Рассчитать и спроектировать установку получения метанола

ВВЕДЕНИЕ 7
1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЕКТИРУЕМОГО ПРОИЗВОДСТВА 9
1.1 Сведения об отечественных и зарубежных производителях 9
1.2 Технико-экономическое сравнение существующих методов производства 10
1.3 Химические и физико-химические основы производства 18
1.4 Физико-химические и теплофизические свойства исходных веществ, промежуточных, целевых и побочных продуктов 22
2 ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК 26
3 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЕКТИРУЕМОГО ПРОИЗВОДСТВА 32
3.1 Основные стадии и технологические операции 32
3.2 Характеристики сырья, целевых и побочных продуктов, вспомогательных материалов и энергоносителей 37
3.3 Описание технологической схемы производства 41
3.4 Аналитический контроль производства 46
3.5 Описание принятых в проекте изменений 50
4.1 Материальный баланс установки 52
4.2 Расчеты и выбор технологического оборудования 54
4.3 Расчет количества оборудования 56
4.4 Механический расчет реактора 62
4.5 Тепловой расчет реактора 68
5 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 71
5.1 Характеристика проектируемого объекта 72
5.2 Производственная санитария 75
5.3 Мероприятия для обеспечения безопасности технологического процесса и оборудования 80




5.4 Электробезопасность 93
5.5 Пожарная профилактика и средства тушения пожара 110
5.6 Охрана окружающей среды 123
5.7 Мероприятия по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций 128
6 ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА 138
6.1 Расчёт капитальных вложений 139
6.2 Расчет численности и фонда заработной платы работающих…………....142
6.4 Расчет затрат на электроэнергию и двигательные цели 147
6.4 Расчет технико-экономических показателей производства пропилена 153
ВЫВОДЫ ПО ПРОЕКТУ 154
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 155
Приложение А Ведомость проекта
Приложение Б Спецификация сборочного чертежа

Весь текст будет доступен после покупки

В настоящее время метанол является одним из самых потребляемых товаров в мире, спрос на него оценивается в 70 млн. тонн в год. Его основными областями применения являются топливо, присадки или реактивы в химической промышленности. Однако, он может выступать в качестве во-дородного носителя в технологии топливных элементов, а также как денитрификатор для очистки сточных вод. Метиловый спирт может быть получен из любого возобновляемого источника углеводородов путем частичного окисления в продуваемом кислородом газификаторе получения синтетического газа, который затем преобразуется в метанол.
Потребление метанола в качестве сырья для производства формальдегида, уксусной кислоты и других основных химических веществ растет примерно на 2% в год. В последние годы, поскольку метанол также привлекает все большее внимание в качестве топлива для топливных элементов и промежуточного сырья для производства водорода и диметилового эфира (ДМЭ), являющихся источниками чистой энергии, ожидается, что в будущем спрос на метанол будет продолжать расти.
Наиболее распространенной технологией получения метанола является каталитическая реакция синтез-газа под низким давлением. Низкое давление позволяет работать в условиях, благоприятствующих конверсии метанола и практически полностью подавляющих производство побочных продуктов. Недостатками традиционной технологии являются высокие требования к изотермичности процесса по всему объему реакционной массы, необходимость бесперебойного отвода тепла из зоны реакции, а также высокие температуры, обусловленные активностью применяемых катали-заторов.

Весь текст будет доступен после покупки

1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЕКТИРУЕМОГО ПРОИЗВОД-СТВА

1.1 Сведения об отечественных и зарубежных производителях

Сведения об отечественных и зарубежных производителях приведены в таблицах 1.1 и 1.2.
Таблица 1.1 - Сведения об отечественных производителях
Компания Город Общая характеристика производства
ОАО «Акрон» Великий Новгород Синтез Фишера-Тропша.
Сырье: природный газ, химочищенная вода – собственное производство.
Экспорт. Мощность установки 100 тыс. т. в год
АО «Аммоний» Менделеевск Синтез Фишера-Тропша.
Сырье: природный газ, химочищенная вода – собственное производство.
Экспорт. Мощность установки 238 тыс. т. в год
Томет Самарская область Синтез Фишера-Тропша.
Сырье: природный газ, химочищенная вода – собственное производство.
Экспорт. Мощность установки 950 тыс. т. в год
Метафракс Губаха Синтез Фишера-Тропша.
Сырье: природный газ, химочищенная вода – собственное производство.
Экспорт. Мощность установки 1000 тыс. т. в год


Таблица 1.2 - Сведения о зарубежных производителях
Компания Страна, город Общая характеристика производства
Methanex Новая Зеландия Синтез Фишера-Тропша.
Сырье: природный газ, химочищенная вода – собственное производство.
Экспорт. Мощность установки 2.4 млн.т. в год
Saudi Basic Industries Corporation Саудовская Ара-вия Синтез Фишера-Тропша.
Сырье: природный газ, химочищенная вода – собственное производство.
Экспорт. Мощность установки 2.1 млн.т. в год
Saudi International Petrochemical Company Саудовская Ара-вия Синтез Фишера-Тропша.
Сырье: природный газ, химочищенная вода – собственное производство.
Экспорт. Мощность установки 850 тыс. т. в год
1.2 Технико-экономическое сравнение существующих методов произ-водства

Метанол (метиловый спирт) является одним из важнейших по значе-нию и масштабам производства органическим продуктом, выпускаемым химической промышленностью. Впервые метанол был обнаружен в древес-ном спирте в 1661 г., но лишь в 1834 г. был выделен Думасом и Пелиготом.
Существует несколько способов лабораторного и промышленного оформления данного процесса:
? сухая перегонка древесины и лигнина;
? термическое разложение солей муравьиной кислоты;
? синтез из метана через метилхлорид с последующим омылением;
? неполное окисление метана на катализаторах и без катализаторов под давлением.
Первым вариантом получения метилового спирта, освоенного в про-мышленности, стала технология сухой перегонкой древесины. Получаемый продукт не отличался чистотой, содержа в своем составе ацетон и другие органические примеси. На сегодняшний день не существует установок, ра-ботающих по данному способу, т.к. на его смену пришел другой метод, ос-нованный на каталитическом синтезе синтетического метанола из синтез-газа.
Метиловый спирт по данному методу был впервые получен в Герма-нии в 1923 году. В качестве катализатора использовался цинкхромовый, работающий в диапазоне температур 30 ? 380 ?С и давлении 25 ? 35 МПа. Производство метанола из оксидов углерода и водорода впервые осу-ществлено в Германии в 1923 г. Описанная технология получила быстрое повсеместное развитие и непрерывно совершенствовалась на всех стадиях процесса.
Процесс синтеза метилового спирта при относительно низком давле-нии (?5 МПа) был впервые предложен в 60-х годах 20-го века в Англии. Для осуществления такого процесса использовался низкотемпературный медьсодержащий катализатор. Данная технология подняла процесс полу-чения метилового спирта на новый уровень. При этом значительно упро-стилась конструкция аппаратов и технологическая схема процесса, возрос-ло качество целевого продукта и повысились экономические показатели.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Технология синтетического метанола/ М.М. Караваев, В.Е. Лео-нов, И.Г. Попов, Е.Т. Шепелев. М.: Химия, 1984. 239 с.
2. Патент РФ № 2616977. Установка синтеза метанола. Куроч-кин Андрей Владиславович.2016.
3. Патент РФ № 2519940. Способ синтеза метанола. Раффаэле Остуни, Эрманно Филиппи. МЕТАНОЛ КАСАЛЕ С.А. 2014.
4. Патент РФ № 2698200. Способ получения метанола. Афанасьев С.В., Трофимов Д.И., Рощенко А.И. 2019.
5. Постоянный технический регламент по производству аммиака и метанола. АО «Аммоний» 2016.
6. Юрьев Е.М., Попок Е.В. Кинетические модели синтеза метанола/ FUNDAMENTAL RESEARCH №8, 2013.
7. Graaf G.H., Stamhuis E.J., Beenackersz A.A. Kinetics of low-pressure methanol synthesis // Chemical Engineering Science. 1988. – Vol. 43. – № 12. – P. 3185–3195.
8. Системный анализ процессов получения синтетических жидких топлив / С.Я Бродский. [и др.]. М.: Химия, 1994. 272 с.
9. Леонов В.Е., Завельская Л.А., Формалева Е.Л. Поиск новых пу-тей синтеза метанола – жидкофазный синтез: тезисы докл. / Физ.-хим. Ос-новы синтеза метанола. Метанол-3. 3 Всес. совещ. М., 1986. С. 26–27.
10. Westerterp K.P., Kuczyrskim. A model for a countercurrent gassol-idsolid trickle flow reactor for equilibrium reactions. The methanol synthesis.// Chemical Eng. Sci. 1987. Vol. 42. №8. P. 1871–1885.

Весь текст будет доступен после покупки