Производство метанола производительностью 750 тыс. тонн в год
|
Введение 6
1.Обзор литературы 8
1.1. Методы получения метанола - сырца 8
1.2. Конструктивные типы аппаратов 11
1.3. Технологическое оформление процесса 14
2 Объекты и методы исследования 16
2.1 Общая характеристика производства 16
2.2 Характеристика производимой продукции. Характеристика исходного
сырья, материалов и полупродуктов 19
2.2.1 Характеристика готовой продукции 19
2.2.2 Характеристика исходного сырья и полупродуктов 20
2.3 Физико-химические основы технологического процесса 24
2.3.1. Термодинамика синтеза 24
2.3.2. Катализаторы синтеза метанола 28
2.3.3. Узел синтеза метанола 29
2.3.4. Приближение к равновесию 30
2.3.5. Влияние давления 30
2.3.6. Влияние температуры катализатора 31
2.3.7. Выбор других параметров 31
2.3.8. Пределы рабочего режима катализатора ICI 32
2.3.9. Примеси в свежем газе 33
2.3.10. Побочные реакции 33
2.3.11 Узел ректификации метанола 34
2.4. Описание технологической схемы процесса 35
3 Инженерные расчеты 43
3.1 Материальный баланс 43
3.1.1 Материальный баланс отделения синтеза 49
3.1.2 Материальный баланс колонны предварительной ректификации 59
3.1.3 Материальный баланс колонны основной ректификации 62
3.2 Тепловой баланс 65
3.2.1 Тепловой баланс реактора синтеза 65
3.2.2Тепловой баланс колонны предварительной ректификации 70
3.2.3Тепловой баланс колонны основной ректификации 73
3.3 Технологический расчет аппарата синтеза метанола 76
3.3.1. Назначение, устройство и основные размеры. Определение числа реакторов 76
3.3.2 Расчет реактора 77
3.3.3. Определение диаметров штуцеров 78
3.3.4 Определение высоты аппарата 79
3.4 Гидравлический расчет реактора синтеза метанола 79
3.5 Механический расчет реактора синтеза метанола 81
3.5.1 Расчет толщины обечайки 81
3.5.2 Расчет толщины днища 82
3.5.3 Расчет опоры аппарата 83
3.6. Подбор вспомогательного оборудования 85
Расчет теплообменников отделения синтеза 85
Расчет компрессора циркуляционного газа 87
Расчет сепаратора 88
Расчёт ёмкостных аппаратов 90
Расчёт фильтров высокого и низкого давления 91
Расчёт насосов 91
4 Результаты проведенного исследования 93
4.1 Ежегодные нормы расхода основных видов сырья, материалов и
энергоресурсов 93
4.2 Ежегодные нормы образования отходов 93
4.3 Нормы технологического режима 96
4.4 Контроль производства и управление технологическим процессом 97
4.5 Размещение технологического оборудования 99
5 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение. 101
5.1 Потенциальные потребители результатов исследования
SWOT-анализ 101
5.2 Анализ эффективности действующего производства 102
Расчёт производственной мощности 102
5.2.1. Расчет себестоимости готовой продукции по действующему
производству 103
5.2.2. Расчёт затрат на производство продукции 106
5.2.3. Расчёт годовой потребности в электроэнергии 107
5.2.4. Расчёт амортизационных отчислений 107
5.2.5. Расчёт калькуляции производства 108
5.2.6. Расчёт цены готовой продукции 110
5.2.7. Анализ безубыточности по действующему производству 110
6 Социальная ответственность Ошибка! Закладка не определена.
6.1. Производственная безопасность Ошибка! Закладка не определена.
6.1.1. Химические факторы Ошибка! Закладка не определена.
Мероприятия по предупреждению производственных отравлений: ... Ошибка! Закладка не определена.
6.1.2 Физические вредные факторы Ошибка! Закладка не определена.
6.1.3 Физические опасные факторы Ошибка! Закладка не определена.
1.Обзор литературы 8
1.1. Методы получения метанола - сырца 8
1.2. Конструктивные типы аппаратов 11
1.3. Технологическое оформление процесса 14
2 Объекты и методы исследования 16
2.1 Общая характеристика производства 16
2.2 Характеристика производимой продукции. Характеристика исходного
сырья, материалов и полупродуктов 19
2.2.1 Характеристика готовой продукции 19
2.2.2 Характеристика исходного сырья и полупродуктов 20
2.3 Физико-химические основы технологического процесса 24
2.3.1. Термодинамика синтеза 24
2.3.2. Катализаторы синтеза метанола 28
2.3.3. Узел синтеза метанола 29
2.3.4. Приближение к равновесию 30
2.3.5. Влияние давления 30
2.3.6. Влияние температуры катализатора 31
2.3.7. Выбор других параметров 31
2.3.8. Пределы рабочего режима катализатора ICI 32
2.3.9. Примеси в свежем газе 33
2.3.10. Побочные реакции 33
2.3.11 Узел ректификации метанола 34
2.4. Описание технологической схемы процесса 35
3 Инженерные расчеты 43
3.1 Материальный баланс 43
3.1.1 Материальный баланс отделения синтеза 49
3.1.2 Материальный баланс колонны предварительной ректификации 59
3.1.3 Материальный баланс колонны основной ректификации 62
3.2 Тепловой баланс 65
3.2.1 Тепловой баланс реактора синтеза 65
3.2.2Тепловой баланс колонны предварительной ректификации 70
3.2.3Тепловой баланс колонны основной ректификации 73
3.3 Технологический расчет аппарата синтеза метанола 76
3.3.1. Назначение, устройство и основные размеры. Определение числа реакторов 76
3.3.2 Расчет реактора 77
3.3.3. Определение диаметров штуцеров 78
3.3.4 Определение высоты аппарата 79
3.4 Гидравлический расчет реактора синтеза метанола 79
3.5 Механический расчет реактора синтеза метанола 81
3.5.1 Расчет толщины обечайки 81
3.5.2 Расчет толщины днища 82
3.5.3 Расчет опоры аппарата 83
3.6. Подбор вспомогательного оборудования 85
Расчет теплообменников отделения синтеза 85
Расчет компрессора циркуляционного газа 87
Расчет сепаратора 88
Расчёт ёмкостных аппаратов 90
Расчёт фильтров высокого и низкого давления 91
Расчёт насосов 91
4 Результаты проведенного исследования 93
4.1 Ежегодные нормы расхода основных видов сырья, материалов и
энергоресурсов 93
4.2 Ежегодные нормы образования отходов 93
4.3 Нормы технологического режима 96
4.4 Контроль производства и управление технологическим процессом 97
4.5 Размещение технологического оборудования 99
5 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение. 101
5.1 Потенциальные потребители результатов исследования
SWOT-анализ 101
5.2 Анализ эффективности действующего производства 102
Расчёт производственной мощности 102
5.2.1. Расчет себестоимости готовой продукции по действующему
производству 103
5.2.2. Расчёт затрат на производство продукции 106
5.2.3. Расчёт годовой потребности в электроэнергии 107
5.2.4. Расчёт амортизационных отчислений 107
5.2.5. Расчёт калькуляции производства 108
5.2.6. Расчёт цены готовой продукции 110
5.2.7. Анализ безубыточности по действующему производству 110
6 Социальная ответственность Ошибка! Закладка не определена.
6.1. Производственная безопасность Ошибка! Закладка не определена.
6.1.1. Химические факторы Ошибка! Закладка не определена.
Мероприятия по предупреждению производственных отравлений: ... Ошибка! Закладка не определена.
6.1.2 Физические вредные факторы Ошибка! Закладка не определена.
6.1.3 Физические опасные факторы Ошибка! Закладка не определена.
Объектом исследования является действующее производство
метанола производительностью 750 тыс. тонн в год.
Цель работы – рассчитать возможность увеличения
производительности до 850 тыс. тонн в год.
В процессе исследования проводился расчёт основного и
вспомогательного оборудования, а также выполнены материальные и
тепловые расчеты, технологический, гидравлический, механический расчет.
В результате исследования: основные аппараты производства
метанола, благодаря запасу производительности, справятся с увеличением
мощности.
Основные конструктивные, технологические и техникоэксплуатационные характеристики: конструкции аппарата выбраны в
соответствии с требованиями, связанными с технологическими условиями
процесса.
Область применения: метанол активно используется в новых
направлениях: в качестве высокооктановой добавки к моторным топливам,
при получении синтетических бензинов и уксусной кислоты, для топливноэнергетических целей и очистки сточных вод.
Экономическая эффективность/значимость работы - экономически
более целесообразным является выпуск 850 тыс. тонн в год, что обусловлено
снижением себестоимости 1т. метанола-ректификата.
В будущем планируется: в настоящее время все более интенсивно
развиваются исследования по поиску новых областей применения метанола с
целью получения большого числа химических продуктов из сырья
нефтяного происхождения.ABSTRACT
Введение
Метанол (метиловый спирт) является органическим продуктом
производства важнейшим по значению и масштабам, выпускаемым
химической промышленностью. В последние десятилетия в России и за
рубежом значительно выросла потребность в метиловом спирте. Это связано
с развитием производства формальдегида, поливинилхлоридных,
метиламинов, синтетического каучука, диметилтерефталата,
метилметакрилата, карбамидных смол и других многочисленных продуктов,
использующих метиловый спирт в качестве сырья [1].
Также метанол активно используется в новых направлениях: в
качестве высокооктановой добавки к моторным топливам, при получении
синтетических бензинов и уксусной кислоты, для топливно-энергетических
целей и очистки сточных вод и так далее, что обусловлено дефицитом
углеводородного сырья (нефть, природный газ) и возможностью получения
его из сырья не углеводородного происхождения (уголь, сланцы, природные
карбонаты и так далее), запасы которых значительно превосходят ресурсы
природного газа и нефти. В связи с увеличением спроса на метанол, а также
разработки новых низкотемпературных, высокоэффективных и селективных
катализаторов, на основе последних достижений науки и техники,
обусловило создание агрегатов крупной единичной мощности с учетом
передовой технологии; действующие агрегаты модернизируются.
В настоящее время более интенсивно развиваются исследования по
поиску новых областей применения метанола с целью получения большогочисла химических продуктов из сырья не нефтяного происхождения, что
позволит удовлетворить потребность народного хозяйства в целом ряде
продуктов независимо от запасов нефти и роста цен на ее добычу.
На сегодняшний день структура потребления метанола в Европе и
Азии базируется на переработке его в формальдегид, уксусную кислоту,
метилтретбутиловый эфир, метилметакрилат, диметилтерефталат,
метилмеркаптан, метиламины, хлорметан, олефины и др.
Одновременно имеются предпосылки для создания в районах,
богатых углеводородным сырьем, крупнейших комплексов по производству
метанола с дальнейшим транспортированием его в районы потребления по
трубопроводам или переработкой на месте в другие виды энергии. Что и
послужило причиной создания завода производства метанола на территории
томской области.
Отечественными потребителями метанола являются - заводы в Омске,
Тобольске, Нижнем Тагиле, Кемерово, Новосибирске, а также предприятия,
входящие в структуру «Газпрома» в Сургуте, Новом Уренгое, Надыме.
Экспортные поставки составляют более 20 тысяч тонн в год.
Предприятия по выпуску метанола размещены в различных
экономических районах страны, поэтому и виды используемого сырья
различны. Наиболее дешевый метанол получают при использовании в
качестве сырья природного газа. Это и стимулирует перевод многих
предприятий метанола на прир
метанола производительностью 750 тыс. тонн в год.
Цель работы – рассчитать возможность увеличения
производительности до 850 тыс. тонн в год.
В процессе исследования проводился расчёт основного и
вспомогательного оборудования, а также выполнены материальные и
тепловые расчеты, технологический, гидравлический, механический расчет.
В результате исследования: основные аппараты производства
метанола, благодаря запасу производительности, справятся с увеличением
мощности.
Основные конструктивные, технологические и техникоэксплуатационные характеристики: конструкции аппарата выбраны в
соответствии с требованиями, связанными с технологическими условиями
процесса.
Область применения: метанол активно используется в новых
направлениях: в качестве высокооктановой добавки к моторным топливам,
при получении синтетических бензинов и уксусной кислоты, для топливноэнергетических целей и очистки сточных вод.
Экономическая эффективность/значимость работы - экономически
более целесообразным является выпуск 850 тыс. тонн в год, что обусловлено
снижением себестоимости 1т. метанола-ректификата.
В будущем планируется: в настоящее время все более интенсивно
развиваются исследования по поиску новых областей применения метанола с
целью получения большого числа химических продуктов из сырья
нефтяного происхождения.ABSTRACT
Введение
Метанол (метиловый спирт) является органическим продуктом
производства важнейшим по значению и масштабам, выпускаемым
химической промышленностью. В последние десятилетия в России и за
рубежом значительно выросла потребность в метиловом спирте. Это связано
с развитием производства формальдегида, поливинилхлоридных,
метиламинов, синтетического каучука, диметилтерефталата,
метилметакрилата, карбамидных смол и других многочисленных продуктов,
использующих метиловый спирт в качестве сырья [1].
Также метанол активно используется в новых направлениях: в
качестве высокооктановой добавки к моторным топливам, при получении
синтетических бензинов и уксусной кислоты, для топливно-энергетических
целей и очистки сточных вод и так далее, что обусловлено дефицитом
углеводородного сырья (нефть, природный газ) и возможностью получения
его из сырья не углеводородного происхождения (уголь, сланцы, природные
карбонаты и так далее), запасы которых значительно превосходят ресурсы
природного газа и нефти. В связи с увеличением спроса на метанол, а также
разработки новых низкотемпературных, высокоэффективных и селективных
катализаторов, на основе последних достижений науки и техники,
обусловило создание агрегатов крупной единичной мощности с учетом
передовой технологии; действующие агрегаты модернизируются.
В настоящее время более интенсивно развиваются исследования по
поиску новых областей применения метанола с целью получения большогочисла химических продуктов из сырья не нефтяного происхождения, что
позволит удовлетворить потребность народного хозяйства в целом ряде
продуктов независимо от запасов нефти и роста цен на ее добычу.
На сегодняшний день структура потребления метанола в Европе и
Азии базируется на переработке его в формальдегид, уксусную кислоту,
метилтретбутиловый эфир, метилметакрилат, диметилтерефталат,
метилмеркаптан, метиламины, хлорметан, олефины и др.
Одновременно имеются предпосылки для создания в районах,
богатых углеводородным сырьем, крупнейших комплексов по производству
метанола с дальнейшим транспортированием его в районы потребления по
трубопроводам или переработкой на месте в другие виды энергии. Что и
послужило причиной создания завода производства метанола на территории
томской области.
Отечественными потребителями метанола являются - заводы в Омске,
Тобольске, Нижнем Тагиле, Кемерово, Новосибирске, а также предприятия,
входящие в структуру «Газпрома» в Сургуте, Новом Уренгое, Надыме.
Экспортные поставки составляют более 20 тысяч тонн в год.
Предприятия по выпуску метанола размещены в различных
экономических районах страны, поэтому и виды используемого сырья
различны. Наиболее дешевый метанол получают при использовании в
качестве сырья природного газа. Это и стимулирует перевод многих
предприятий метанола на прир
Подобные работы
- Проект стадии синтеза метанола
Бакалаврская работа, химия. Язык работы: Русский. Цена: 6400 р. Год сдачи: 2016