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襄樊学院 2007届学士学位毕业设计(论文)报告纸

西长庆油田、四川江油甲醇厂等,生产规模多在10万公吨/年左右,其它生产设备大多数采用联醇技术,生产规模多在1~5万公吨/年。1995年以来,国内甲醇工业发展迅速,生产所用原料由联醇法的合成气为主,向天然气和煤为主的方向发展,其主要发展因素是新天然气田的开发,如新疆、四川、内蒙等。另外由于国内甲醇下游产品的开发生产,如甲醛、烯烃、醋酸、甲酯系列、民用汽车燃料等,以及西南化工研究院和南化公司研究甲醇催化剂的开发生产。目前有多家以煤或天然气为原料的甲醇计划在申报和筹备之中,其中有6个设备规模在10万公吨/年以上,最大的为60万公吨/年,拟建装置总产能为213万公吨/年。

全球甲醇工业正在发生动态性变化,美国是多年来领先的甲醇生产国和消费国,然而现正在进口更多的甲醇以满足国内需求。

鉴于天然气价格处于高位,使美国进口甲醇比生产甲醇更为经济。高原材料费用和生产费用推动美国未来甲醇工业走向国际化。此外,美国消费基于甲醇的产品在下降,MTBE随着被禁用而消费减少,其他甲醇衍生物需求也在通过进口满足。估计北美2008年将关闭甲醇能力400万t。

西欧甲醇需求保持坚挺,大量进口和出口甲醇,甲醛生产是基于甲醇的主要衍生物,欧洲是MTBE衍生物主要的生产地,加勒比海和中东是欧洲市场主要的甲醇出口地。估计欧洲2008年将关闭甲醇能力150万t。

中东是甲醇的主要生产地,生产的甲醇大多出口到欧洲和亚太地区,该地区拥有近800万t能力,至2007年新增能力将超过400万t。

南美和加勒比海地区也是甲醇的主要生产地,主要供应美国市场,该地区拥有超过800万t能力,大部分产品出口,2004年又新增能力超过700万t。

亚太地区是增长最快的甲醇消费地区,中国需求增长最快,智利和中东向中东中国以满足需求。

目前我国甲醇工业投资十分迅猛,因此建立大型甲醇生产装置,降低生产成本,大力开发甲醇下游产品,使之向多元化、系列化、精细化方向发展,参与国际竞争是十分必要的。我国丰富的煤炭、天然气资源为甲醇的工业发展提供了良好的条件。因此,我们除了调整甲醇的生产结构和规模,还需大力发展甲醇下游产品的生产及应用,实现资源优势向产品优势的转化,以促进甲醇工业的迅速发展和地区经济的腾飞。

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第三节 设计依据

一、系下达的设计任务书 二、设计的原理和方法

采用加软水萃取蒸馏的操作方法,可使粗甲醇蒸馏分离脱除杂质的效果大大提高,从而使产品的纯度提高。 1、设计的原理:

以粗甲醇为原料,采取萃取蒸馏的方法制取精甲醇,主要是根据粗甲醇液体混合物各组分挥发性的差异,而进行分离的。

将粗甲醇混合液加热,使其部分气化,沸点低的组分(即易挥发组分或轻组分)在气相中浓度比在液相中浓度高,而沸点高的组分(即难挥发组分或重组分)在液相中的浓度比在气相中浓度高。

在此同时多次采用混合液的部分气化和部分冷凝(混合液传质、传热过程),从而分离出较纯的精甲醇。 2、设计的方法:

甲醇精馏是利用粗甲醇混合物中各组分沸点不同的原理,将合成工段出来的粗甲醇经脱醚塔、高压精馏塔、常压精馏塔进行分离精制,最终得到精甲醇产品,并有二甲醚、杂醇油等副产品。

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第二章 工艺路线的选择和简述

第一节 生产方法简述

据报道近几年我国新增甲醇生产能力将超过500万吨,甲醇节能降耗的生产技术也将引起众多企业的重视。甲醇精馏装置是甲醇生产的重要后处理工序,其能耗约占甲醇生产总能耗的20%,先进、节能、高效的精馏装置对降低甲醇成本、提高产品竞争力起着重要作用。

甲醇精馏按工艺主要分为3种:双塔精馏工艺技术、带有高锰酸钾反应的精馏工艺技术和我国自行开发的三塔精馏工艺技术。 1、双塔精馏工艺

国内中、小甲醇厂大部分都选用双塔精馏工艺,传统的主、预精馏塔几乎都选用板式结构,双塔精馏工艺流程见图1。来自合成工段含醇90%的粗甲醇,经减压进入粗甲醇贮槽,经粗甲醇预热器加热到45℃后进入预精馏塔。甲醇的精馏分2个阶段:先在预塔中脱除轻馏分,主要是二甲醚;后进入主精馏塔,进一步把高沸点的重馏分杂质脱除,主要是水、异丁基油等。轻馏分从主塔侧线采出,经精甲醇冷却器冷却至常温后,就可得到纯度在99.9%以上的符合国家指标的精甲醇产品。双塔精馏工艺技术由于具有投资少、建设周期短、操作简单等优点,被我国众多中、小甲醇生产企业所采用,尤其在联醇装置中得到了迅速推广。甲醇双塔工艺流程如图1。 2、带有高锰酸钾反应的精馏工艺技术

此技术仅在单醇生产中用锌铬为催化剂的产品中有应用,在此不作详述。 3、三塔精馏工艺

甲醇三塔精馏工艺技术是为了减少甲醇在精馏过程中的损耗,提高甲醇的收率和产品质量而设计的。预精馏塔后的冷凝器采用一级冷凝,用以脱除二甲醚等低沸点的杂质,控制冷凝器气体出口温度在一定范围内。在该温度下,几乎所有的低沸点馏分都为气相,不造成冷凝回流。脱除低沸点组分后,采用加压精馏的方法,提高甲醇气体分压与沸点,并减少甲醇的气相挥发,从而提高了甲醇的收率。

作为一般要求的粗甲醇经加压精馏塔后就可以达到合格的质量,如作为特殊需要,则再经过常压精馏塔的进一步提纯。一般两塔的混合液可达到国际AA级标准,其中乙醇含量仅80×10-6,能满足甲醇羰基化的技术指标要求。生产中加压塔和常压塔同时

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采出精甲醇,常压塔的再沸器热量由加压塔的塔顶气提供,不需要外加热源。粗甲醇预热器的热量由精甲醇提供,也不需要外供热量。因此,该工艺技术生产能力大,节能效果显著。工艺流程如下。

图1甲醇双塔工艺流程 图2 甲醇三塔工艺流程。

第二节 生产方案和生产流程的确定

我国地域广阔,各地资源情况不同,各企业的技术力量、基础设施也有差异,因地制宜地采用各种生产方法来满足市场的需求,也是时势所趋。

企业选择哪种精馏工艺技术,主要取决于企业甲醇实际生产能力、预期生产规模、甲醇市场行情,以及企业的公用工程水、电、汽的富裕程度等。

一般说来,甲醇生产规模在5万t/a以下时宜选择双塔精馏工艺,因为双塔精馏工艺投资省、建设周期短、装置简单,易于操作和管理,虽然消耗高于三塔精馏工艺技术,但在5万t/a生产规模以下时其经济技术指标较占优势。5万t/a以上的企业宜选择三塔精馏工艺,因为随着生产规模的扩大,三塔精馏工艺的节能、高效优势才能体现出来。在每万吨甲醇的消耗投资方面三塔精馏低于双塔精馏工艺。本设计甲醇的年生产能力是 2万 t,所以宜选用双塔流程。

而且多年来生产实践证明,双塔精馏流程简单,操作方便,运行稳定。尽管国内粗甲醇的生产多样,粗甲醇的质量也有较大差异,但经双塔精馏后精甲醇的质量,除去乙醇含量之外,基本能达到国内一级品标准,已能较广泛地满足甲醇的用途。

第三节 工艺路线的简述

粗甲醇双塔精馏工艺流程简述:

1.原料粗甲醇用泵加压经流量计计量入预热器,预热至50~60℃,连续送入预塔

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