甲醇合成工段设计(10)

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6.1.2 化学处理法

含甲醇废水的化学处理法有湿式氧化法、空气催化氧化法、化学氧化法和电解氧化法等。甲醇很容易用湿式氧化的方法分解，如浓度为5000mg / L的甲醇废水，经过湿式氧化后，甲醇的去除率为76.8%。用于处理含甲醇废水的化学氧化荆主要育臭氧、氯系氧化剂以及其他一些氧化剂。采用臭氧氧化处理时，中间产物是甲醛，最终产物是二氧化碳。如果用A1203·Si02做催化剂，甲醇的去除率可达95%。含高CODcr的甲醇废水以次氯酸钾溶液混合，通过凝胶型SiO2，可得到好的处理效果。

6.1.3 生物处理法

以有机物为主要污染物的废水，只要毒性没达到严重抑制作用，一般都可以用生物法处理，一般认为生物方法是去除废水中有机物最经济最有效的方法，特剐对于BOD浓度高的有机废水更适宜。目前，国内外对甲醇废水生物处理方法主要有曝气法、UASB工艺、A/O工艺、氧化沟工艺、生物流化床、近年来还发展了生物活性炭、固定化细胞技术等技术。

6.2 膜法生物组合处理工艺及原理

根据近年来关于化工有机废水处理工艺运行中的经验，低浓度有机工业废水采用生物组合工艺和后续物化深度处理工艺的联合是行之有效的。在进水后先设厌氧水解调节池以提高废水可生化性，再用膜微孔曝气生物接触氧化好氧处理去除废水中大部分COD。然后用兼氧细菌接种缺氧处理去除废水中部分COD，并提高废水的可生化性。再用好氧内循环曝气生物塔处理去除废水中剩余的COD。处理工艺系统以生物降解有机物为主，后设配套的活性炭深度处理工艺，以确保整个处理工艺出水满足要求。处理工艺流程如图6-1所示【10】。

6-1 膜法生物组合处理工艺

1 水调节池 2 污水泵 3 好氧/缺氧反应池 4 好氧内循环生物反应塔

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5 混凝沉淀池 6 过滤器 7 消毒反应罐

由于废水水质和水量波动较大，因此生化处理前必须设水解调节池，确保生物后续处理作用稳定。由于排放的废水含有对好氧菌有抑制性的非甲醇有机物，COD去除效果差。因此，采用生物厌氧接触氧化反应池，确保有机物在生物反应器内部分COD降解，同时提高废水的可生物降解性，为后续好氧生物处理创造有利条件。废水经膜微孔曝气生物接触氧化创O/A工艺处理后，COD去除率高，可生化性提高，对后续好氧生物也无抑制作用.因此有利于进行后续好氧生物处理。在膜微孔曝气生化塔内充分曝气供氧的条件下，废水中剩余的有机物在好氧菌作用下充分利用水中溶解氧得到充分降解和去除，废水COD达回用要求。好氧生化塔处理后出水仍含有一定量的悬浮物、细菌和杂质，需再经过后续物化混凝和活性炭过滤处理，通过生物絮凝和物化混凝协同作用，将水中的悬浮物杂质细菌和部分难降解有机物有效除去，使出水COD等指标达回用水质要求。

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结论

低压法(5．0~8．0 MPa)是20世纪60年代后期发展起来的甲醇合成技术，选用高活性的铜系催化剂。铜系催化剂的活性明显高于锌铬催化剂，反应温度低

(240~270℃)，在较低的压力下可获得较高的甲醇收率，选择性好，副反应少，从而改善了合成的甲醇产品的质量，降低了原料的消耗。此外，由于压力低，不仅动力消耗比高压法降低很多，而且工艺设备的制造也比高压法容易，投资得以降低。因此低压法比高压法优越性显著。

三塔流程较双塔流程复杂，但操作费用及能耗较双塔流程低，从长远角度看，应更有优势。根据双效多精馏原理，要实现两塔的热量互用，必须满足加压塔塔顶馏份的露点温度大于常压塔塔底液的泡点温度。综合考虑能耗和投资等因素，对于大、中型甲醇精馏装置，三塔精馏工艺更具有优越性；而对于小规模甲醇精馏装置，简单成熟的双塔流程是比较合理的选择。

本设计中甲醇水冷器采用套管式换热器选用光滑型套管式换热器，用外径为219mm。壁厚ts为6mm的无缝钢管做内管，用外径为480mm，壁厚为10mm的无缝钢管做外管。套管的有效长度为273.6m, 传热面积为190.2m2。套管每组的长度为10m,共28组。

本文设计了甲醇的合成和精馏的工艺，简单介绍了甲醇的一些性质和用途，由于设计者能力有限，难免有一些漏洞，希望各位老师指出错误，我将虚心地接受并加以改进。

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参考文献

[1] 谢克昌. 甲醇工艺学[M].北京：化学工业出版社. 2010: 213~216 [2] 尹明德. 甲醇生产基础知识[M].北京：化学工业出版社. 2011: 153~164 [3] 米镇涛. 化学工艺学（第二版)[M].北京：化学工业出版社. 2006: 205~210 [4] 郭树才. 煤化工工艺学（第二版)[M].北京：化学工业出版社2009:190~198 [5] 冯元琦. 甲醇生产操作问答[M].北京：化学工业出版社. 2005: 284~287 [6] 李彩艳，李峥，张爽. 固定床造气工艺与德士古水煤浆气化工艺的比较[A].化工

设计通讯.2007年12月,第33卷第4期:25~26

[7] 刘宏建,盛于蓝. Lurgi和ICI低压甲醇合成工艺比较[A]. 煤化工. 2001年11月,

第4期:19~22

[8] 褚立志. 甲醇三塔精馏工艺[B]. 河北化工. 2010年6月,第33卷6期:50~51 [9] 吴声旺. 甲醇双塔精馏和三塔双效精馏工艺应用比较[A]. 化学工程与装

备.2009年7月,第7期:55~56

[10] 肖羽堂,张爱勇,张萌等. 甲醇工业废水处理回用作循环冷却水研究[A]. 生态

环境.2007，第l6卷4期:1171~1173

[11] Y. H. Kim, Rigorous design of extended fully thermally coupled distillation columns [J]. chem.Eng. J. 2002, (89) :89~ 99.

[12] Pass G G,Holzhauser C，Akgerman A,etal.Methanol synthesis in a trickle bed

reactor.AICHE J,1990,36:1054~1060

[13] Tjandra S,Anthony R G,Akgerman A.Low H2/CO ratio synthesis gas conversion to

methanol in trickle bed reactor.Ind Eng Res,1993，32(11):2062~2067

[14] Mahjan D,Sapienza R S,O'Hare TE,etal.Update of temperature catalyst

development,Brookhaven National Laboratory,Upton,New York,1988

[14] Liu Guang-jian, Li Zheng, Wang Ming-hua, Ni We，Energy savings by co-production:

A methanol/electricity case study，Applied Energy 87 (2010) 2854~2859

谢辞

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在毕业设计完成之际，我真心地感谢在设计之中给予我帮助的武文娟老师，在这三个月中，武文娟老师给予我鼓励和耐心的指导，武老师勤奋严谨的治学作风、渊博的专业知识和孜孜不倦的教学精神对我产生了很大的影响，并使我终生受益。

在毕业设计的完成过程中，系里的各位老师对我帮助很大。在此深表谢意！其他的同学也给予我许多关心和帮助，真诚地感谢他们。

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