利用二氧化碳生产甲醇的工艺流程设计开题报告.doc

西安交通大学
毕 业 论 文

题 目： 利用二氧化碳生产甲醇的工艺流程设计
指导教师；
学生： 李岩 员重视,以致于有关甲醇的下游产品及技术发展的更加透彻,从而甲醇的市场会变的更大。
化工流程模拟软件出现于上世纪50年代末,现已成为进行化工过程设计的强大工具。这类软件包含强大的热力学和单元操作模块,并配有庞大的物性数据库,既可进行单个的设备计算,也可计算整个化工生产流程。现在化工过程模拟软件已经广泛地被应用于化工过程的设计、测试、优化和过程的整合。其主要代表作是由美国ASPEN TECH公司于上世纪80年代推向市场的大型通用流程模拟系统??Aspen Plus。该软件具有完备的物性数据库,备有全面、广泛的化工单元操作模型,能方便地构成各种化工生产流程,提供一套功能强大的模型分析工具,它用严格和最新的计算方法,进行化工单元和全流程的模拟运算。
化工过程模拟或流程模拟是根据化工过程的数据,诸如物料的压力、温度、流量、组成和有关的工艺操作条件、工艺规定、产品规格以及一定的设备参数,如蒸馏板的板数、进料位置等,采用适当的模拟软件,将一个由许多个单元过程组成的化工流程用数学模型描述,用电脑模拟实际的生产过程,并在电脑上通过改变各种有效条件得到所需要的结果。其中包括原材料消耗、公用工程消耗和产品、副产品的产量和质量等重要数据。
二、国内外研究二氧化碳生产甲醇的工艺研究
CO?本身呈现极大的化学惰性,要在较温和的条件下实现CO?加氢的高效转化,关键在于开发高活性的催化剂。国外已经开发出了成熟的CO?加氢合成甲醇的催化剂,国内还处于研究阶段。CO?加氢合成甲醇过程中H?的来源是一个大问题,如果通过化石资源生产氢气必定副产大量的CO?达不到本质利用CO?目的。如果工厂有多余的氢气和CO?可以采用该合成方法合成甲醇。由于受到热力学的限制,CO?加氢合成甲醇反应的转化率很低,生产工艺中必须考虑原料气循环利用的问题。采用CO?和H?合成甲醇的流程包括原料精制、甲醇合成、甲醇精馏这3个主要的步骤。由于CO?和H?合成甲醇反应生产的水量较大,所以甲醇的精馏过程能耗会偏高。
目前研究CO?加氢合成甲醇工艺的单位较多,均处于对催化荆和反应条件的研究。该工艺CO?,限制了其工业化生产装置的建设。今后应加强提高CO?的括性、增大甲醇的选择性、新型催化剂及装置工业化等关键技术的研究。超细负载型催化剂园具有比外表积大、分散度高和热稳定性好的特点,将成为一种发展苊势,是今后研究的方向。
CO?加氢制甲醇的工艺流程和设备与传统甲醇合成工艺相比差异不大,投资、成本较低。国内仅有一家以CO?为原料生产甲醇的厂家,但不是直接加氧,国外已有多家二氧化碳催化加氢直接转化为甲醇工业化的实倒。CO?制甲醇既可缓解温室效应,又可节约能源,无论从经济、环境还是社会角度,都具有十分美好的前景,因此,国内更应该加强这方面的研究工作。
成甲醇反应生产的水量较大,所以甲醇的精馏过程能耗会偏高。
目前研究CO?加氢合成甲醇工艺的单位较多,均处于对催化荆和反应条件的研究。该工艺CO?,限制了其