开题报告.docx
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开题报告
指导教师
职称
讲师
填报时间
2012.3.10
课题名称
年产30万吨甲醇精馏提纯的工段设计
课题来源
1科研题目2生产现场3自拟题目√
课题类型
1论文型2设计型√
完成课题所需时间
2013-12-2014-06(共15周)
所需学生人数
1
实习(考察)地点
论文(设计)地点
化工院
立题依据
甲醇结构最为简单的饱和一元醇有毒、易燃、化学性质较活泼。
工业上合成甲醇几乎全部采用一氧化碳加压催化加氢的方法,工艺过程包括造气、合成净化、甲醇合成和粗甲醇精馏等工序。
甲醇有很多用途,它是生产塑料、合成橡胶、合成纤维、农药和医药的原料。
主要用于制造甲醛、醋酸、氯甲烷、对苯二甲酸二甲酯、甲胺和硫酸二甲酯等多种有机产品。
用作涂料、清漆、虫胶、油墨、胶黏剂、染料、生物碱、醋酸纤维素、硝酸纤维素、乙基纤维素、聚乙烯醇缩丁醛等的溶剂。
甲醇为清洗去油剂,MOS级主要用于分立器件,中、大规模集成电路,BV-Ⅲ级主要用于超大规模集成电路工艺技术。
用作分析试剂,如作溶剂、甲基化试剂、色谱分析试剂。
用于电子工业,常用作清洗去油剂。
通常甲醇是一种比乙醇更好的溶剂,可以溶解许多无机盐。
也可以从甲醇出发合成乙烯和丙烯,代替石油生产乙烯和丙烯的原料路线。
由于甲醇用途广泛,属于大吨位产品,近年来发展势头迅猛。
本课题预期目标(含:
本课题应完成的工作,课题预期目标和课题价值估计)
试设计一氧化碳加压催化加氢制备年产300000吨/年甲醇,年工作时数为每年7200小时,产品流量41666.7kg/h,使甲醇最终产品纯度为99.95%(质量分数)以上。
提供的外部条件
1、大学图书馆2、学院资料室
主要参考资料
[1]郭树才,胡浩权.煤化工工艺学.北京:
化学工业出版社,2012.8
[2]宋维端,肖任坚,房鼎业.甲醇工学[M].北京:
化学工业出报社,1991.
[3]陈声宗主编.化工设计.北京:
化学工业出版社,2012.6
[4]孙达军.甲醇四塔精馏建模与变负荷能耗优化研究[学位论文].上海:
上海交通大学,2012.
[5]马俊睿.国际国内甲醇市场分析与预测[J].油化工技术经济,2006
(2):
41-47.
[6]李雅静.某厂煤制甲醇低温甲醇洗工艺的模拟与改造[学位论文].大连:
大连理工大学,2013.
[7]刘范嘉.工业甲醇纯化生产高纯甲醇的研究[学位论文].天津:
天津大学,2006.
[8]陈声宗主编.化工设计.北京:
化学工业出版社,2012.6
相邻课题情况或子课题情况
无
填报人(签字):
填报日期:
2013年03月12日
系(教研室)审核意见:
系(教研室)主任(签字)
年月日
院毕业论文(设计)工作领导小组审核意见:
学院(签章)
组长(签字):
年月日
石河子大学毕业论文(设计)任务书
化学化工学院化学工程与工艺专业2010年级
课题名称
年产30万吨甲醇精馏提纯的工艺段设计
毕业论文(设计)起止时间
2013-12-2014-06(共15周)
指导教师
职称
讲师
学生姓名
学号
任务下达日期
2013-12
课题内容
试设计一氧化碳加压催化加氢制备年产300000吨/年甲醇,年工作时数为每年7200小时,产品流量41666.7kg/h,采用四塔精馏提纯甲醇的工艺,使甲醇最终产品纯度为99.95%(质量分数)以上。
进行工艺流程与工艺条件的论证。
通过论证分析,确定较为合理的精馏工段工艺流程,进行甲醇精馏工段的物料衡算、热量衡算。
进行主要设备的相关工艺计算。
最后撰写论文,完成毕业设计。
课题任务的具体要求
1设计出符合工艺设计的生产流程图;
2利用流程图,设计出合理的关键设备,能够满足工艺设计的指标需要;
3对该工段进行物料计算,热量衡算,设备设计与选型,车间布置等符合现实中安全生产的要求;
4产品技术经济指标及化工厂污染处理、排放符合国家环保的要求;
5仔细检查整个工艺设计过程,并且完成设计论文撰写和修改。
拟定的工作进度(以周为单位)
1设计出符合生产的生产流程图和合理的关键设备,满足工艺的指标需要;(第1-3周)
2对该工段进行物料计算,热量衡算,设备设计与选型,车间布置等符合现实中安全生产的要求;(第4-9周)
3产品的技术经济指标及化工厂污染处理、排放符合国家环保的要求;(第9-11周)
4仔细检查整个工艺设计过程,并且完成设计论文撰写和修改。
(第12-15周)
主要参考文献
[1]郭树才,胡浩权.煤化工工艺学.北京:
化学工业出版社,2012.8
[2]宋维端,肖任坚,房鼎业.甲醇工学[M].北京:
化学工业出报社,1991.
[3]陈声宗主编.化工设计.北京:
化学工业出版社,2012.6
[4]孙达军.甲醇四塔精馏建模与变负荷能耗优化研究[学位论文].上海:
上海交通大学,2012.
[5]马俊睿.国际国内甲醇市场分析与预测[J].油化工技术经济,2006
(2):
41-47.
[6]李雅静.某厂煤制甲醇低温甲醇洗工艺的模拟与改造[学位论文].大连:
大连理工大学,2013.
[7]刘范嘉.工业甲醇纯化生产高纯甲醇的研究[学位论文].天津:
天津大学,2006.
[8]陈声宗主编.化工设计.北京:
化学工业出版社,2012.6
任务下达人(签字)日期:
年月
任务接受人(签字)日期:
年月日
石河子大学
毕业论文(设计)开题报告
课题名称:
年产30万吨甲醇精馏提纯的工段设计
学生姓名:
学号:
学院:
专业、年级:
指导教师:
职称:
毕业论文(设计)起止时间:
一、背景意义
甲醇是最简单的饱和脂肪醇。
甲醇是重要的有机化工原料和新型能源燃料,在化工、医药、轻业、纺织及运输等行业都有极为广泛的应用,其衍生物产品发展前景广阔。
约90%的甲醇被用于化学工业,目前甲醇的深加工产品已达120多种,我国以甲醇作为原料的一次加工产品已经近30种。
在化工生产过程中,甲醇是作为甲醛、醋酸、氯甲烷、甲胺、甲基苯烯酸等一系列有机化工产品的原料。
在世界基础有机化工原料中,甲醇的消耗量仅次于乙稀、丙烯、苯,居第四位。
甲醇是一种清洁燃料,可以替代汽油或者加入汽油作为燃料,而且便于输送。
世界甲醇产量中,约有10%作为替代燃料而用于能源工业。
近些年来,汽车工业在我国发展的速度是有目共睹的,但随之而来的是能源供应问题。
石油的储量是有限的,而甲醇燃料以其安全、廉价、燃烧充分、环保等优点,替代成为车用燃料是发展趋势之一。
我国已经开展了这方面的工作。
另外,甲醇还是很好的人工合成蛋白的原理,蛋白转化率高,发酵速度快,无毒性,而且价格便宜。
由于甲醇用途广泛,属于大吨位产品,近年来发展势头迅猛。
2、主要原材料的规格及来源
甲醇的原料主要依赖于碳资源,目前包括天然气、石油、煤等。
因此根据原料的不同,又可将甲醇的生产分为天然气法、煤炭法、油制法、以及联醇法。
三、国外研究现状
国际甲醇市场总体上呈集团化、大规模、跨国性运营。
当今世界上最大的甲醇生产商和经销商加拿大MethanexCorp.成立于二十世纪六十年代,在六个国家和地区建有甲醇装置,并在世界上近十个国家和地区设有办事处,其产能约占世界甲醇总生产能力的21%。
另外,该公司还计划在澳大利亚的Perth建造年产能力达500万吨的甲醇装置进一步控制世界市场。
位于沙特的SABIC公司,近几年,依靠国内廉价的天然气,建造了数座大甲醇装置,使年生产能力达到320万吨,一举成为亚洲第一。
目前,该公司在新加坡和中国的太仓港都设有中转基地,每年出口到中国的甲醇达60万吨左右,在中国的市场占有量(进口)位居第一。
80年代以来,世界的甲醇总需求量增长很快,平均年增长约8%。
市场的需求必然导致甲醇产量的迅速增加。
1982年全世界的甲醇产量不足120万吨,而1990年超过了170万吨,更甚者1995年达到了250万吨,同年世界甲醇的消费总量为239万吨。
预计2015年达到约7200万吨。
四、国内研究现状
近几年,国内的甲醇工业发展迅速。
但是在2012年,甲醇行业发展相对比较不景气,除了极少数的几家企业能够盈利以外,超过80%的甲醇企业都是亏损或者平衡状态。
2012年全国甲醇总产能约为5000万吨。
而2013年由于部分企业更改投资方向或推迟项目建设进度,预计新增甲醇产能为480万吨,预计淘汰的落后产能约为350万吨,这样2013年实际新增的甲醇产能将低于150万吨,是自2005年以来,产能增长最少的一年。
在甲醇产能增长减慢的同时,在甲醇作为燃料、甲醇生产稀怪等领域对甲醇的需求将明显增大。
表1.12012年中国甲醇需求情况预测表(万吨)
Tab.1.1TheforecastingofmethanoldemandofChinain2012(lOkt)
下游产品2011年2012年同比%
甲醛858.39278.0
二甲醚600.469014.9
醋酸237.628017.8
DMF81.79617.5
MTBE139.41454.0
稀径199.2458129.9
其他223.52323.8
甲醇燃料229.82425.3
阔内滞求2569.9307219.5
出口景4.4513.6
总需求2574.3307719.5
乙稀和丙稀基本的有机化工原料,而现有的稀径生产技术对石油资源依赖严重,于我国缺油富煤的情况,发展煤经平醇制稀径,是从非石油资源出发制取烯烃的一条全新的技术路线。
近几年,国内十分关注这种技术的发展,也取得了突破性进展,出现了几项自主知识产权的技术,包括中科院大化所的甲醇制低碳烯烃技术(DMTO)、中国石化的甲醇制稀烃技术(SMTO)和流化床甲醇制丙烯(FMTP)技术等。
今年,作为工业化示范项目,四套甲醇制稀轻装置,以及一套甲醇制芳烃装置将投产;预计煤制稀烃领域这一年需要增加的甲醇使用量就会超过300万吨。
另一个需求量增长较快的方面是甲醇作为汽车优良的燃料。
在1995年,中美合作在中国建立了第一个甲醇汽车的试点项目。
福特汽车公司捐赠了一台甲醇发动机,并协助开发了中国第-辆甲醇汽车。
近年来,随着我国汽车产业的快速发展,使得能耗和污染程度都增大,石油的进口量也变大,发展车用甲醇的需要越来越明显。
在2012中国汽车年度颁奖盛典上何光远提出:
甲醇汽车发展正当时。
2012年,除了原来山西和陕西两个重点发展地区以外,又增加了上海地区,工信部将这三个地区定为了醇汽车试点地区。
由目前发展形势来看,山西规划到2015年甲醇汽油使用量发展到300万吨,其中包括新增的甲醇载重车和在用车改造;焦炉煤气、劣质煤制甲醇工业发展到1000万吨,将成为山西省的战略性新兴产业。
这样看来,2013年甲醇作为汽车燃料使用量也会大大增加。
预计到2020年我国甲醇的生产能力可达到6000至7000万吨。
甲醇可作为“功能”储备来补充石油的不足。
假设甲醇生产的战略储备对于调节甲醇的市场价格、促进煤化工的长期发展和保证我国能源的安全均有重要意义。
五、本课题的任务要求及实现预期目标的可行性分析
v任务要求
1设计出符合工艺设计的生产流程图;
2利用流程图,设计出合理的关键设备,能够满足工艺设计的指标需要;
3对该工段进行物料计算,热量衡算,设备设计与选型,车间布置等符合现实中安全生产的要求;
4产品技术经济指标及化工厂污染处理、排放符合国家环保的要求;