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摘 要 Abstract 1 综 述 1.1 甲醇的性质、用途及重要性 1.1.1 甲醇的性质 1.1.2 甲醇的用途及其在国民生产中的作用 1.2 甲醇生产技术的发展 1.2.1 世界甲醇生产技术的发展 1.2.2 中国甲醇生产的发展概况 1.3 甲醇生产原理 以天然气为原料制甲醇工艺装置主要由合成气制备（包括天然气压缩、加氢脱硫、烃类转化、蒸汽动力和废热回收）、甲醇合成（包括合成气压缩、甲醇合成、甲醇分离）和甲醇精馏三部分组成。各部分涉及的主要工艺技术如下。 1.3.1 天然气转化过程 1.3.1.1 天然气转化过程工艺原理 1.3.1.2 天然气转化过程的工艺条件 1.3.1.3 天然气转化流程和主要设备 1.3.2 甲醇的合成 1.3.2.1 合成甲醇的基本原理 1.3.2.2 合成甲醇催化剂 1.3.2.3 合成甲醇工艺条件 1.3.2.4 合成甲醇工艺流程和主要设备 1.3.3 甲醇的精馏 1.3.3.1 甲醇精馏的任务 1.3.3.2 甲醇精馏工艺流程 1.3.3.3 甲醇精馏工艺条件 1.3.3.4 甲醇精馏主要设备 1.4设计方案的确定 1.4.1 原料的选择 1.4.2 工艺流程的选择 1.4.3 工艺参数的确定 1.4.4 厂址选择及设备布置 2 工艺计算 海南大学材料与化工学院，年产30万吨甲醇生产车间工艺初步设计 本设计遵循“符合国情、技术先进、经济环保”的原则，在综合分析诸多甲醇生产方法的基础上，采用以天然气为原料，经脱硫―二段转化―合成气，在低压下固定管板列管式合成塔中合成甲醇的技术路线；精甲醇的生产采用“三塔精馏工艺（即）。此外，严格控制“三废”的排放、空气中甲醇的含量以及保证生产安全、环境卫生等方面参照国内外先进经验和方法。 2.1 甲醇合成工艺计算 甲醇合成的工艺参数，甲醇合成塔入塔压力5.14MPa、出塔压力4.9MPa，副产蒸汽压力为3.9MPa。甲醇合成塔入塔温度225℃、出塔温度255℃。年产30000吨甲醇，年开工日为330天，日产甲醇909.09吨。 2CO+4H2=(CH3)2 O +H2O （3） CO+3H2=CH4+H2O （4） 4CO+8H2=C4H9OH+3H2O (5） 8CO+17H2=C8H18+8H2O （6） CO2+H2=CO + H2O （7） 【注1：缺①粗甲醇组成；②精甲醇中甲醇含量；③】 工业生产中测得低压时，每生产1吨粗甲醇就会产生1.52m3（标态）的甲烷，即1.52/22.4=0.07 kmolCH4，设计中每小时甲烷的生成量为1.52×42.82（日产粗甲醇量）=63.57Nm3/h ，63.57/22.4=2.84kmol/h。（粗甲醇小时产量为42.82t/h） 由于甲醇入塔气中水含量很少，忽略入塔气带入的水。由反应（3）～（6）得出反应（2）、（7）生成的水分为 （7） 130.08(粗甲醇中的含水量) ―3.81（反应3生成的水量）―2.84（反应4生成的水量）―1.47×3（反应5生成的水量）―1.17×8（反应6生成的水量）=109.59 kmol/h 由于合成反应中甲醇主要由CO合成，CO2主要发生逆变换反应生成CO和H2O，且入塔气中CO2的含量一般不超过5%，所以计算中忽略反应（2）。则反应（7）中生成的水量为109.59 kmol/h，即109.59×22.4=2454.81 m3/h【由于 CO2生成了109.59 kmol/h，即2454.81 m3/h的水和CO。】 粗甲醇中气体的溶解量，查《氮肥工艺设计手册 气体压缩 氨合成 甲醇合成》P358附图2气体在甲醇中的溶解度与温度的关系【表】5MPa、40℃时，每1吨粗甲醇中溶解其它组分如表1 所示。 表1 粗甲醇中气体的溶解量 气体 H2 CO CO2 N2 Ar CH4 溶解量（m3/t粗甲醇） 4.364 0.815 7.780 0.365 0.243 1.680 则粗甲醇中的溶解气体量 H2 41.82 ×4.364=182.50m3/h 即8.16 kmol/h CO 41.82 ×0.815=34.08m3/h 即1.53 kmol/h CO2 41.82 ×7.780=325.26m3/h 即14.5