甲醇合成工段设计(2)

内蒙古工业大学本科毕业设计说明书

6.1.3 生物处理法 .......................................... 40 6.2 膜法生物组合处理工艺及原理 ................................ 40 结论 .............................................................. 42 参考文献 .......................................................... 43 谢辞 .............................................................. 43

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绪论

甲醇用途广泛，它的下游产品多达几百种。近些年来，甲醇生产发展很快，技术不断提高，生产规模逐年扩大，生产工艺逐步成熟，各项技术指标不断完善，特别是近年来甲醇汽、柴油的开发和应用，使其作为代用燃料，从技术性、经济性上具有了很强的竞争力。预计到2015年达到7200wt/a，供应能力大于市场需求，竞争将会加剧，一些不具竞争力的小装置或原料价格较高地区的甲醇装置将关闭。根据未来甲醇装置建设趋势，世界甲醇的生产中心正在向南美、沙特、伊朗和我国转移；同时这些国家和地区甲醇产品的目标市场主要是针对亚太地区和我国。

近年来由于世界各国环保意识的加强，特别是美国国会于1990年11月15日通过清洁空气法修正案以后，甲醇的身价备增，全球甲醇的需求增长加快。甲醇属低附加值化工产品。低成本是该类产品竞争的核心，也是生产企业采取的重要竞争战略，是企业安身立命的关键。

甲醇生产过程比较简单，原料来源多样，合成甲醇可采用石脑油、减压渣油、煤和天然气为原料，在天然气丰富的地区，前几种原料的生产成本均无法与天然气竞争。我国煤炭资源丰富，以煤为原料制取甲醇合成原料气是甲醇生产的最好选择，尤其是在内蒙古地区煤的储量相当大，因此本设计采用煤为原料制甲醇。

甲醇合成的方法有高压法和低压法，因高压法的能耗大，高压法(19.6~29.4 MPa)是最初生产甲醇的方法，采用锌铬催化剂，反应温度360~400℃。随着脱硫技术的发展，高压法也在逐步采用活性高的铜系催化剂来改善合成条件以增产提效。高压法虽有70多年的历史，但由于原料及动力消耗大，反应温度高，生成粗甲醇中有机杂质含量高，且投资大，成本高，长期以来发展处于停滞状态。ICI低压法这是目前工业上广泛采用的合成甲醇的方法。其工艺过程为：脱硫、转化、压缩、合成、精馏。特点：在采用不同原料时开车简单，操作可靠，并且不同生产能力的工厂均能使用离心式压缩机，产品纯度高，能充分利用反应热。因此采用ICI低压法合成甲醇。 三塔精馏的产品产品质量高，双塔精馏生产的精甲醇产品中乙醇和有机物杂质含量只能控制在一定范围，根据粗甲醇质量的不同，精甲醇中乙醇的含量约为100～600 mg/kg；三塔精馏生产的精甲醇质量一般能够达到美国AA 级标准，其中的乙醇质量分数只有8.0×10-5左右。并且三塔精馏与两塔精馏相比节能降耗，蒸汽和循环水消耗低。

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第一章 甲醇生产工艺介绍

甲醇是C1化学的支柱产品，是重要的化工原料。通过甲醇甲基化可以生产甲胺、甲酸甲酯等产品；甲醇羰基化可以生产乙酸、甲酸甲酯、甲酸二甲脂等；甲醇合成乙二醇、乙醛、乙醇等；甲醇可以生产农药、医药、塑料、合成纤维；甲醇发酵可以生产甲醇蛋白质的饲料添加剂；甲醇还是清洁燃料，可以用于发电和汽车燃料。

1.1 甲醇的性质及用途

1.1.1 甲醇的物理和化学性质

甲醇是一种无色、易燃、易挥发的有毒液体，常温下对金属无腐蚀性，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℃，燃烧热725.76kJ/mol，闪点12.22℃，蒸气压13.33kPa（100mmHg 21.2℃)，自燃点463.89℃，能与水、乙醇、乙醚、苯、酮、卤代烃和许多其他有机溶剂相混溶，但是不与石油醚混溶，遇热、明火或氧化剂易燃烧。挥发途中也会使物体油漆表面遭腐蚀。甲醇燃烧时无烟，火焰呈蓝色【1】。

1.1.2 甲醇的用途

甲醇可以制取甲基化剂，甲醇与氯气、氢气混合催化反应生成一、二、三氯甲烷，直至四氯化碳。一氯甲烷可用作有机硅化合物和含氟树脂的原料，又是重要的甲基化剂，用于生产甲基纤纤维素、季胺化学品等。二氯甲烷用于去漆剂、气雾剂、医药原料及硅片生产。三氯甲烷可生产HCFC-22作制冷剂，或进一步加工生产四氟乙烯等产品，可用作有机溶剂、萃取剂，还可用作染料和药物的中间体等。四氯甲烷可用行生产F-11、F-12等。甲醇氨化制甲胺将甲醇与氨按一定比例混合，在370 ~ 420℃、5.0~20.0MPa压力下，以活性氧化铝为催化剂进行合成，制得一甲胺、二甲胺、三甲胺的混合物，再经精馏可得一、二或三甲胺产品。一、二、三甲胺用于农药、医药、染料方面或用作有机原料中间体。

甲醇可以用做制甲基叔丁基醚（MTBE）。甲醇可以羰基化制醋酸。甲醇酯化可生产各种酯类化合物。甲醇还可以制二甲醚。甲醇的一个重要用途是用作燃料，甲醇掺烧汽油，在北美和西欧已合法化，在我国，四川省已出台M15的地方标准，山西省全甲醇汽车已研制成功，并在山西省全面试点。全甲醇汽车开始批量，计划在山西和安徽省推广使用。

1.2 甲醇的生产方法

1.2.1天然气制甲醇的生产方法

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天然气是制造甲醇的主要原料之一。天然气的主要组分是甲烷，还含有少量的其他烷烃、烯烃与氮气。以天然气生产甲醇原料气有蒸汽转化、催化部分氧化、非催化部分氧化等方法，其中蒸汽转化法应用得最广泛，它是在管式炉中常压或加压下进行的。由于反应吸热必须从外部供热以保持所要求的转化温度，一般是在管间燃烧某种燃料气来实现，转化用的蒸汽直接在装置上靠烟道气和转化气的热量制取【2】。

由于天然气蒸汽转化法制的合成气中，氢过量而一氧化碳与二氧化碳量不足，工业上解决这个问题的方法一是采用添加二氧化碳的蒸汽转化法，以达到合适的配比，二氧化碳可以外部供应，也可以由转化炉烟道气中回收。另一种方法是以天然气为原料的二段转化法，即在第一段转化中进行天然气的蒸汽转化，只有约1/4的甲烷进行反应，第二段进行天然气的部分氧化，不仅所得合成气配比合适而且由于第二段反应温度提高到800℃以上，残留的甲烷量可以减少，增加了合成甲醇的有效气体组分。天然气进入蒸汽转化炉前需进行净化处理清除有害杂质，要求净化后气体含硫量小于0.1mL/m3。转化后的气体经压缩去合成工段合成甲醇。

1.2.2 煤、焦炭制甲醇的生产方法

用煤和焦炭制甲醇的工艺路线包括燃料的气化、气体的脱硫、变换、脱碳及

甲醇合成与精制。

用蒸汽与氧气（或空气、富氧空气)对煤、焦炭进行热加工称为固体燃料气化，气化所得可燃性气体通称煤气是制造甲醇的初始原料气，气化的主要设备是煤气发生炉，按煤在炉中的运动方式，气化方法可分为固定床（移动床)气化法、流化床气化法和气流床气化法。国内用煤与焦炭制甲醇的煤气化一般都沿用固定床间歇气化法，煤气炉沿用 UCJ炉。在国外对于煤的气化，目前已工业化的煤气化炉有柯柏斯-托切克（koppers-Totzek)、鲁奇（Lurge)及温克勒（Winkler)三种。还有第二、第三代煤气化炉的炉型主要有德士古（Texaco)及谢尔-柯柏斯（Shell--koppers)等。用煤和焦炭制得的粗原料气组分中氢碳比太低， …… 此处隐藏：2266字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……