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；学生姓名：李岩院校学号：专业：化学工程与工艺毕业论文开题报告书院校西安交通大学专业化学工程与工艺姓名李岩院校学号：论文（设计）题目利用二氧化碳生产甲醇的工艺流程设计一、选题的背景、意义二氧化碳是工业的主要排放物,是引起全球温室效应的气体之一,更是一种重要的碳资源。二氧化碳的活化及利用引起了人们越来越强烈的关注。[1]除了提高资源使用效率(低碳经济)外,二氧化碳的捕集、封存及再利用(CCS)技术受到广泛关注。该技术不仅可以减少大气中二氧化碳的浓度,降低温室气体的排放和减少环境污染,而且可以得到高纯度二氧化碳并成为制造化学品的含碳原料,变废为宝,增加经济效益。该技术是控制温室气体排放,实现含碳资源循环利用的应用途径之一。针对世界石油储备量的减少,这越来越涉及到碳氢化合物和碳原料等这些源头,例如,天然气在工业加工[2-4],有效地取代石油,必须开发高度评价的生产技术,在此基础上[5-6]生产的主要产品是化学产品、石油化工合成产品和清洁汽车燃料。各种以二氧化碳作为原料或中间体的新产品和新技术正不断被研发出,也进一步拉动了二氧化碳的捕集技术的发展。可以预见,二氧化碳的捕集将配合二氧化碳的再利用成为降低成本的普遍方法。甲醇是重要的有机化工原料,是Cl化学的基础物质,甲醇产量仅次子合成氨、乙烯、丙烯和苯,居第5位,在我国其即将跃为第1位。[7]随着能源结构的改变,甲醇有未来燃料的候补燃料之称,甲醇易传输,可以单独或与汽油混合作为汽车燃料,用它作为汽油添加剂可起节约芳烃、提高辛烷值的作用,甲醇将成为21世纪有竞争力的可选清洁燃料[8-10]。从甲醇出发生产的化工产品达数百种。随着节约能源和保护环境上升为基本国策,以及节能减排工作的进一步深入,可持续发展日益重要,甲醇将再次被研究人员重视,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ASPENTECH公司于上世纪80年代推向市场的大型通用流程模拟系统??AspenPlus。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,用计算机模拟实际的生产过程,并在计算机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。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?的转化率较低.甲醇的产率低,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...
