子量 32.04，相对 密度 0.792(20/4℃)，熔点-97.8℃，沸点 64.5℃，闪点 12.22℃，自燃点 463.89℃， 蒸气密度 1.11，蒸气压 13.33KPa(100mmHg 21.2℃)，蒸气与空气混合物爆炸下 限 6～36.5 % ，能与水、乙醇、乙醚、苯、酮、卤代烃和许多其他有机溶剂相 混溶，遇热、明火或氧化剂易燃烧。甲醇用途广泛，是基础的有机化工原料和 优质燃料。主要应用于精细化工，塑料等领域，用来制造甲醛、醋酸、氯甲烷、 甲氨、硫酸二甲脂等多种有机产品，也是农药、医药的重要原料之一。甲醇在 深加工后可作为一种新型清洁燃料，也加入汽油掺烧。 我国的甲醇工业经过十几年的发展，生产能力得到了很大提高。1991 年， 我国的生产能力仅为 70 万吨，截止 2004 年底，我国甲醇产能已达 740 万吨， 117家生产企业共生产甲醇 440.65 万吨，2005 年甲醇产量达到 500 万吨 ，比 2004 年增长 22.2%，进口量 99.1 万吨，因此下降 3.1%。 于上世纪末相比，现在新建甲醇规模超过百万吨的已不再少数。在 2004 ——2008 年新建的 14 套甲醇装置中平均规模为 134 万 t/a，其中卡塔尔二期工 程项目高达 230 万 t/a。最小规模的是智利甲醇项目，产能也达 84 万 t/a，一 些上世纪末还称得上经济规模的 60 万 t/a 装置因失去竞争力而纷纷关闭。 大型甲醇生产装置必须具备与其规模相适应的甲醇反应器和反应技术。传 统甲醇合成反应器有 ICI 的冷激型反应器，Lungi 的管壳式反应器，Topsdpe 的 径向流动反应器等，近期出现的新合成甲醇反应器有日本东洋工程的 MRF--Z 反 应器等，而反应技术方面则出现了 Lurgi 推出的水冷一气冷相结合的新流程。 通常的甲醇合成工艺中，未反应气体需循环返回反应器，而 KPT 则提出将 未反应气体送往膜分离器，并将气体分为富含氢气的气体，前者作燃料用，后 者返回反应器。 传统甲醇合成采用气相工艺，不足之处是原料单程转化率低，合成气净化 成本高，能耗高。相比之下，液相合成由于使用了比热容高，导热系数大的长 链烷烃化合物作反应介质，可使甲醇合成在等温条件下进行。 关键词：设计 工艺 合成 第 1 章 甲醇合成的基本概念 3 第 1.1 节 常用的合成方法 3 第 1.2 节 甲醇的合成路线 3 第 1.3 节 合成甲醇的目的和意义 6 第 1.4 节 本设计的主要方法及原理 7 第 2 章 生产工艺及主要设备计算 9 第 2.1 节 甲醇生产的物料平衡计算9 第 2.1.1 节 合成塔物料平衡计算 9 第 2.1.2 节 粗甲醇精馏的物料平衡计算 16 第 2.2 节 甲醇生产的能量平衡计算 19 第 2.2.1 节 合成塔能量计算 19 第 2.2.2 节 常压精馏塔能量衡算 20 第 2.3 节 主要设备计算及选型 23 第 2.3.1 节 常压精馏塔计算 23 第 2.3.2 节 初估塔径 25 第 2.3.3 节 理论板数的计算 27 第 2.3.4 节 塔内件设计 30 第 2.3.5 节 塔板流体力学验算 32 第 2.3.6 节 塔板负荷性能 34 第 2.3.7 节 常压塔主要尺