【正文】 槽內(nèi)與堿液中和后進(jìn)再沸器加熱，后進(jìn)入預(yù)精餾塔，在預(yù)精餾塔頂分離出輕組分，塔釜液經(jīng)過加壓泵送至加壓塔。在加壓塔塔頂位置形成高純度甲醇蒸汽，作為常壓塔的塔底再沸器的熱源，甲醇蒸汽冷凝后通過加壓泵送回塔頂回流槽，其中一部分送往加壓塔塔頂作為回流液，另一部分作為產(chǎn)品儲(chǔ)存。加壓塔塔釜沒有氣化的粗甲醇溶液靠加壓塔內(nèi)部壓力輸送到常壓塔。常壓塔塔頂生成低壓高純度的甲醇?xì)怏w，進(jìn)入常壓塔冷凝器降溫冷凝后一部分回流到塔內(nèi)，另一部分作為產(chǎn)品送往儲(chǔ)槽，常壓塔塔底殘液再做處理。生產(chǎn)規(guī)模50000t／a以上時(shí)，適合采用三塔精餾技術(shù)，雖然一次性投資較高，約高15％ 一30％ ，但操作費(fèi)用和能耗都相對(duì)較低，可降低約30％ 一40％。所生產(chǎn)的精甲醇質(zhì)量較好，乙醇含量較低，能滿足甲醇羰基化合成醋酸、醋酐等對(duì)優(yōu)質(zhì)甲醇的要求。塔設(shè)備可以分為板式塔和填料塔兩大類。（1）板式塔內(nèi)設(shè)置一定數(shù)量的塔板，氣體以鼓泡狀、泡沫狀、蜂窩狀、或者噴射形式穿過板上的液層，進(jìn)行傳質(zhì)、傳熱。在正常操作下，氣相為分散相，液相為連續(xù)相，氣相組成呈階梯變化，屬于逐級(jí)接觸逆流操作過程。（2）填料塔里裝有一定高度填料層，液體從塔頂沿著填料表面往下流，氣體逆流向上流，氣、液兩相接觸密切來進(jìn)行傳質(zhì)和傳熱。一般氣相是連續(xù)相，液相是分散相，氣相的組成為連續(xù)變化，屬于微分接觸逆流操作過程。在工業(yè)生產(chǎn)中，處理物料量很大時(shí)多采用板式塔。本設(shè)計(jì)為年產(chǎn)量5萬噸甲醇精制過程，物料量較大，故采用板式塔。板式塔可分為錯(cuò)流塔板和逆流塔板兩大類。逆流板所需要較高的氣速才能夠維持板上的液層，操作范圍較小，分離效率很低，工業(yè)上用得很少，故本設(shè)計(jì)采用錯(cuò)流塔板。在幾種主要的錯(cuò)流塔板中，最早應(yīng)用的是泡罩塔，而目前使用最廣泛的是篩板塔和浮閥塔。泡罩塔 優(yōu)點(diǎn)：因?yàn)樯龤夤芨叱隽艘簩?，不易發(fā)生漏液的現(xiàn)象，有較好的操作彈性，也即當(dāng)氣液流量有較大的波動(dòng)時(shí)，仍然能夠維持幾乎恒定的板效率；泡罩塔塔板不易堵塞，適合處理各種物料。缺點(diǎn)：塔板的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，金屬量消耗比較大，造價(jià)較高；塔板壓降較大，兼因霧沫夾帶現(xiàn)象比較嚴(yán)重，限制了氣速的提高，致使塔的生產(chǎn)能力和板效率均比較低。篩板塔 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)比較簡單，其造價(jià)低廉，氣體的壓降比較小，板上的液面落差也比較小，生產(chǎn)能力和塔板效率均比泡罩塔高些。缺點(diǎn)：操作的彈性比較小，篩孔小時(shí)容易堵塞。浮閥塔 浮閥塔兼有泡罩塔和篩板塔的優(yōu)點(diǎn)，成為國內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的塔型。目前我國已經(jīng)采用的浮閥有五種，但最常用的浮閥形式為F1型、V4型兩種。F1型浮閥又分為輕閥和重閥，對(duì)于V4型浮閥塔的特點(diǎn)是閥孔沖成向下面彎曲的文丘里形，來減少氣體通過浮閥塔板時(shí)的壓強(qiáng)降。閥片除了腿部相應(yīng)加長以外，其余的結(jié)構(gòu)尺寸與F1型輕閥無異。可見V4型浮閥適合于減壓系統(tǒng)。浮閥塔優(yōu)點(diǎn)：①生產(chǎn)能力大。因?yàn)楦￠y塔板既有較大開孔率，所以它的生產(chǎn)能力比泡罩塔大20%至30%，與篩板塔相近。②操作彈性大。因?yàn)殚y片可以自由的升降來適應(yīng)氣量的變化，所以維持正常的操作所容許的負(fù)荷波動(dòng)范圍比泡罩塔和篩板塔都要寬。③塔板的效率高。因?yàn)樯仙龤怏w以水平方向吹入的液層，所以氣液接觸時(shí)間較長，而霧沫夾帶量比較小，板效率較高。④氣體的壓強(qiáng)降及液面落差比較小。因?yàn)闅庖毫鬟^浮閥塔板時(shí)遇到的阻力比較小，所以氣體壓強(qiáng)降和板上的液面落差都比泡罩塔板小。⑤塔的造價(jià)低。因?yàn)闃?gòu)造簡單，容易制造，浮閥塔的成本造價(jià)一般為泡罩塔的60%至80%，為篩板塔的120%至130%。但是浮閥塔不宜與處理容易結(jié)焦和黏度大的系統(tǒng)，但是對(duì)于黏度稍微大些及有一般聚合現(xiàn)象的系統(tǒng)時(shí)，浮閥塔也能夠正常操作。故本設(shè)計(jì)粗甲醇的精餾中，三個(gè)塔均采用F1型重閥浮閥塔。精餾裝置所附屬的設(shè)備主要為換熱器和泵。包括塔底原料液的再沸器、塔頂蒸汽的冷凝器、原料液的預(yù)熱器和產(chǎn)品的冷卻器等。其中再沸器和冷凝器為保證精餾工序的正常連續(xù)穩(wěn)定操作是必不可少的兩類換熱器設(shè)備。再沸器其作用可將塔內(nèi)最后一塊板下的原料液加熱，使液體升溫至沸點(diǎn)發(fā)生汽化為蒸汽繼續(xù)上升，提供上升氣流，保證塔板的氣液相進(jìn)行傳質(zhì)。冷凝器將蒸汽進(jìn)行冷凝為液體，部分或者全部冷凝液參與回流，提供精餾塔內(nèi)下降的液流，保證氣液相傳質(zhì)。而部分冷凝器是為了冷卻產(chǎn)品。稀堿液從堿液槽（D109）進(jìn)入中和罐（D102），粗甲醇由粗甲醇罐（D101）通過原料泵（P101）進(jìn)入中和罐（D102），二者在中和罐（D102）中進(jìn)行混合，調(diào)節(jié)酸堿度，通過原料預(yù)熱器（E101）加熱到一定溫度后進(jìn)入預(yù)精餾塔（T101）。在預(yù)精餾塔（T101）中，粗甲醇多次的部分汽化和部分冷凝分離出輕組分，從塔頂出來的氣體先通過一級(jí)冷凝器（E102）冷卻后的粗甲醇液體送回預(yù)塔回流罐（D103），部分未冷凝的二甲醚等以及未完全冷凝的甲醇?xì)怏w再進(jìn)入二級(jí)冷凝器（E103）繼續(xù)冷凝，冷凝液進(jìn)入預(yù)精餾塔回流罐（D103），氣體排出進(jìn)行燃燒或者送入轉(zhuǎn)化工序。預(yù)精餾塔回流罐（D103）內(nèi)的粗甲醇經(jīng)預(yù)塔回流泵（P102）返回預(yù)精餾塔塔頂回流。塔釜液通過再沸器（E104）進(jìn)行加熱原料液來保證上升氣流。脫出輕組分的粗甲醇原料液從預(yù)精餾塔（T101）塔釜出來經(jīng)過加壓塔進(jìn)料泵（P103）加壓，再經(jīng)過預(yù)熱器（E105）升溫后，送入加壓精餾塔（T102）。在加壓精餾塔（T102）中，塔底的再沸器（E107）保證了上升氣流的流速，塔頂?shù)乃统龅母邷丶状颊羝?進(jìn)入常壓再沸器（E109）作為熱流體與常壓塔塔底液體換熱，換熱后的精甲醇一部分經(jīng)過加壓塔回流泵（P104）送往塔頂做回流液，另一部分經(jīng)過加壓塔產(chǎn)品冷卻器（E106）冷卻后送往精甲醇產(chǎn)品儲(chǔ)罐。從加壓塔底部出來的粗甲醇因加壓塔自身的壓力直接通過預(yù)熱器（E113）加熱后輸送到常壓塔（T103）。在常壓塔頂?shù)玫搅烁呒兌鹊募状颊羝M(jìn)入常壓塔頂冷凝器（E110）冷凝，冷凝液送到常壓塔回流罐（D105）緩沖；從常壓塔冷凝器（E110）出來的氣體再經(jīng)過常壓塔排氣冷凝器（E113）冷凝，冷凝液也送到回流罐（D105），排氣冷凝器上部沒有冷凝的氣體放空。常壓塔回流槽出來的的精甲醇經(jīng)過分配器一部分經(jīng)常壓塔回流泵（P105）送回塔內(nèi)回流，另一部分經(jīng)產(chǎn)品冷卻器（E108）去精甲醇產(chǎn)品儲(chǔ)罐。塔底釜液經(jīng)冷卻器（E112）冷卻后送往釜液罐（D108）進(jìn)入處理工序。第三章 工藝計(jì)算表2 粗甲醇成份及含量成分N2和ArCO2H2OCH3OHCH3OCH3C2H5OHC4H9OH含量（wt%）要求：A．粗甲醇中甲醇回收率不小于99%(重量百分含量)B．精餾工段產(chǎn)品為精甲醇，%(重量百分含量)C．加壓塔和常壓塔的采出量之比4∶6計(jì)算，常壓塔釜液含有甲醇1%（1）整體計(jì)算（F=D+W）化工行業(yè)年工作日記為330天精甲醇年產(chǎn)量為50000 t，%則精甲醇產(chǎn)量為： = t/h = kg/h粗甲醇進(jìn)料量為： = kg/h粗甲醇中各組分的量計(jì)算后整理如表3：表3 粗甲醇中各組分的量組 分含 量進(jìn) 料 量N2＋Ar%%=CO2 %%=CH3OH%%= kg/hCH3OCH3%%= kg/hC2H5OH%%= kg/hC4H9OH%%= kg/hH2O%%= kg/h其中：、氮?dú)?、氬氣。?）預(yù)精餾塔進(jìn)料：=（ kg/h）：為防止工藝管路和設(shè)備的腐蝕，加入8%的氫氧化鈉溶液與酸性物質(zhì)反應(yīng)中和，使其呈弱堿性，則消耗NaOH量== NaOH溶液量=247。8%＝堿液中水量=(18%)=3. 軟水：軟水的加入量按精甲醇的20%計(jì)則需補(bǔ)加軟水=20%= 出料： 表4 塔頂出料表N2＋ArCH3OCH3CO2 kg/h表5 塔釜出料表甲醇乙醇丁醇水氫氧化鈉總量 kg/h kg/h kg/h表6 預(yù)精餾塔進(jìn)出料總表物料N2和Ar （kg/h）CO2（kg/h）H2O（kg/h）NaOH （kg/h）CH3OH（kg/h）CH3OCH3 （kg/h）C2H5OH （kg/h）C4H9OH （kg/h）合計(jì)（kg/h）進(jìn)料頂出釜出（3）加壓塔物料衡算進(jìn)料（預(yù)精餾塔塔釜出料）： ①水 量= 預(yù)精餾塔出料水量 = kg/h ②甲 醇 量= 預(yù)出料甲醇量 = kg/h ③初 餾 物= 預(yù)出料初餾物 =+= kg/h ④氫氧化鈉=預(yù) 出 料 堿 量= ⑤總進(jìn)料量