【正文】 越大，這種濃度差就越大。液態(tài)混合物在飽和狀態(tài)下，各組分的揮發(fā)度用它在蒸汽中的分壓和與之平衡的液相中的摩爾分率之比來表示，即： 111 XPV? 222 XPV ? 式中： V揮發(fā)度； P蒸汽中分壓； X液相中摩爾濃度。本設計采用國外甲醇的質量的指標，產品質量符合美國聯(lián)邦 AA 級標準。如：生產甲醛是目前甲醇的主要用途之一，但如果甲醇中的烷烴含量超標，在甲醇氧化、脫氫時由于沒有過量空氣，便生成碳黑覆于催化劑的表面，影響催化劑的活性 ；高級醇可使生產的甲醛產品的酸值不合格；甲醇中的水由于在甲醇蒸發(fā)汽化時不易揮發(fā)，在蒸發(fā)器中濃縮積累， 使甲醇濃度降低，可引起原料配比失調而發(fā)生爆炸；作為甲醇另一主要用途之一的醋酸生產，對甲醇中的乙醇含量有著較為嚴格的規(guī)定；甲醇還被用作生產塑料、涂料、香料、農藥、醫(yī)藥、人造纖維等原料，都可能由于這些少量雜質的超量存在而影響產品的純度和產品的性能。顯然，精甲醇的質量和精制過程中的損耗，與粗甲醇的質量關系極大。下表 12列出了粗甲醇中部分有機物，具有一定的代表性。 精餾的目的和原理和精餾塔的操作和調節(jié) 粗甲醇的組成與精制要求 甲醇合成不論采用鋅鉻催化劑或銅基催化劑，均受其選擇性的限制，且受合成條件壓力、溫度、合成氣組成的影響，在生產甲醇反應的同時，還伴隨 著一系列副反應，其產品系主要由甲醇以及水、有機雜質等組成的混合溶液，故稱為粗甲醇。設計的甲醇精制采用的是規(guī)整填料精餾工藝技術，該技術的好壞取決于氣液接觸程度，即取決于液體在填料表面分布的均勻程度，氣體的分布較容易，液體分布均勻很難，故液體分布器是填料塔的一個關鍵部件，它是決定著填料塔的放大效應。 精餾的主要設備是精餾塔，而塔的內件是實現(xiàn)氣液接觸和熱質傳遞的主要元件，常用的塔內件分塔盤和填料兩種。 裝置工藝特點 目前，總體來說甲醇精餾的工藝大體可分為兩塔工藝流程和三塔工藝流程，根據(jù)塔內件的不同可分為塔盤精餾、填料精餾和復合型精餾。雙塔精餾能耗達到傳統(tǒng)的板式三塔消耗水平 , 三塔精餾能耗比傳統(tǒng)的板式三塔降低 15%以上 , 5萬 t/a甲醇生產企業(yè)年運行費用可節(jié)省 200萬元以上。 (2) 結構簡單 ,易于維修和安裝 精餾塔內填料分層安裝 ,結 構簡單 ,設備體積小 , 物料在系統(tǒng)中停留時間縮短 ,產品質量提高。 【 4】 不論采用何種精餾工藝流程 , 精餾塔都是該裝置的核心設備 , 其決定著裝置能耗的高低和產品質量的好壞。在每萬噸甲醇的消耗投資方面三塔精餾低于雙塔精餾工藝。 相同規(guī)模的裝置三塔精餾與雙塔精餾相比投資增加 20%以上 , 但運行費用一般可節(jié)省 20%。三塔精餾工藝技術是為減少甲醇在精餾中的損耗和提高熱利用率而開發(fā)的一種先進、高效和能耗較低的工藝流程 ,近年來在大、中型企業(yè)中得到了推廣和應用。 甲醇精餾按工藝主要分為 3種 : 雙塔精餾工藝技術、帶有高錳酸鉀反應的精餾工藝技術和我國自行開 發(fā)的三塔精餾工藝技術。其次，根據(jù)精甲醇對穩(wěn)定性或其他特殊指標的要求，采取必要的輔助方法。目前，商用甲醇主要為 M85(85％甲醇 +15％汽油 )和 M100，M100 性能優(yōu)于 M85，具有更大的環(huán)境優(yōu)越性。 甲醇汽油是指把甲醇部分添加在汽油里，用甲醇燃料助溶劑復配的 M系列混合燃料。特別是隨著能源結構的改變，甲醇有未來主要燃料的候補燃料之稱，需用量十分巨大。 甲醇用途廣 泛，是基礎的有機化工原料和優(yōu)質燃料。 64 軸封型式的確定 58 計算所需的傳熱面積 57 計算定性溫度，確定物理常數(shù) 51 粗甲醇預熱器 38 理論塔板數(shù)計算 32 全塔高度的確定 30 填料層高度的計算 19 物料衡算 17 物料衡算 5 工藝原理 5 粗甲醇的組成與精制要求 近年來碳一化學工業(yè)的發(fā)展，甲醇制乙醇、乙烯、乙二醇、甲苯、二甲苯、醋酸乙烯、醋酐、甲酸甲酯和氧分解性能好的甲醇樹脂等產 品，正在研究開發(fā)和工業(yè)化中。 畢業(yè)設計 題目 200kt/a 合成氨轉化工段工藝設計 摘要 甲醇最早由木材和木質素干餾制的，故俗稱木醇，這是最簡單的飽和脂肪組醇類的代表物。由甲醇轉化為汽油方法的研究成果，從而開辟了由煤轉換為汽車燃料的途徑。 關鍵詞 ：甲醇，精餾，物料衡算，熱量衡算 Abstrac In the paper Methanol is made of wood and lignin carbonization, the earliest is monly known as wood alcohol, this is the most simple saturated fat group representatives of alcohol content. In recent years, the world of methanol production capacity development faster. The rapid development of the methanol industry, because methanol is a variety of basic raw material and important solvent of anic products, widely used in anic synthesis, dye, medicine, coating and defense industries. Method by methanol into gasoline research achievements, thus opened up by the way of coal into a car fuel. In recent years, the development of c1 chemical industry, methanol to ethanol, ethylene glycol, toluene, xylene, vinyl acetate, acetic anhydride, methyl formate and oxygen resin products such as methanol deposition good performance, is in research, development and industrialization. Methanol chemical industry has bee an important field in the chemical industry. This design chose to the output of 450000 t/a methanol distillation as production calculation and design tasks, refer to the city always in henan wing coal group, long yu chemical methanol factory of methanol distillation process, the design from the perspective of technology, the production process and main equipment for the material balance, the tower equipment simple method of calculation, heat balance calculation, heat exchanger design process. Keywords: methanol, distillation, material balance, heat balance 目 錄 1 總論 1 甲醇的用途 1 甲醇精餾工藝的概況 11 甲醇的沸點和蒸汽壓 13 甲醇 水系統(tǒng)的性質 15 2 甲醇精餾生產工藝設計及計算 17 全塔高度和塔徑的確定 19 熱量衡算 33 常壓精餾塔工藝計算 39 精餾塔主要尺寸的設計計算 41 填料的選擇 46 塔徑設計的計算 59 管壁溫度 tw 61 計算管、殼程的壓力降 64 泵的類型、系列和型號的確定 65 參考文獻 67 致 謝 甲醇是較好的人工合成蛋白的原料，蛋白轉化率較高，發(fā)酵速度快，無毒性，價格便宜。 甲醇是容易輸送的清潔燃料，可以單獨或與汽油混合作為汽車燃料，用它作為汽油添加劑可起節(jié)約芳烴，提高辛烷值的作用，汽車制造也將成為耗用甲醇的巨大部門，甲醇的消費已超過其傳統(tǒng)用途，潛在的耗用量遠遠超過其化工用途，滲透到國民經(jīng)濟的各個部門。我國甲醇工業(yè)無疑將迅速發(fā)展起來。世界 各國根據(jù)不同國情，研發(fā)了 M M M1 M M50、 N8 M100 等不同摻和比的甲醇汽油。然后，仍以蒸餾的方法在塔的底部或底側脫除水和重組分，從而獲得純凈甲醇組分。在決定粗甲醇精餾的工藝流程時，應對這些條件進行綜合考慮，并結合到過程中能源消耗的降低，自動化程度的提高，對精甲醇質量的特殊要求等等，合理選擇適當?shù)木s方法。近年來 ,隨著甲醇合成銅基催化劑的廣泛應用和氣體凈化水平的提高 , 粗甲醇生產中的副反應減少和雜質的降低 , 此工藝流程已經(jīng)很少采用。效率較高的填料塔是最近幾年才出現(xiàn)的 , 采用以高效絲網(wǎng)波紋填料和配套的分布器為核心的精餾技術。 5萬 t/a 以上的企業(yè)宜選擇三塔精餾工藝 , 因為隨著生產規(guī)模的擴大 , 三塔精餾工藝的節(jié)能、高效優(yōu)勢才能體現(xiàn)出來。三塔精餾工藝是一項企業(yè)進行增產降耗技術改造的非常適合的、較好的技術方案。生產控制中采用的較小回流比 , 提高了精甲醇質量 , 降低了泵的揚程 , 節(jié)省了電耗。 表 11 傳統(tǒng)雙塔與填料型三塔精餾工藝比較 項 目 投資（相對數(shù)） 蒸汽 /t 循環(huán)水 / m3 電 / 雙塔精餾工藝 100 ～ 150～ 180 40 三塔精餾工 藝 123 ～ 60～ 80 30 填料型甲醇精餾工藝 , 由于采用了先進的甲醇精餾專用絲網(wǎng)規(guī)整填料和配套的新型分布器 , 加之在系統(tǒng)熱量的分配上合理優(yōu)化 , 從而使能耗大為降低。 甲醇精餾工藝的概況 工序任務 甲醇精餾是甲醇合成的下游工序，其目的就是對合成裝置來的粗甲醇 進行精制，將甲醇中的雜質進行脫除，以生產符合標準的優(yōu)等級精甲醇產品。另外為了減少甲醇的損失，增加了一個塔 ,以對污水中的甲醇進行回收處理，蘭州理工大學石油化工學院畢業(yè)設計 第 5 頁 故現(xiàn)在一般叫 3+1 塔工藝流程。目前的填料分為散堆填料和規(guī)整填料。比兩塔工藝減少蒸汽消耗約 30%左右； 操作的靈敏性比板式塔好，但其穩(wěn)定性不如板式塔好； 采取了萃取精餾和共沸精餾工藝，有效解決了微量難分離組分的脫除問題； 分離效率高，操作彈性大，生產能力大。其它含有少量生產系統(tǒng)中帶來的羰基鐵，及微量的催化劑等雜質。 粗甲醇中這些雜質組分的含量多少，可視為衡量粗甲醇的質量標準。同 時，粗甲醇中所含雜質的種類和數(shù)量，又與原料氣的組成和合成條件及 設備的材質有 .[5] 雖然各種雜質 的含量不多，但正是由于這些雜質的超量存