【正文】 液體換熱，換熱后的精甲醇先經(jīng)過分配器（A01a）分一部分通過泵（P03c）送往加壓塔回流槽（V04b），部分再經(jīng)過加壓塔回流泵（P03b）送往塔頂做回流液，另一部分經(jīng)過加壓塔產(chǎn)品冷卻器（E04a）冷卻后送往精甲醇計量槽（V05a）。在預精餾塔（T01）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冷凝器（E02a）冷卻后的粗甲醇液體送回預塔回流槽（V04a），部分未冷凝的二甲醚等以及未完全冷凝的甲醇氣體再進入二級冷凝器（E02b）繼續(xù)冷凝，冷凝液進入預塔回流槽（V04a），氣體排出進行燃燒或者送入轉化工序。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行傳質(zhì)。綜上所述，本設計粗甲醇的精餾中，三個塔均采用F1型重閥浮閥塔。因為氣液流過浮閥塔板時遇到的阻力比較小，所以氣體壓強降和板上的液面落差都比泡罩塔板小。因為閥片可以自由的升降來適應氣量的變化，所以維持正常的操作所容許的負荷波動范圍比泡罩塔和篩板塔都要寬。可見V4型浮閥適合于減壓系統(tǒng)。F1型浮閥又分為輕閥和重閥：重閥采用厚度是2mm的薄板沖制，每個閥的質(zhì)量約為33g；，每個閥的質(zhì)量約為25g。在操作時，由閥孔上升氣流，經(jīng)過閥片與塔板間間隙而和板上橫流的液體接觸。其中浮閥的形式有很多，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。近些年來采用大孔徑的篩板可以避免堵塞，而且由于氣速提高，生產(chǎn)能力大大增加。在操作時，上升的氣流通過篩孔進而分散成細小的流股，從塔板液層中鼓泡而出，氣液間密切接觸來進行傳質(zhì)。其缺點為：塔板的結構復雜，金屬量消耗比較大，造價比較高；塔板的壓降比較大，兼因霧沫夾帶現(xiàn)象比較嚴重，極大的限制了氣速的提高，致使塔的生產(chǎn)能力和板效率均比較低。泡罩在塔板上面作等邊三角形。泡罩塔作為應用最早的一類氣液傳質(zhì)設備，長期以來人們對其性能就做了比較充分的研究，而且在工業(yè)上積累了豐富的實踐經(jīng)驗。其中柵板和淋降篩板都屬于逆流塔板。在工業(yè)生產(chǎn)中，一般情況下，當處理物料量很大時多采用板式塔。板式塔內(nèi)設置一定數(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，進行傳質(zhì)、傳熱。 精餾塔的介紹和選擇對于精餾工序來說，精餾塔是是該工序進行的重要條件，設計性能良好的精餾設備，必然可以為精餾過程創(chuàng)造良好的條件。常壓塔塔頂生成低壓高純度的甲醇氣體，進入常壓塔冷凝器降溫冷凝后一部分回流到塔內(nèi)，一部分作為產(chǎn)品冷卻后送往儲槽，常壓塔塔底殘液再做處理。這樣不僅節(jié)約了加熱蒸汽，而且也節(jié)省冷卻用水，有效的利用了熱能。但是很明顯，兩個塔的能量消耗要高于單塔精餾，所以提高能量的利用、節(jié)約能耗是對該流程的一個展望。同時為了減少塔頂所排出氣體中甲醇的損失，可以在塔頂設置冷凝器二級冷凝。 銅基催化劑合成粗甲醇的雙塔精餾 甲醇精餾的雙塔流程是最為普遍應用的方式。而銅系催化劑在較低壓力和溫度下合成甲醇，含有還原性的雜質(zhì)很少，無需要化學凈化，也可以獲得高穩(wěn)定性的精甲醇，因而簡化了工藝流程，降低的生產(chǎn)成本?？傊?，要以蒸餾法為主，除去粗甲醇中絕大部分的有機物和水。一般可在預精餾塔中脫出輕組分，再于主精餾塔中脫出重組分和水。其整個精制過程工業(yè)上習慣稱之為粗甲醇的精餾[6]。 甲醇精餾方法的比較 甲醇精餾的概述甲醇合成反應的生成與合成的反應條件密切相關，即使參加反應的元素只有碳、氫、氧三種，但往往由于合成反應條件，如壓力、溫度、催化劑、反應氣體組成以及催化劑中的微量雜質(zhì)的作用，均可以是合成反應偏離主反應，生成各種副產(chǎn)物，也即甲醇中的雜質(zhì)成分。將甲醇轉化為烯烴和汽油的工業(yè)化進程也取得了重大進展，為甲醇的進一步轉為石油的大宗基礎產(chǎn)品的工業(yè)化運行創(chuàng)造了有利條件，也必將使甲醇的消費大增。甲醇可作為“功能”儲備來補充石油的不足。特別是近年來，由于國際油價的節(jié)節(jié)攀升，煤化工工業(yè)對發(fā)揮我國豐富的煤炭資源優(yōu)勢，以此補充我國油氣資源的不足與滿足對化工產(chǎn)品的需求，保障能源安全，推動煤炭清潔利用，促進我國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮了重要作用。到了80年代中期，齊魯?shù)诙S又引進Lurgi公司低壓甲醇合成裝置，用渣油作為原料。而現(xiàn)在，拉丁美洲和中東等地區(qū)已經(jīng)發(fā)展成為世界甲醇的生產(chǎn)集中地和全球甲醇主要出口地。甲醇裝置正向大型化發(fā)展，國外一共有甲醇生產(chǎn)裝置進110套，年總達到了64Mt，總生產(chǎn)能力約為30Mt，目前正建設的大型裝置的總生產(chǎn)能力可達26Mt。50年代以后，石油和天然氣資源大量開采，特別是儲量很豐富、廉價的天然氣蒸汽轉化技術的快速發(fā)展使生產(chǎn)甲醇原料氣的成本大大降低，稱為甲醇合成的主要原料路線。與此同時，世界其他的化學公司也相繼開發(fā)自己的中低壓甲醇合成工藝，建設甲醇合成裝置，但是ICI和Lurgi中低壓法合成工藝發(fā)展的最快。由于經(jīng)濟方面的原因，該裝置1951年停止使用。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℃條件下進行。美國在20世紀的70年代初才完全摒棄了這一方法。 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。市場的需求必然導致甲醇產(chǎn)量的迅速增加。甲醇若直接作為汽車發(fā)動機的燃料，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，:1[6]，其熱效率高出汽油90%以上。以甲醇為原料制得的人工蛋白稱為甲醇蛋白。 甲醇的用途甲醇是很重要的有機化工原料和溶劑，當前，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。DistillationAbstractMethanol ，as an important organic chemical raw material，should be put forward more requirements for higher quality. Now understanding and getting familiar with the refining process of methanol are being more mon. Through the distillation operation, we can refine crude methanol. The　design needs to refine the methanol material till its contained alcohol purity amount to a percentage of . According to a modern understanding of the distillation process design of methanol， the threetowerdistillation technique of methanol is ahead of other processes for its low power consumption and the good quality of its products. Based on the threetowerdistillation process，this design does the material calculation， energy calculation and equipment selection for raw methanol. I also calculate the size of the main process equipmentatmospheric tower，make the layout of the workshop for the preliminary design and enable people to have a more profound understanding of the purification coarse for methanol. Key words：Methanol；Process design；Threetowerdistillation；Atmospheric tower目 錄1前言 1 1 甲醇的物理性質(zhì) 1 甲醇的化學性質(zhì) 1 甲醇的用途 1 甲醇工業(yè)的發(fā)展及現(xiàn)狀 2 2 中國甲醇工業(yè)發(fā)展前景 4 甲醇精餾方法的比較 5 甲醇精餾的概述 5 甲醇精餾方法 52 精餾工藝流程的設計 7 甲醇精餾工藝流程比較 7 銅基催化劑合成粗甲醇的單塔精餾 7 銅基催化劑合成粗甲醇的雙塔精餾 7 銅基催化劑合成粗甲醇的三塔精餾 7 精餾設備的選擇 8 精餾塔的介紹和選擇 8 其他部分設備的介紹 11 113 工藝計算 13 物料衡算 13 預塔的物料衡算 13 主塔的物料平衡計算 14 能量衡算 14 預塔的熱量衡算 14 加壓塔的熱量衡算 16 常壓塔的熱量衡算 17 精餾系統(tǒng)能量結果匯總 184 常壓精餾塔設計 20 基礎數(shù)據(jù) 20 塔板數(shù)的計算 21 21 21 21 22 22 22 精餾段與提餾段的體積流量 23 23 24 塔徑計算 26 26 27 28 28 28 29 塔板流體力學驗算 30 30 31 31 塔板負荷性能圖 32 32 液泛線 32 液相負荷上限線 33 漏液線 33 液相負荷下限線 33 常壓塔工藝計算匯總 34 35 塔高設計 35 接管設計 355結論 37謝辭 38參考文獻 39附錄 401前言 甲醇的物理性質(zhì)甲醇是最簡單的飽和一元醇，化學式為：，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。關鍵詞：甲醇 工藝設計 三塔精餾 常壓塔 The 而通過精餾操作，可以將粗甲醇進行精制。繪制圖紙4張：工藝流程圖、重點主設備結構圖、部分車間平面圖、部分車間豎面圖。繪制圖紙4張：工藝流程圖、重點主設備結構圖、部分車間平面圖、部分車間豎面圖。通過論證分析和技術經(jīng)濟比較，確定較為合理的精餾工段工藝流程。因此，甲醇工業(yè)的發(fā)展具有戰(zhàn)略意義。甲醇作為基礎有機化工原料，用來生產(chǎn)甲醛、甲胺、醋酸等各種有機化工產(chǎn)品。根據(jù)對汽車代用能源的預測，甲醇是必不可少的替代品之一。甲醇生產(chǎn)工藝技術的進步對甲醇工業(yè)的發(fā)展起到很大的促進作用。根據(jù)設計結論對所需設備進行選型。（論文）成果的要求進行工藝流程與工藝條件確定的論證。最后撰寫論文，完成畢業(yè)設計。%的純度。Process Design of Section能與水、醇類、乙醚、苯、酯類、鹵代烴和許多其他有機溶劑互溶，但是不與脂肪烴類化合物混溶。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，甲醛是不可缺少的溶劑和原料。含有豐富的維生素和蛋白質(zhì)，營養(yǎng)價值超過糧食和大豆油餅，成本比魚粉便宜，無毒，收率高[5]?？梢?，甲醇作發(fā)動機的燃料，經(jīng)濟上是合理的，所以可以代替汽油作為輪船、機車、飛機的燃料，也可以做發(fā)電廠輪機的燃料。,而1990年超過了，更甚者1995年達到了[7]，同年世界甲醇的消費總量為。到了1661年，德國的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）。1934年，Damds 和 P’eligt一起從焦木酸中分離出了甲醇，并且測定了甲醇的分子量。高壓法甲醇生產(chǎn)裝置成功投產(chǎn)后，引起了世界各國廣泛重視，紛紛開展甲醇實驗室研究進行合成和工業(yè)生產(chǎn)開發(fā)。高壓法合成甲醇的工業(yè)投資很大，生產(chǎn)成本太高。到了1982年，世界各國所采用ICI中低壓法生產(chǎn)的甲醇年總量達到1028萬噸，占世界甲醇總量的近50%，；而采用Lurgi低壓法已經(jīng)建成以及正在建設的甲醇生產(chǎn)裝置的總生產(chǎn)能力達到了606萬噸，占了世界甲醇總生產(chǎn)能力近30%。目前天然氣路線大約占甲醇生產(chǎn)總能力的80%，中東和拉丁美洲憑借其廉價且豐富的天然氣資源，成為近年來甲醇的生產(chǎn)能力增長最快的地區(qū)。在未來的幾年內(nèi)，更多超大規(guī)模的甲醇生產(chǎn)裝置的集中投產(chǎn)，必將對國際甲醇生產(chǎn)和消費市場產(chǎn)生重大的影響。 中國甲醇工業(yè)發(fā)展概況中國甲醇工業(yè)開始于20世紀50年代，之前利用前蘇聯(lián)技術曾在蘭州、吉林和太原采用ZnCr氧化物催化劑建設高壓甲醇合成裝置。進入了90年代，隨著甲醇的需要快速增長，通過引進技術和自主技術的開發(fā)建成數(shù)十套甲醇和聯(lián)醇的生產(chǎn)裝置，這樣使我國的甲醇行業(yè)得到了前所未有的進步。煤化工產(chǎn)品的產(chǎn)量占了化學工業(yè)（除石油和石化外）近50%，目前合成甲醇和氨兩大種基礎化工產(chǎn)品的主要原料就是煤炭。假設甲醇生產(chǎn)的戰(zhàn)略儲備對于調(diào)節(jié)甲醇的市場價格、促進煤化工的長期發(fā)展和保證我國能源的安全均有重要意義。新型的煤化工煤制甲醇、二甲醚、烯烴等在我國能源領域里已經(jīng)顯示出了很重要的地位，正面臨著前所未有的發(fā)展機遇和長遠發(fā)展前景。例如反應溫度偏高，甲醇分離不好，會生成醚類、醛類、酮類等羰基物；進塔氣中水汽濃度過高，可能生成有機酸；催化劑及設備管線中帶入微量鐵，那么可能有各種烴類生成；原料氣中脫硫不盡，會生成硫醇、甲基硫醇，使甲醇呈異臭。 甲醇精餾方法（1）物理精餾方法 就是利用甲醇、水、有機物雜質(zhì)的揮發(fā)度不同、沸點不同，通過精餾方法將雜質(zhì)、水、甲醇進行分離。（2）化學精餾方法 當采用蒸餾的方法不能將雜質(zhì)降低至精甲醇所要求的指標時，則需要用化學凈化的方法破壞掉這些雜質(zhì)。至于化學凈化方法，要取決于粗甲醇的質(zhì)量要求是否真正需要。2 精餾工藝流程的設計 甲醇精餾工藝流程比較 銅基催化劑合成粗甲醇的單塔精餾由于催化劑為銅基催化劑，較使用鋅鉻催化劑得到的粗甲醇產(chǎn)品中的還原性雜質(zhì)的含量大大的減少，