年产20万吨合成甲醇分厂设计低压、Lurgi式班级：化工1306设计组成员：张昭钦李春晓于明诚于坤祥蒲飞2016年12月目录摘要 (3)第一章概述 (5)1.1 项目概述 (5)1.1.1项目名称 (5)1.1.2项目简介 (5)1.2 设计依据及原则 (5)1.2.1 设计依据 (5)1.2.2 设计原则 (6)1.3 工艺特点 (6)1.4 产品方案 (6)1.5 主要物料规格及消耗 (7)1.6 排污要求 (7)1.7公用工程 (7)1.8 厂址概况 (7)第二章文献综述 (8)2.1研究背景及意义 (8)2.2甲醇的性质 (8)2.3甲醇的用途 (9)2.4甲醇的合成方法 (9)2.4.1甲醇合成化学反应 (9)2.4.2甲醇合成工艺 (10)2.5甲醇发展现状 (11)2.5.1目前甲醇发展状况 (11)2.5.2目前甲醇下游产品发展状况 (12)2.6甲醇发展未来展望 (13)2.6.1甲醇制烯烃/甲醇制丙烯( MTO/MTP) (13)2.6.2甲醇燃料 (14)2.6.3甲醇其他运用方向 (14)2.7课题开展意义与内容 (14)第三章生产方法的选择 (16)3.1现今合成气制甲醇工艺简介 (16)3.2甲醇合成影响因素 (16)3.2.1反应温度与压力 (17)3.2.2空速 (17)3.2.3气体组成 (17)3.3工艺流程模拟 (18)3.3.1预处理合成工段 (18)3.3.2冷凝分离工段 (18)3.3.3精馏工段 (19)第四章物料衡算和热量衡算 (20)4.1概述 (20)4.2物料衡算的意义 (20)4.3物料衡算遵循的原则 (20)4.4物料衡算结果 (21)4.4.1全段工艺的物料衡算 (21)4.5 热量衡算 (28)4.5.1热量衡算原则 (28)4.5.2热量衡算 (28)第五章设备设计及选型 (31)5.1概述 (31)5.2 甲醇合成反应器的选择 (31)5.2.1列管式反应器内部结构及空速的计算 (31)5.2.2反应器塔高的计算 (32)5.3 压缩机的选择 (32)5.3.1 选型原则 (32)5.3.2 选型介绍 (32)第六章安全技术与环境保护 (33)6.1环境保护治理措施 (33)6.2毒物质的预防 (33)6.2.1甲醇中毒的应急处理 (33)6.2.2二甲醚中毒的应急处理 (33)6.2.3一氧化碳中毒的应急处理 (34)6.2.4硫化氢中毒的应急处理 (34)6.3甲醇的贮藏 (34)6.4三废处理 (34)参考文献 (36)摘要甲醇是一种极重要的有机化工原料，也是一种燃料，是碳一化学的基础产品，在国民经济中占有十分重要的地位。
近年来，随着甲醇下属产品的开发，特别是甲醇燃料的推广应用，甲醇的需求量大幅上升。
为了满足经济发展对甲醇的需求，开展了此200000t/a的甲醇项目。
本设计采用lurgi工艺合成甲醇，对全段的物料和能量进行了衡算，设计计算了主体设备和甲醇合成塔。
分析了以合成气为原料合成甲醇的可行性和经济性，对合成甲醇工艺流程选择、整个工段的经济核算、厂房布置、环境安全方面进行了阐述。
关键词：甲醇、合成工艺、工艺计算ABSTRACTMethanol is a kind of extrely important organic industrial chemicals and a kindof fuel too, it is the basic products of the chemistry of carbon one.It is very important in national economy. It recent years,with the development of the products that are made from methanol,expecially the popularization and application of the fuel of methanol,the demand for the methanol rises by a large margin. In order to satisfy economic development’demand for methanol,have laughed the methanol project of this 60000t/a. In allusion to the lurgi of methanol synthesis used in this paper, not only the material balance and the energy balance of the whole synthesis section and calculated, but also the main furnace equipment-three tube reactor of methanol synthesis are calculated. This paper analyzed the feasibility and economic significance, the methanol synthesizing process route is through gasification of coal, of which the mian raw material is syngas. Besides, the choice of technical process and economic accounting for all the synthesis section layout safety of environment and some other projects are dicussed.Keywords: Methanol; synthesis process; Process calculasion第一章概述1.1 项目概述1.1.1项目名称年产20万吨合成甲醇分厂设计1.1.2项目简介本项目以总厂造气分厂的净化合成气作为原料，充分合理利用原料气组分的现有资源及成熟的生产工艺，设计一座合成甲醇的分厂，对分厂的科学发展进行规划，扩大经济效益的同时，减少烃原料化工对石油资源的过度依赖，对优化资源利用有重要意义。
1.2 设计依据及原则1.2.1 设计依据（1）课程设计项目设计任务书（2）根据甲醇合成的相关资料，包括发展规划、自然条件、交通条件、政府政策等。
（3）《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国劳动安全法》等相关的国家法律、法规。
1.2.2 设计原则(1) 项目建设遵守国家的各项政策、法规和法令，符合国家的产业政策、投资方向及行业和地区的规划，贯彻有关部门的颁发标准和规范合理安排建设周期，严格控制工程建设项目的生产规模和投资；(2) 采用成熟而先进可靠的工艺生产技术，确保操作运行稳定、尽可能节能降耗、三废排放少、产品质量好；(3) 坚持体现“社会经济效益、环保效益和企业经济效益并重”的原则，按照国民经济和社会发展的长远规划，行业、地区的发展规划，在项目调查、选择中对项目进行详细全面的论证。
(4) 重视环境保护、安全和工业卫生，设计中选用清洁生产工艺，三废治理、消防、安全、劳动保护措施必须与主体装置同时设计、同时建设、同时投运，污染物的排放必须达到规定的指标，并保证工厂安全运行和操作人员的健康不受损害；(5) 产品生产和质量指标符合国家及地方颁发的各项相关标准；(6) 在保证工艺生产安全、可靠的前提下，尽可能利用国产化的设备、材料，并控制投资在合理范围内；1.3 工艺特点德国Lurgi公司开发的甲醇合成工艺，该流程采用管壳型反应器，催化剂装在管内，反应热由管间沸腾水带走，并副产中压蒸汽。
生产过程中可通过控制所产中压蒸汽压力来调节催化床层温度，反应温度易控制、径向温度5℃左右。
由于反应温度平稳，催化剂的作用得到很好发挥，原料气的单程转化率得以提高，副反应少，粗甲醇质量较好。
1.4 产品方案本项目通过Lurgi低压甲醇合成工艺，利用净化合成气生产甲醇，其产品规格为达到国家标准（GB 388-85）一级品质量标准，生产控制指标为下表：表1.1 产品规格1.5 主要物料规格及消耗本项目的主要原料为净化合成气，整个项目所需的主要原料规格见下表：表1.2 原料规格来自总厂造气分厂的净化合成气，压强3.5Mpa ，温度313.15K ，组成为：1.6 排污要求含醇气体用管道送至总厂锅炉房焚烧处理；工艺废水含有机物总量＜0.002，用专用管路送至总厂水处理分厂。
1.7公用工程供电、供水、供惰性气、供汽、机修等公用工程由总厂统一安排、配套提供。
1.8 厂址概况一侧靠河、另一侧靠厂内公路的狭长平地，宽度60m ，长度无限制。
第二章文献综述2.1研究背景及意义近10 年来，随着我国钢铁工业的飞速发展，国内的焦炭产能也迅速扩张，截止到2011 年底，总量已达4 亿吨以上[1]。
仅靠国内的炼焦煤资源早已不能满足生产需要，每年还需从澳大利亚、蒙古、俄罗斯、美国、加拿大等国进口大量的优质炼焦煤。
在生产实际中，国内的很多焦化厂都存在“只焦不化”的现状，重视焦炭的生产及质量，对炼焦化工产品的回收利用与加工重视不足，特别是炼焦时产生的大量副产品焦炉煤气，除部分用于城市燃气和自发电外，大部分都点火烧掉或直接排放，不仅严重污染空气，还导致了巨大的能源浪费。
初步估计，我国每年没有利用而白白排放的焦炉煤气已达( 250 ～300) 亿m3[2-3]。
与此同时，我国每年还需要进口大量甲醇，其中仅2010 年就进口甲醇529 万t，约占当年总需求的25%[4]。
因此，利用剩余焦炉煤气合成甲醇不仅具有巨大的经济效益，而且是保护环境、节能减排的有利措施之一。
2.2甲醇的性质中文名：甲醇别名：羟基甲烷、木醇、木精英文名：methyl alcohol化学式：CH3OHCAS号：67-56-1SMILES：COPTECS：PC1400000摩尔质量：32.04g/mol外观：无色液体密度：0.7981g/cm3熔点-97o C沸点：64.7 o C溶解度（水）：与水完全互溶黏度：0.59mPas，20℃警示术语：R：11-39/23/24/25安全术语：S：1/2-7-16-36/37-45主要危害：饮用含有甲醇的酒可引致失明、肝病、甚至死亡2.3甲醇的用途碳、二氧化硫、氮氧化物等污染物要比汽油少得多，可直接与汽油掺烧作为车用清洁燃料，目前已有包括M85、M15 等多个牌号的车用甲醇汽油完成了上路试验和国家标准制定[5-6]。