【正文】 液泛 .....................................................................................................................33 霧沫夾帶 .............................................................................................................33 塔板負(fù)荷性能圖 ....................................................................................................34 霧沫夾帶線 .........................................................................................................34 液泛線 .................................................................................................................34 液相負(fù)荷上限線 .................................................................................................35 漏液線 .................................................................................................................35 液相負(fù)荷下限線 .................................................................................................35 常壓塔工藝計(jì)算匯總 ............................................................................................35 常壓塔主要尺寸確定 ............................................................................................36 塔高設(shè)計(jì) .............................................................................................................36 接管設(shè)計(jì) .............................................................................................................37 第五章 自動(dòng)化控制設(shè)計(jì) .............................................................................................39 自動(dòng)化控制原理 ....................................................................................................40 自動(dòng)化控制設(shè)計(jì) ....................................................................................................40 第六章 廠區(qū)布置設(shè)計(jì) ..................................................................................................40 第七章 結(jié)論 ....................................................................................................................41 致謝 ...................................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 參考文獻(xiàn) ...........................................................................................................................42 I 年產(chǎn) 28 萬噸甲醇精餾工段工藝設(shè)計(jì) 摘要 ： 甲醇精制就是通過精餾操作，將粗甲醇進(jìn)行提純。本設(shè)計(jì)需要將原料粗甲醇精制到含醇量 %的純度。根據(jù)現(xiàn)代對(duì)甲醇精餾工藝設(shè)計(jì)的了解，甲醇三塔精餾技術(shù)以其能耗低、產(chǎn)品質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)領(lǐng)先于其他工藝。所以本設(shè)計(jì)以三塔精餾工藝為依據(jù)，通過物料衡算、能量衡算，設(shè)備選型， 最后得到常壓精餾塔塔徑 ，塔高為 ，共 32 塊塔板，塔板板間距為 。 關(guān)鍵詞 ： 甲醇；工藝設(shè)計(jì)；三塔精餾；常壓塔 II Design of an annual output of 280000 tons of Methanol Distillation Process Abstract: Methanol is refined through distillation operation. It’s purity need to be % by refining. According to the modern process of the methanol distillation systerm, three tower distillation technology for its lower energy consumption and higher product quality goes ahead of other technology. Based on three tower distillation process, by using material balance, energy balance, equipment disign, main tower was got with it’s diameter of , the height of , the trays of tower of 32 and the distance between neighbouring trays of . Key words: Methanol。 Process design。 Threetowerdistillation。 Atmospheric tower 1 第一章 緒 論 甲醇的性質(zhì) 甲醇的 物理性質(zhì) 甲醇是最簡(jiǎn)單的飽和一元醇，化學(xué)式為： CH3OH，在常溫常壓下，單質(zhì)甲醇是無色、易揮發(fā)、有酒精氣味的有毒液體。 能與水、醇 類 、乙醚、苯、 酯類、鹵代烴 和許多 其他有機(jī)溶劑互 溶，但是不與 脂肪烴類化合物 混溶 。它相關(guān)的部分物理性質(zhì)如表 。 表 甲醇的部分物理性質(zhì) 甲醇的化學(xué)性質(zhì) 甲醇為最簡(jiǎn)單的飽和脂肪醇，其化學(xué)性能活潑，易燃燒。相關(guān)反應(yīng)諸多，例如其氧化反應(yīng)、酯化反應(yīng)、鹵化反應(yīng)、脫水反應(yīng)、甲基化反應(yīng)等等。 甲醇的用途 甲醇是很重要的有機(jī)化工原料和溶劑，當(dāng)前，世界上甲醇的生產(chǎn)能力為每年近千萬噸，其中將近 30%至 40%的甲醇用于生產(chǎn)甲醛。此外，在合成材料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、香料、染料和油漆等工業(yè)中，甲醇是不可缺少的溶劑和原 料。甲醇在能源方面的用途早在上世紀(jì) 90年代就得到了快速的發(fā)展，例如甲醇制備甲基叔丁基醚燃料電池 [2]、燃料甲醇 [3]等。此外，甲醇低壓羰基化制備乙酸的技術(shù)在近年來也發(fā)展很快，已經(jīng)成為生產(chǎn)乙酸的主要方法 [4]。 以甲醇為原料制得的人工蛋白稱為甲醇蛋白。含有豐富的維生素和蛋白質(zhì)，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值超過糧食和大豆油餅，成本比魚粉便宜，無毒，收率高 [5]。 上世紀(jì) 80 年代以來，甲醇的非化工用途受到人們的重視，并為甲醇的用途開辟一個(gè)新的領(lǐng)域。甲醇和燃料油相比是一類廉價(jià)、辛烷值高（高達(dá) 110）、熱效率高、對(duì)環(huán)境的污染小的液體燃料 。甲醇若直接作為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料，雖然熱值只有汽油的一半，但它使汽車行駛一樣的里程消耗的甲醇和汽油之比不是 2： 1，而僅為 ： 1，其熱效率高出汽油 90%以上?？梢?，甲醇作發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料，經(jīng)濟(jì)上是合理的，所以可以代替汽油作為輪船、機(jī)車、飛機(jī)的燃料，也可以做發(fā)電廠輪機(jī)的燃料。甲醇還可以與汽油摻混燃燒，作為汽車項(xiàng)目 數(shù)值 項(xiàng)目 數(shù)值 液體密度 kg/m3（ 20℃ ） 熔點(diǎn) /℃ 氣體密度 kg/m3（ 100℃ ） 閃點(diǎn)（閉環(huán)） ℃ 氣體粘度 sPa?? （ 100℃ ） 沸點(diǎn) ℃ 液體粘度 sPa?? （ 20℃ ） 表面張力 mN/m（ 20℃ ） 2 的燃料 [6]。 甲醇工業(yè)的發(fā)展及現(xiàn)狀 甲醇的消費(fèi)量 80 年代以來，世界的甲醇總需求量增長(zhǎng)很快，平均年增長(zhǎng)率約 8%。市場(chǎng)的需求必然導(dǎo)致甲醇產(chǎn)量的迅速增加。 1982 年全世界的甲醇產(chǎn)量不足 103kt，而 1990 年超過了 103kt，更甚者 1995 年達(dá)到了 103kt ，同年世界甲醇的消費(fèi)總量為 103kt。預(yù)計(jì)到 2020 年達(dá)到約 7200 萬噸。 我國(guó)甲醇的消費(fèi)增長(zhǎng)也很快，從 1957 年的 ，到 1970 年的 83kt，再到 1990 年的 660kt、 1991 年的 780kt，而 1995 年已經(jīng)達(dá)到 ， 1996 年達(dá)到 ， 2020 年7200kt， 2020 年實(shí)際產(chǎn)量達(dá)到 11260kt，到了 2020 年全年產(chǎn)量達(dá)到近 11160kt，新增甲醇裝置 18 套， 新增產(chǎn)能約為 850 萬噸，而且各地還在籌劃建設(shè)的甲醇產(chǎn)能高達(dá) 4320 萬噸，其中相當(dāng)一部分是配套生產(chǎn)其他煤化工產(chǎn)品的 [8]。 世界甲醇工業(yè)發(fā)展概況 甲醇最早是由木材和木質(zhì)素干餾而制得的，俗稱木醇。到了 1661 年，德國(guó)的 Robert Boyle 發(fā)現(xiàn)焦木酸含有一種 “中性物質(zhì) ”，稱它為木醇（ Wood Alcohol）。木材在較長(zhǎng)時(shí)間加熱炭化的過程中，會(huì)產(chǎn)生可凝和不可凝揮發(fā)性物質(zhì)，被稱之為焦木酸的可凝性液體中含有甲醇、焦油和乙酸。除去焦油的焦木酸可以通過精餾分離出天然的甲醇和乙酸，這是生產(chǎn)甲醇的最古老的方法 。美國(guó)在 20 世紀(jì)的 70 年代初才完全摒棄了這一方法。 1934 年， Damds 和 P’eligt一起從焦木酸中分離出了甲醇，并且測(cè)定了甲醇的分子量。 甲醇的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)是以 20 世紀(jì) 20 年代高壓法合成甲醇作為標(biāo)志。 1913 年，德國(guó) BASF 公司在高壓合成氨的實(shí)驗(yàn)裝置上進(jìn)行一氧化碳和氫氣合成含氧化合物的研究，于1923 年在德國(guó) Leuna 建成世界上第一座年產(chǎn) 3000 噸合成甲醇生產(chǎn)裝置，并成功投產(chǎn)。該裝置采用了 ZnCr 氧化物作為催化劑，一氧化碳和氫氣作為原料，壓力 30 至 35MPa，溫度 300 至 400℃ 條件下進(jìn)行。 1965 年采用這樣的方法生產(chǎn)的甲醇已經(jīng)達(dá)到了 萬噸。 高壓法甲醇生產(chǎn)裝置成功投產(chǎn)后，引起了世界各國(guó)廣泛重視，紛紛開展甲醇實(shí)驗(yàn)室研究進(jìn)行合成和工業(yè)生產(chǎn)開發(fā)。 1927 年，美國(guó)的 Commerical Solvent 公司建成世界第一座以一氧化碳和氫氣作為原料合成甲醇的工業(yè)裝置，并且投入工業(yè)生產(chǎn)。該裝置所采用的催化劑為 ZnCr 氧化物或者 CuZnCr 氧化物，反應(yīng)的壓力為 ，產(chǎn)物組成為 68%甲醇和32%水。由于經(jīng)濟(jì)方面的原因，該裝置 1951 年停止使用 [9]。 高壓法合成甲醇的工業(yè)投資很大，生產(chǎn)成本太 高。為此，世界各國(guó)一直在探求可以降 3 低合成壓力的工業(yè)生產(chǎn)方法。英國(guó) ICI 公司和德國(guó)的 Lurgi 公司分別成功研制出了中低壓甲醇合成催化劑，降低了反應(yīng)的壓力，極大促進(jìn)了甲醇生產(chǎn)的高速發(fā)展。與此同時(shí)，世界其他的化學(xué)公司也相繼開發(fā)自己的中低壓甲醇合成工藝，建設(shè)甲醇合成裝置，但是 ICI 和Lurgi 中低壓法合成工藝發(fā)展的最快。到了 1982 年，世界各國(guó)所采用 ICI 中低壓法生產(chǎn)的甲醇年總量達(dá)到 1028 萬噸，占世界甲醇總量的近 50%，裝置的規(guī)模一般為年產(chǎn) ~萬噸；而采用 Lurgi 低壓法已經(jīng)建成以及正在建設(shè)的甲醇生產(chǎn) 裝置的總生產(chǎn)能力達(dá)到了 606萬噸，占了世界甲醇總生產(chǎn)能力近 30%，裝置規(guī)模一般為年產(chǎn) ~81 萬噸。 隨著甲醇合成技術(shù)不斷發(fā)