畢業(yè)論文 年產(chǎn)180萬噸兩段法串聯(lián)甲醇合成裝置工藝設(shè)計(jì).doc
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畢業(yè)論文 年產(chǎn)180萬噸兩段法串聯(lián)甲醇合成裝置工藝設(shè)計(jì),目錄摘要:4引言5第一章兩段法串聯(lián)甲醇合成工藝原理61.1甲醇合成基本原理 61.2 最佳反應(yīng)溫度...............................................71.3 甲醇合成反應(yīng)的平衡 111.4 甲醇合成能量平衡...........................13 第二章兩...


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目 錄
摘 要: 4
引 言 5
第一章 兩段法串聯(lián)甲醇合成工藝原理 6
1.1甲醇合成基本原理 6
1.2 最佳反應(yīng)溫度...............................................7
1.3 甲醇合成反應(yīng)的平衡 ………………………………………………… 11 1.4 甲醇合成能量平衡............. .............. 13
第二章 兩段法串聯(lián)甲醇合成工藝流程 ..15
2.1 傳統(tǒng)甲醇合成工藝流程概述.................................. 15
2.2 兩段法串聯(lián)甲醇合成工藝流程敘述........................。。.16
2.3 兩段法串聯(lián)甲醇合成工藝的物料數(shù)據(jù) ......................... 20
第三章 甲醇合成設(shè)備 24
3.1 甲醇合成設(shè)備概述......................................... 24
3.2大型甲醇塔的可選形式及工藝特點(diǎn)............................25
第四章 甲醇合成催化劑 . .33
4.1 概述 .....................................................33
4.2 C79-7GL催化劑的說明 .................................... 33 4.3工藝與催化劑的關(guān)系.................................... 37
結(jié) 論 ............... .38
參考文獻(xiàn): 39
致 謝 40
年產(chǎn)180萬噸兩段法串聯(lián)甲醇合成裝置工藝
摘 要
根據(jù)反應(yīng)熱力學(xué)理論,在甲醇合成反應(yīng)中低溫有利于提高轉(zhuǎn)化率,但低溫在動(dòng)力學(xué)上不利于反應(yīng)的原理,為了改進(jìn)傳統(tǒng)甲醇生產(chǎn)工藝性能,從而可以采用水冷反應(yīng)器——?dú)饫浯?lián)相組合的工藝,該工藝包括一臺(tái)(或平行的兩臺(tái))水冷甲醇反應(yīng)器和一臺(tái)氣冷甲醇反應(yīng)器。含循環(huán)氣和合成氣的原料汽首先進(jìn)入水冷反應(yīng)器,在250℃等溫條件下進(jìn)行部分生成甲醇的轉(zhuǎn)化反應(yīng);水冷反應(yīng)器的溫度由殼層水蒸汽壓力控制。經(jīng)過第一次生成甲醇的反應(yīng)混合物進(jìn)入第二臺(tái)反應(yīng)器中進(jìn)一步進(jìn)行生成甲醇的第二次轉(zhuǎn)化。在氣冷反應(yīng)器中,由于氣冷反應(yīng)器物流逆向加熱水冷反應(yīng)器的進(jìn)料氣,因此殼層(催化劑層)反應(yīng)溫度從上(進(jìn)氣口)至下(出氣口)逐漸降低,這樣的溫度分布有利于化學(xué)平衡向生產(chǎn)甲醇的方向移動(dòng),提高轉(zhuǎn)化率。魯奇公司根據(jù)這個(gè)原理開發(fā)了通過水冷——?dú)饫鋬啥未?lián)相組合的甲醇生產(chǎn)工藝,較為充分利用了熱力學(xué)的原理,在提高甲醇單次轉(zhuǎn)化率的同時(shí),有效降低了循環(huán)比,提高了反應(yīng)后氣體中的甲醇組分含量,大大增加了生產(chǎn)能力,降低了甲醇合成中的能量消耗。該工藝中低溫(220℃)活性催化劑的開發(fā)至關(guān)重要。魯齊公司將優(yōu)化的甲醇合成工藝(聯(lián)合轉(zhuǎn)化)與新開發(fā)的兩聯(lián)甲醇合成工藝結(jié)合,可設(shè)計(jì)建造單系列產(chǎn)能接近200萬噸/a的甲醇生產(chǎn)裝置。與傳統(tǒng)工藝相比,該新工藝具有原料消耗低、投資費(fèi)用低、產(chǎn)能高、能耗低以及綜合經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn)。
本文從我國甲醇生產(chǎn)裝置的大型化發(fā)展目的出發(fā),論述了甲醇合成反應(yīng)的基本原理:反應(yīng)平衡和最佳反應(yīng)溫度,并針對(duì)國內(nèi)外大型的甲醇合成反應(yīng)器設(shè)備相關(guān)性能進(jìn)行了對(duì)比,論述了設(shè)備對(duì)工藝的影響,同時(shí)簡要介紹了魯奇兩段法串聯(lián)甲醇合成工藝技術(shù),闡述了該工藝的技術(shù)特點(diǎn)、能耗、工藝數(shù)據(jù)及相關(guān)設(shè)備等方面的內(nèi)容,提出了兩段法串聯(lián)組合型工藝對(duì)銅基催化劑性能的要求,并基于魯奇兩段法串聯(lián)甲醇合成工藝的思路出發(fā),結(jié)合國內(nèi)甲醇裝置的設(shè)備技術(shù)狀況對(duì)甲醇合成裝置設(shè)備的選型、工藝方案等方面進(jìn)行了總結(jié),對(duì)比分析了相關(guān)的技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上,提出采用國內(nèi)開發(fā)的甲醇合成反應(yīng)器設(shè)備和相關(guān)催化劑,開發(fā)兩段法串聯(lián)組合型甲醇生產(chǎn)工藝從而實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的國產(chǎn)化是可行的,并且對(duì)我國甲醇裝置的大型化技術(shù)發(fā)展工作意義重大,希望同行借鑒并對(duì)我國甲醇裝置的大型化國產(chǎn)技術(shù)開發(fā)設(shè)計(jì)方面有所裨益。
關(guān)鍵詞:甲醇 化學(xué)平衡 催化劑 循環(huán)比 轉(zhuǎn)化率 最佳反應(yīng)溫度
摘 要: 4
引 言 5
第一章 兩段法串聯(lián)甲醇合成工藝原理 6
1.1甲醇合成基本原理 6
1.2 最佳反應(yīng)溫度...............................................7
1.3 甲醇合成反應(yīng)的平衡 ………………………………………………… 11 1.4 甲醇合成能量平衡............. .............. 13
第二章 兩段法串聯(lián)甲醇合成工藝流程 ..15
2.1 傳統(tǒng)甲醇合成工藝流程概述.................................. 15
2.2 兩段法串聯(lián)甲醇合成工藝流程敘述........................。。.16
2.3 兩段法串聯(lián)甲醇合成工藝的物料數(shù)據(jù) ......................... 20
第三章 甲醇合成設(shè)備 24
3.1 甲醇合成設(shè)備概述......................................... 24
3.2大型甲醇塔的可選形式及工藝特點(diǎn)............................25
第四章 甲醇合成催化劑 . .33
4.1 概述 .....................................................33
4.2 C79-7GL催化劑的說明 .................................... 33 4.3工藝與催化劑的關(guān)系.................................... 37
結(jié) 論 ............... .38
參考文獻(xiàn): 39
致 謝 40
年產(chǎn)180萬噸兩段法串聯(lián)甲醇合成裝置工藝
摘 要
根據(jù)反應(yīng)熱力學(xué)理論,在甲醇合成反應(yīng)中低溫有利于提高轉(zhuǎn)化率,但低溫在動(dòng)力學(xué)上不利于反應(yīng)的原理,為了改進(jìn)傳統(tǒng)甲醇生產(chǎn)工藝性能,從而可以采用水冷反應(yīng)器——?dú)饫浯?lián)相組合的工藝,該工藝包括一臺(tái)(或平行的兩臺(tái))水冷甲醇反應(yīng)器和一臺(tái)氣冷甲醇反應(yīng)器。含循環(huán)氣和合成氣的原料汽首先進(jìn)入水冷反應(yīng)器,在250℃等溫條件下進(jìn)行部分生成甲醇的轉(zhuǎn)化反應(yīng);水冷反應(yīng)器的溫度由殼層水蒸汽壓力控制。經(jīng)過第一次生成甲醇的反應(yīng)混合物進(jìn)入第二臺(tái)反應(yīng)器中進(jìn)一步進(jìn)行生成甲醇的第二次轉(zhuǎn)化。在氣冷反應(yīng)器中,由于氣冷反應(yīng)器物流逆向加熱水冷反應(yīng)器的進(jìn)料氣,因此殼層(催化劑層)反應(yīng)溫度從上(進(jìn)氣口)至下(出氣口)逐漸降低,這樣的溫度分布有利于化學(xué)平衡向生產(chǎn)甲醇的方向移動(dòng),提高轉(zhuǎn)化率。魯奇公司根據(jù)這個(gè)原理開發(fā)了通過水冷——?dú)饫鋬啥未?lián)相組合的甲醇生產(chǎn)工藝,較為充分利用了熱力學(xué)的原理,在提高甲醇單次轉(zhuǎn)化率的同時(shí),有效降低了循環(huán)比,提高了反應(yīng)后氣體中的甲醇組分含量,大大增加了生產(chǎn)能力,降低了甲醇合成中的能量消耗。該工藝中低溫(220℃)活性催化劑的開發(fā)至關(guān)重要。魯齊公司將優(yōu)化的甲醇合成工藝(聯(lián)合轉(zhuǎn)化)與新開發(fā)的兩聯(lián)甲醇合成工藝結(jié)合,可設(shè)計(jì)建造單系列產(chǎn)能接近200萬噸/a的甲醇生產(chǎn)裝置。與傳統(tǒng)工藝相比,該新工藝具有原料消耗低、投資費(fèi)用低、產(chǎn)能高、能耗低以及綜合經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn)。
本文從我國甲醇生產(chǎn)裝置的大型化發(fā)展目的出發(fā),論述了甲醇合成反應(yīng)的基本原理:反應(yīng)平衡和最佳反應(yīng)溫度,并針對(duì)國內(nèi)外大型的甲醇合成反應(yīng)器設(shè)備相關(guān)性能進(jìn)行了對(duì)比,論述了設(shè)備對(duì)工藝的影響,同時(shí)簡要介紹了魯奇兩段法串聯(lián)甲醇合成工藝技術(shù),闡述了該工藝的技術(shù)特點(diǎn)、能耗、工藝數(shù)據(jù)及相關(guān)設(shè)備等方面的內(nèi)容,提出了兩段法串聯(lián)組合型工藝對(duì)銅基催化劑性能的要求,并基于魯奇兩段法串聯(lián)甲醇合成工藝的思路出發(fā),結(jié)合國內(nèi)甲醇裝置的設(shè)備技術(shù)狀況對(duì)甲醇合成裝置設(shè)備的選型、工藝方案等方面進(jìn)行了總結(jié),對(duì)比分析了相關(guān)的技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上,提出采用國內(nèi)開發(fā)的甲醇合成反應(yīng)器設(shè)備和相關(guān)催化劑,開發(fā)兩段法串聯(lián)組合型甲醇生產(chǎn)工藝從而實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的國產(chǎn)化是可行的,并且對(duì)我國甲醇裝置的大型化技術(shù)發(fā)展工作意義重大,希望同行借鑒并對(duì)我國甲醇裝置的大型化國產(chǎn)技術(shù)開發(fā)設(shè)計(jì)方面有所裨益。
關(guān)鍵詞:甲醇 化學(xué)平衡 催化劑 循環(huán)比 轉(zhuǎn)化率 最佳反應(yīng)溫度