年產(chǎn)10.3萬(wàn)噸甲醇工藝設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、<p><b>  化工設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)</b></p><p>  題 目: 年產(chǎn)10.3萬(wàn)噸甲醇工藝設(shè)計(jì) </p><p>  院 系: 化 學(xué) 工 程 學(xué)院 </p><p>  專 業(yè): 化 學(xué) 工 程 與 工 藝 </p><p>

2、;  班 級(jí): 化 工 0901 </p><p>  學(xué)生姓名: </p><p>  指導(dǎo)教師: </p><p>  論文提交日期: 2012 年 11 月 30 日</p>&l

3、t;p><b>  課程設(shè)計(jì)論文任務(wù)書</b></p><p>  院(系):化學(xué)工程學(xué)院專業(yè):化學(xué)工程與工藝班級(jí):化工0901班 </p><p>  課程設(shè)計(jì)題目: 年產(chǎn)10.3萬(wàn)噸甲醇工藝設(shè)計(jì)</p><p>  課程設(shè)計(jì)內(nèi)容: ①工藝設(shè)計(jì)</p><p><b> ?、谖锬芎馑?lt;/

4、b></p><p><b> ?、墼O(shè)備計(jì)算</b></p><p><b> ?、芄に嚄l件</b></p><p><b> ?、菰舷?lt;/b></p><p><b>  ⑥三廢排放</b></p><p><b&

5、gt; ?、咴O(shè)備一覽</b></p><p><b>  ⑧平立面布置</b></p><p>  組員名單:換熱器計(jì)算:</p><p><b>  能耗計(jì)算:</b></p><p><b>  平立面布置圖:</b></p><p>&

6、lt;b>  說(shuō)明書排版:</b></p><p><b>  目錄</b></p><p><b>  一、設(shè)計(jì)說(shuō)明書4</b></p><p>  二、工藝流程設(shè)計(jì)9</p><p>  三.物料能量恒算9</p><p><b>  四

7、.設(shè)備計(jì)算11</b></p><p><b>  五.工藝條件15</b></p><p><b>  六.原料消耗15</b></p><p><b>  七.三廢排放16</b></p><p>  八.設(shè)備一覽表17</p><

8、p>  九.平立面布置18</p><p><b>  致謝19</b></p><p><b>  參考文獻(xiàn)20</b></p><p><b>  一、設(shè)計(jì)說(shuō)明書</b></p><p>  甲醇系結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單的飽和一元醇,化學(xué)式CH3OH。又稱“木醇”或“木精

9、”。是無(wú)色有酒精氣味易揮發(fā)的液體。有毒,誤飲5~10毫升能雙目失明,大量飲用會(huì)導(dǎo)致死亡。用于制造甲醛和農(nóng)藥等,并用作有機(jī)物的萃取劑和酒精的變性劑等。通常由一氧化碳與氫氣反應(yīng)制得。</p><p><b>  甲醇的意義</b></p><p>  1、甲醇是最基本的有機(jī)化工原料,自身產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng),涉及化工、建材、能源、醫(yī)藥、農(nóng)藥等眾多行業(yè),在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中具有重要地位。<

10、;/p><p>  2、甲醇在傳統(tǒng)化工領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,是甲醛、二甲醚、醋酸、MTBE、DMF、氯甲烷、甲胺等一系列化工產(chǎn)品的上游原料,在化工領(lǐng)域具有重要的基礎(chǔ)性地位。據(jù)統(tǒng)計(jì),以甲醇為原料的一次加工產(chǎn)品已有近30種,以甲醇為原料進(jìn)行深加工的產(chǎn)品可達(dá)上百種。</p><p>  3、甲醇在新興替代能源領(lǐng)域,大有作為。為保障我國(guó)能源安全,國(guó)家大力推動(dòng)可替代能源發(fā)展,作為甲醇深加工產(chǎn)品的二甲醚、甲醇燃料

11、(單獨(dú)使用或與汽油柴油摻混)等,均具有良好的傳統(tǒng)能源替代性和可操作性。</p><p>  當(dāng)前,《車用燃料甲醇》、《車用甲醇汽油(M85)》、《城鎮(zhèn)燃?xì)庥枚酌选返纫幌盗袊?guó)家標(biāo)準(zhǔn)的頒布實(shí)施,使得甲醇作為替代能源原料具有政策依據(jù),發(fā)展前景廣闊。目前全國(guó)已有山西、上海、浙江、新疆、陜西、四川、甘肅、內(nèi)蒙古等省區(qū)在進(jìn)行甲醇燃料試點(diǎn)及推廣工作。</p><p>  4、以甲醇為原料生產(chǎn)低碳烯烴,

12、對(duì)于我國(guó)乙烯工業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展具有重要意義。甲醇制烯烴的MTO工藝和甲醇制丙烯的MTP工藝,是重要的C1化工技術(shù),也是以煤替代石油生產(chǎn)乙烯、丙烯等產(chǎn)品的核心技術(shù)。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及對(duì)低碳烯烴需求的日益增長(zhǎng),作為乙烯生產(chǎn)原料的石腦油、輕柴油等原料資源,面臨著越來(lái)越嚴(yán)重的短缺局面,已成為制約我國(guó)乙烯工業(yè)發(fā)展的主要瓶頸之一,同時(shí)國(guó)際油價(jià)的節(jié)節(jié)攀升也使得MTO/MTP項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性更具競(jìng)爭(zhēng)力。因此,甲醇制低碳烯烴(MTO/MTP)項(xiàng)目已經(jīng)成

13、為眾多煤化工項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)鏈中的重要一環(huán)。</p><p><b>  甲醇的性質(zhì)</b></p><p>  表1-1 甲醇的性質(zhì)</p><p>  1.3 甲醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>  1.世界生產(chǎn)集中在天然氣產(chǎn)地</p><p>  2005年,世界甲醇產(chǎn)能為4860萬(wàn)t/a,產(chǎn)

14、量為3600萬(wàn)t。世界甲醇生產(chǎn)主要集中在天然氣資源比較豐富的地區(qū),如特立尼達(dá)、美國(guó)、加拿大、智利、新西蘭、沙特和俄羅斯。世界最大的甲醇生產(chǎn)企業(yè)是加拿大的Methanex和日本的三菱瓦斯,2005年這兩家公司的甲醇產(chǎn)能分別為785萬(wàn)t/a(在全球擁有11套生產(chǎn)裝置)和373萬(wàn)t/a(在全球擁有5套生產(chǎn)裝置),分別占世界總產(chǎn)能的16.15%和7.67%。世界主要甲醇生產(chǎn)企業(yè)都是將甲醇作為商品銷售,自用量很少。同時(shí)大型甲醇生產(chǎn)企業(yè)都擁有自己的

15、遠(yuǎn)洋運(yùn)輸船隊(duì)和儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施,以便將生產(chǎn)的甲醇運(yùn)往世界各地銷售。</p><p>  2000~2005年,世界甲醇產(chǎn)量年均增長(zhǎng)3.5%左右,增長(zhǎng)速度較快的地區(qū)是中東和南美地區(qū),上述地區(qū)將成為世界甲醇的重要生產(chǎn)基地。由于美國(guó)國(guó)內(nèi)天然氣價(jià)格較高,加之對(duì)MTBE產(chǎn)品使用的限制,美國(guó)甲醇生產(chǎn)大幅下降,產(chǎn)量從2002年的360萬(wàn)t下降到2005年的120萬(wàn)t。</p><p>  表1-2 200

16、5年世界甲醇生產(chǎn)分布統(tǒng)計(jì) 萬(wàn)t/a</p><p>  2.生產(chǎn)基地產(chǎn)品以出口為主</p><p>  2005年,世界甲醇消費(fèi)量約為3560萬(wàn)t,其中甲醛是最大的消費(fèi)領(lǐng)域,約占總消費(fèi)量的36%,其次是MTBE和醋酸,分別占24%和12%。世界甲醇消費(fèi)的主要地區(qū)是亞太、北美和西歐地區(qū),消費(fèi)比例分別為34.81%、27.41和19.96%。</p><p>  由于中

17、東和南美地區(qū)本地甲醇市場(chǎng)容量有限,大部分產(chǎn)品出口到世界其他市場(chǎng),該地區(qū)是世界甲醇主要出口地區(qū)。而美國(guó)、西歐和東南亞是主要甲醇進(jìn)口國(guó)和地區(qū)。2005年世界甲醇消費(fèi)分布和消費(fèi)構(gòu)成分別見(jiàn)表1-3和表1-4。</p><p>  表 1-3 2005年世界甲醇消費(fèi)分布統(tǒng)計(jì) 萬(wàn)t</p><p>  表 1-4 2005年世界甲醇消費(fèi)構(gòu)成 萬(wàn)t</p><p> 

18、 3.全球市場(chǎng)供大于求</p><p>  預(yù)計(jì)2005~2010年世界甲醇需求量的年均增長(zhǎng)速度為2.46%,到2010年,世界甲醇需求量將達(dá)到4020萬(wàn)t;2010~2015年的年均增長(zhǎng)速度為4.63%,2015年將達(dá)到5040萬(wàn)t。甲醇制烯烴(MTO/MTP)和二甲醚(DME)將是未來(lái)驅(qū)動(dòng)甲醇市場(chǎng)需求增長(zhǎng)的主要?jiǎng)恿?,而我?guó)將是甲醇需求的重點(diǎn)地區(qū)。</p><p>  預(yù)計(jì)到2010年,

19、世界甲醇生產(chǎn)能力將達(dá)到6400萬(wàn)t/a,2015年達(dá)到7200萬(wàn)t/a,供應(yīng)能力大于市場(chǎng)需求,競(jìng)爭(zhēng)將會(huì)加劇,一些不具競(jìng)爭(zhēng)力的小裝置怖原料價(jià)格較高地區(qū)的甲醇裝置將關(guān)閉。根據(jù)未來(lái)甲醇裝置建設(shè)趨勢(shì),世界甲醇的生產(chǎn)中心正在向南美、沙特、伊朗和我國(guó)轉(zhuǎn)移;同時(shí)這些國(guó)家和地區(qū)甲醇產(chǎn)品的目標(biāo)市場(chǎng)主要是針對(duì)亞太地區(qū)和我國(guó)。2005~2010年世界甲醇供求分析見(jiàn)表1-5。</p><p>  表 1-5 世界甲醇供需情況統(tǒng)計(jì)及

20、預(yù)測(cè) 萬(wàn)t</p><p>  4.國(guó)內(nèi)生產(chǎn)快速發(fā)展</p><p>  2005年我國(guó)甲醇總產(chǎn)能約為650萬(wàn)t/a,產(chǎn)量為535.64萬(wàn)t,裝置開(kāi)工率為82.41%。目前,國(guó)內(nèi)最大的甲醇單套裝置規(guī)模為40萬(wàn)t/a,主要的生產(chǎn)企業(yè)有榆林天然氣化工公司、四川維尼綸廠、上海焦化有限公司、藍(lán)天集團(tuán)光山化工公司、大慶油田化工公司和內(nèi)蒙古蘇里格化工公司等,生產(chǎn)規(guī)模一般在18萬(wàn)~40萬(wàn)t/a。中海油海

21、南60萬(wàn)t/a裝置和日本三菱瓦斯在重慶建設(shè)的85萬(wàn)t/a裝置是我國(guó)目前在建的最大甲醇裝置。</p><p>  我國(guó)甲醇生產(chǎn)主要集中在華南、華東和華北地區(qū),所占比例分別為27.11%、23.79%和16.63%,其中主要生產(chǎn)省份有河南、陜西、山東、上海、河北、重慶和安徽。隨著新建甲醇項(xiàng)目投產(chǎn),西部地區(qū)甲醇生產(chǎn)比重將大幅度提高,而華東和華南地區(qū)甲醇生產(chǎn)比重將會(huì)大幅度下降。</p><p> 

22、 2000~2005年,隨著我國(guó)甲醇市場(chǎng)需求增長(zhǎng)速度加快,甲醇生產(chǎn)也進(jìn)入快速發(fā)展期,產(chǎn)能和產(chǎn)量的年均增長(zhǎng)速度分別達(dá)到13.29%和21.94%。</p><p>  5.市場(chǎng)處于快速增長(zhǎng)期</p><p>  2005年,我國(guó)甲醇表觀消費(fèi)量為666.22萬(wàn)t,同比增長(zhǎng)16.23%,其中進(jìn)口136.03萬(wàn)t,占20.42%。由于近幾年國(guó)內(nèi)甲醇生產(chǎn)增速較快,市場(chǎng)滿足率提高。1995~2005年

23、期間,甲醇消費(fèi)量的年均增長(zhǎng)速度為15.11%,我國(guó)甲醇市場(chǎng)尚處于快速成長(zhǎng)過(guò)程。</p><p>  我國(guó)甲醇消費(fèi)結(jié)構(gòu)與國(guó)外類似,最大消費(fèi)領(lǐng)域是甲醛生產(chǎn),消費(fèi)比例約為40%;其次是MTBE和醋酸,所占比例分別為6%和7%。近年來(lái)甲醇燃料方面的消費(fèi)量發(fā)展較快,盡管國(guó)家尚未出臺(tái)相關(guān)政策法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn),但甲醇燃料消費(fèi)已經(jīng)成為驅(qū)動(dòng)甲醇需求的主要?jiǎng)恿χ弧?lt;/p><p><b>  6.消費(fèi)區(qū)

24、域集中</b></p><p>  目前我國(guó)甲醇消費(fèi)的主要地區(qū)是華東和華南地區(qū),上述地區(qū)也是我國(guó)甲醛、MTBE、丙烯酸酯和醋酸等下游產(chǎn)品生產(chǎn)的集中地。對(duì)于甲醇燃料,消費(fèi)地區(qū)主要集中在山西、河南等地。2005年,我國(guó)甲醇進(jìn)口總量中,江蘇省進(jìn)口比例占62.28%,廣東省所占比例為28.28%,福建省比例為4.11%,浙江省比例為3.34%。所有進(jìn)口基本上全部集中在華東和華南地區(qū),進(jìn)口結(jié)構(gòu)也在一.定程度上反

25、映了我國(guó)甲醇消費(fèi)的地區(qū)分布。</p><p><b>  二、工藝流程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>  三.物料能量恒算</b></p><p>  主要物流物能衡算結(jié)果表A</p><p>  主要物流物能衡算結(jié)果表B</p><p>  主要物流物能衡算結(jié)果表C&

26、lt;/p><p><b>  四.設(shè)備計(jì)算</b></p><p>  圖4-1 原料與產(chǎn)品換熱器熱力學(xué)結(jié)果一</p><p>  圖4-2 原料與產(chǎn)品換熱器熱力學(xué)結(jié)果二</p><p>  幾何尺寸結(jié)果見(jiàn)圖4-3、4-4、4-5、4-6。</p><p>  圖4-3 幾何尺寸計(jì)

27、算結(jié)果一</p><p>  圖4-4 幾何尺寸計(jì)算結(jié)果二</p><p>  圖4-5 幾何尺寸計(jì)算結(jié)果表三</p><p>  圖4-6 幾何尺寸計(jì)算結(jié)果四</p><p>  根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果可以選擇換熱器如下表。</p><p><b>  換熱器設(shè)計(jì)一覽表1</b>&l

28、t;/p><p><b>  換熱器設(shè)計(jì)一覽表2</b></p><p><b>  換熱器設(shè)計(jì)一覽表3</b></p><p><b>  五.工藝條件</b></p><p>  原料氣組成(mol%)</p><p><b>  反應(yīng)轉(zhuǎn)化率&

29、lt;/b></p><p><b>  反應(yīng)條件</b></p><p><b>  六.原料消耗</b></p><p><b>  原料消耗表</b></p><p><b>  七.三廢排放</b></p><p>&

30、lt;b>  廢氣含量表</b></p><p><b>  廢液含量表</b></p><p><b>  八.設(shè)備一覽表</b></p><p>  表 8-1 ASPEN PLUS 模擬主要設(shè)備設(shè)計(jì)參數(shù)一覽表</p><p><b>  九.平立面布置<

31、/b></p><p><b>  見(jiàn)附圖</b></p><p><b>  致謝</b></p><p>  通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì),不僅使我把大學(xué)期間所學(xué)得知識(shí)融會(huì)貫通在一起,而且把以前看似不相關(guān)的課程緊密的聯(lián)系起來(lái),我真正體會(huì)到了學(xué)以致用、理論與實(shí)踐相結(jié)合的意義。</p><p>  本次設(shè)計(jì)的

32、順利完成離不開(kāi)xx老師的悉心指導(dǎo),他學(xué)識(shí)淵博、態(tài)度平易近人,精辟的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)和寬廣的學(xué)術(shù)視野使我受益匪淺,認(rèn)真仔細(xì)的幫助我解決設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的各種問(wèn)題的同時(shí)還用精益求精,一絲不茍地治學(xué)態(tài)度影響著我,使我的專業(yè)知識(shí)得到了進(jìn)一步的提高,在此,向xx老師表示誠(chéng)摯的感謝和崇高的敬意。除此之外,我還要感謝同組同學(xué)的關(guān)心與幫助,是大家的同心協(xié)力和對(duì)待設(shè)計(jì)一絲不茍的精神使我能夠順利的完成本次設(shè)計(jì)。</p><p>  由于本人知

33、識(shí)量有限,設(shè)計(jì)難免有不足之處,望各位老師給予批評(píng)指正。</p><p><b>  參考文獻(xiàn)</b></p><p>  [1] 天然氣化工工藝學(xué)/魏順安主編.—北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2009.1</p><p>  [2] 化工過(guò)程設(shè)計(jì)數(shù)值模擬及軟件/屈一新主編.—北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2006.5</p><p> 

34、 [3] 化工設(shè)備設(shè)計(jì)/潘國(guó)昌,郭慶豐編著.—北京:清華大學(xué)出版社,1996 化工原理課程</p><p><b>  設(shè)計(jì)教材</b></p><p>  [4] 化工原理.上下冊(cè)/夏清,陳常貴主編.—天津:天津大學(xué)出版社,2005.1(2009.1 重</p><p><b>  ?。?lt;/b></p>&

35、lt;p>  [5] 換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè)/錢頌文主編.—北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002.8</p><p>  [6] 化工設(shè)備與管道/甲醇合成塔的設(shè)計(jì)/韓濤,聶杰,安豐華,于艷芬.—遼寧,第46</p><p>  卷第1 期,2009.2</p><p>  [7] 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)/趙軍,張有忱,段成紅編.—2 版,北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007.7<

36、/p><p>  [8] 分離過(guò)程/劉家祺主編,—1 版,北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002.4</p><p>  [9] 化學(xué)工藝學(xué)/米鎮(zhèn)濤主編,—2 版,—北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2006.3</p><p>  [10] 化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書/編輯委員會(huì),路秀林,王者相等編著,塔設(shè)備[M],—北京:化</p><p>  學(xué)工業(yè)出版社,2004&l

37、t;/p><p>  [11] 匡國(guó)柱,史啟才主編,化工單元過(guò)程及設(shè)計(jì)手冊(cè)[M],—北京:化學(xué)工業(yè)出版社,</p><p><b>  2002</b></p><p>  [12] 甲醇?氨和新能源經(jīng)濟(jì)/馮向法編著,—北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2010.4</p><p>  [13] 甲醇工藝學(xué)/謝克星,房鼎業(yè)主編,—北京:

38、化學(xué)工業(yè)出版社,2010.6</p><p>  [14] 化學(xué)反應(yīng)工程/郭鍇,唐小恒,周緒美編,—2 版,—北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007.12</p><p>  [15] 化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè).下冊(cè)/中國(guó)石化集團(tuán)上海工程有限公司編.—3 版,—北京:化學(xué)</p><p>  工業(yè)出版社,2003.7</p><p>  [16 ] GB15

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