【正文】 加壓塔進料衡算加壓塔進料的預(yù)后甲醇即為預(yù)塔塔釜出料，因此其流量及組成與預(yù)塔塔釜出料流量及組成相同，在此不做計算，具體見表216。 水冷器熱量衡算（1） 水冷器入口氣體顯熱計算水冷器入口氣體的顯熱入塔氣換熱器出口氣體的顯熱即，106 kJ/h（2）水冷器出口氣體顯熱計算水冷器出口氣相即為氣液分離器出口的氣相，即為循環(huán)氣與弛放氣之和，同理由上述公式知40℃、5MPa下各氣體的熱容如下：CH2 = kJ/(kmol ℃) ； CCO = kJ/(kmol ℃) CCO2 = kJ/(kmol ℃) ； CCH3OH = kJ/(kmol ℃)CH2O = kJ/(kmol ℃) ； CN2 = kJ/(kmol ℃) CCH4 = kJ/(kmol ℃) 由物性數(shù)據(jù)手冊查得：二甲醚在壓力5MPa，溫度為40℃下的比熱容為：C(CH3)2O = kJ/(kmol ℃)水冷器出口氣體各組分流量（見表213）、比熱及熱量見表224表224 水冷器出口氣體各組分熱容和熱量 組 分 G ( kmol/h) C( KJ/( kmol.℃)) Q(KJ/(h.℃)) CO CO2 H2 CH4 N2 CH3OH (CH3)2O H2O 合 計 則出口氣體顯熱為： 340 106 kJ/h（3）氣體冷凝放熱計算分離器出口液相由甲醇及溶解在其中的氣體組成，由于溶解熱值很小而且不好確定，故忽略不計。 合成工段熱量衡算 合成塔的熱量衡算 熱平衡方程式全塔熱平衡方程式為：∑Q 入塔氣 + ∑Q r ∑Q出塔氣 + Q熱損 + Q移+ Q維 （1）式中： Q 入塔氣 ——入塔氣帶入的熱量，kJ/h； Q r ——合成反應(yīng)的反應(yīng)熱，kJ/h； Q出塔氣 —— 出塔氣帶走熱量，kJ/h； Q熱損 ——合成塔熱損失，kJ/h Q移 —— 沸騰水移出去的熱量，kJ/h Q維 —— 維持合成塔反應(yīng)所需要的熱量，kJ/h ∑Q 入塔氣 ∑（Gi Ci T入） （2）式中：Gi——入塔氣各組分流量，kmol/h；Ci——入塔各組分的比熱容，kJ/（kmol . ℃）；T入——入塔氣體溫度，℃；∑Q出塔氣∑（Go Co T出） （3）式中：Go——出塔氣各組分流量kmol/h；Co ——出塔各組分的熱容，kJ/（kmol . ℃）；To—— 出塔氣體溫度，℃；∑QrQr1 + Qr2 + Qr3 + Qr4 + Qr5 （4）式中：QrQr2 、Qr Qr4——分別為甲醇、二甲醚、甲烷、異丁醇、生成熱，kJ/h； Qr5——二氧化碳逆變反應(yīng)的反應(yīng)熱，kJ/h QrGr△H （5）式中：Gr——各組分生成量，kmol/h；△H——生成反應(yīng)的摩爾熱，kJ/mol 定壓熱容計算式由實驗數(shù)據(jù)用電子計算機上回歸得出下列各式，可以計算純組分壓力下的比熱：CPH2 = + (T/100) + 102PH2 – 106(PH2)2 + 103 PH2(T/100) （6）CPCO = [ (T/100) + (T/100)2 – 102(T/100)3 + 102PCO 103 PCO(T/100)] （7）CPCO2 = [ + (T/100) + (T/100)2 + 102 PCO2(T/100)] （8）CCH3OH = + (T/100) (T/100)2 + (T/100)3 + PCH3OH / (T/)3 （9）CH2O = [ (T/100) + 103 (T/100)3 + 102 PH2O(T/100)] （10）CN2 = [ (T/100) + (T/100)2 – 102(T/100)3 + 102PN2 103 PN2(T/100)] （11）以上各式中溫度T的單位為K，壓力里P的單位為MPa，比熱C的單位為KCal/(Kmol ℃)。因此，試差成功，上述計算有效。顯然, 三塔雙效法效益顯著, 隨著粗甲醇精餾規(guī)模的增大效益更加明顯。高級醇可由塔側(cè)線引出，塔頂引出的殘液含1%—2%的高級醇和甲醇，送廢水生化處理后排放。為了減少塔頂排放氣中甲醇的損失，塔頂冷凝器可做成二級冷凝。 精餾工藝流程 粗甲醇精餾流程是根據(jù)對產(chǎn)品甲醇不同的質(zhì)量要求而定的，一般可分為單塔、雙塔以及三塔流程。循環(huán)透平壓縮機和原料氣透平壓縮機的驅(qū)動力均為合成器產(chǎn)生的4MPa的蒸汽，蒸汽做功后變?yōu)榈蛪赫羝?，被送到精餾工段作為精餾塔塔釜再沸器加熱熱源，這樣就充分利用了熱量。新鮮原料氣首先進入透平壓縮機，將原料氣壓縮至合成壓力，此時溫度約為4050℃。該合成反應(yīng)器既是反應(yīng)器又是廢熱鍋爐，反應(yīng)器內(nèi)部類似一般列管式換熱器，列管內(nèi)裝催化劑，管外為沸騰水。制得合成氣經(jīng)變換、脫硫、脫碳處理后送入合成器進行甲醇合成。我國富煤貧油，因此煤與焦炭是制造甲醇粗原料氣的主要固體燃料。重油部分氧化要在高溫氣化爐中進行，以固體燃料為原料時，可用間歇氣化或連續(xù)氣化制水煤氣。氯甲烷水解法也可以生產(chǎn)甲醇，但因水解法價格昂貴，所以沒有得到工業(yè)上的應(yīng)用。同時，推廣甲醇汽油，一方面可以釋放我國每年2000多萬噸的甲醇產(chǎn)能，改變我國甲醇產(chǎn)能嚴重過剩的局面，提高甲醇生產(chǎn)企業(yè)的開工率。由于對醇醚燃料需求的高度期待，我國甲醇發(fā)展過熱，幾乎“遍地開花”。7O年代兩次石油危機和石油價格持續(xù)上漲，使世界各國都充分認識到2l世紀將是能源結(jié)構(gòu)逐步向多元化結(jié)構(gòu)發(fā)展的時代。近年來，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，甲醇被認為是最有希望代替汽油的并且將成為21世紀有競爭力的可選清潔燃料，它可直接用作汽車燃料，也可與汽油摻合使用。 Los Angeles Times美國通過這次設(shè)計使我認識到做設(shè)計計算時一定要嚴謹求實，同時是我覺得自己在綜合所學相關(guān)知識進行化工設(shè)計、迅速進行工程計算等方面發(fā)展空間很大，有待于提高。學校代碼： 10128學 號： 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（ 題 目：40kt/a粗甲醇合成精餾工段工藝設(shè)計學生姓名：學 院：化工學院系 別：化學工程系專 業(yè)：化學工程與工藝班 級：化學工程與工藝073班指導(dǎo)教師：二 〇 一 一 年 六 月摘 要作為化工畢業(yè)生，我們應(yīng)該較為系統(tǒng)掌握化工設(shè)計的基本程序和方法，使我們在查閱技術(shù)資料，迅速進行工程計算，用簡潔的文字、清晰的圖表表達自己設(shè)計結(jié)果等方面的能力有所提高。關(guān)鍵詞：甲醇合成；物料衡算；熱量衡算AbstractAs a chemical graduates, we should be more systematically mastered the basic chemical engineering design procedures and methods, access to technical information to enable us to quickly carry out engineering calculations, using simple language, clear expression of their own design charts results of capacity increased. This is the purpose of this design.The design, mainly for methanol synthesis and distillation section in the material and heat balance. The material balance, the theory is based on material balance equation. However, the specific calculations, the more side effects, side effects and some uncertain volume of production, so the reference in the calculation formula of some experience, make some approximations. The heat balance of the theory is based on heat balance, a little bit of substance in the calculation of the exact specific heat and heat of vaporization is difficult to find, so use the approximate value or experience points. Although this design made ??many similar terms, refers to the value of some experience, but are carried out in strict accordance with the relevant literature, so the design results to achieve the desired results.Through this design has helped me to do the design calculations must be rigorous and realistic, while I feel that the knowledge learned in the prehensive design of the chemical industry, the rapid development of the engineering calculation, and plenty of room to be improved.Keywords: methanol synthesis。 Komika Magasin瑞典語因此，合成甲醇的研究越來越引起人們的重視了。目前，人類己面臨著石油及天然氣這一寶貴的化石能源的不斷枯竭，按照經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的要求，必須更加合理有效地利用資源。據(jù)報導(dǎo)，2000～%，2007年我國共有甲醇生產(chǎn)企業(yè)177家，總規(guī)模已突破1600萬噸/年，2010年總產(chǎn)能達到3000萬噸/年。另一方面，甲醇汽油的生產(chǎn)成本低，甲醇汽油價格更為優(yōu)惠，從普通百姓的角度講，更經(jīng)濟實惠。甲烷部分氧化法可以生產(chǎn)甲醇，這種制甲醇的方法工藝流程簡單，建設(shè)投資節(jié)省。間歇氣化法以空氣、蒸汽為氣化劑，將吹風、制氣階段分開進行；連續(xù)氣化以氧氣、蒸汽為氣化劑，過程連續(xù)進行。用煤和焦炭制甲醇的工藝路線包括燃料的氣化、氣體的脫硫、變換、脫碳及甲醇合成。甲醇合成的主要設(shè)備有甲醇合成塔、水冷卻器、甲醇分離器、濾油器、循環(huán)壓縮機。原料氣與反應(yīng)后的氣體換熱后溫度上升到220℃左右進入反應(yīng)器反應(yīng)放出的熱量經(jīng)管壁傳給管間的沸騰水，產(chǎn)生4MPa的飽和蒸汽。由于合成塔出口溫度較進口溫度相差較高，因此可用合成塔出口氣加熱原料氣，使其溫度上升至合成溫度，這樣既節(jié)省了能源又合理利用了熱量。 甲醇精餾工藝流程簡介 精餾的原理 將液體混合物進行多次部分氣化，同時又把產(chǎn)生的蒸氣多次部分冷凝，使混合物分離為所要求組分的操作過程稱為精餾。如果產(chǎn)品為燃料級甲醇時可采用較簡單的單塔流程，如果要想獲得質(zhì)量較高的甲醇時常采用雙塔流程，從節(jié)能的觀點出發(fā)還可采用三塔流程。主精餾塔主要除去重組分，包括乙醇、水以及高級醇，同時獲得產(chǎn)品精甲醇。產(chǎn)品精甲醇部分來自第一主精餾塔頂冷凝液，另一部分采自第二主精餾塔塔頂冷凝液。第二章 合成工段工藝計算 本次設(shè)計任務(wù)是年產(chǎn)4萬噸粗甲醇合成、精餾工段工藝設(shè)計，采用的工藝為德國魯奇公司1971年開發(fā)的Lurgi低壓甲醇合成工藝，—，