【正文】 第 節(jié) 霧沫夾帶驗算 泛點率 = 查得物性系數(shù) ，泛點負荷系數(shù) 所以， 泛點率 = 可見，霧沫夾帶在允許的范圍之內(nèi) 第 節(jié) 操作性能負荷圖 霧沫夾帶上限線 取泛點率為 80%代入泛點率計算式，有： 整理可得霧沫夾帶上限方程為： 液泛線 液泛線方程為 其中， 代入上式化簡后可得： 液體負荷上限線 取 ，那么 漏液線 取動能因數(shù) ，以限定氣體的最小負荷： 液相負荷下限線 取 代入 的計算式： 整理可得： 第 節(jié) 操作性能負荷圖 由以上各線的方程式，可畫出圖塔的操作性能負荷圖。 表 35 提餾段的已知數(shù)據(jù) 位 置 塔釜 進料板 質(zhì)量分數(shù) 摩爾分數(shù) 摩爾質(zhì)量 溫度 /℃ 表 36 提餾段的汽液相負荷 名稱 液相 汽相 平均摩爾質(zhì)量 / 平均密度 / 911 體積流量 / ( ) 4132( ) 第 節(jié)塔徑的計算 由于精餾段和提餾段的上升蒸汽量相差不大，為便于制造，我們?nèi)?段的塔徑相等。雖然塔頂蒸汽冷凝可以放出大量熱量，但是由于其位能較低，不可能直接用作為塔底的熱源。 根據(jù)計算條件，當預塔回流比為 1，主塔回流比為 2 時，每生產(chǎn) 1t 精甲醇耗蒸汽為： 表 231 主塔全塔帶入熱量計算表 入熱項目 組分 主 甲醇 塔 水 入 乙醇 料 烷烴 回流液 甲醇 加熱蒸汽 水 流量， kg/h 溫度， ℃ 比熱容， kl/(kg?℃) 汽化熱， kl/kg 熱量， kl/h 總熱量， kl/h 84 84 84 84 2 63 表 232 主塔全塔帶出熱量計算表 入熱項目 組分 精餾采出 甲醇 殘 水 甲醇 乙醇 液 烷烴 回流液 甲醇 熱損失 流量， kg/h 溫度， ℃ 比熱容， kl/(kg?℃) 汽化熱 ， kl/kg 熱量， kl/h 總熱 kl/h 65 110 110 110 110 2 66 表 233 主塔全塔的熱平衡表 帶入熱量， kl/h 帶出熱量， kl/h 入料 回流 加熱蒸汽 總?cè)霟? 精醇采出 殘夜 回流 熱損失 總出熱 （ 2）主塔精餾段熱量平衡計算 設內(nèi)回流量為 ，則根據(jù)全塔熱平衡列出精餾段計算表 234。 精餾操作條件： 回流比 預塔 1/1 （回流量 /預塔入料量）； 主塔 2/1 （回流量 /主塔入料量）。 其中 甲醇為 = kg/h 油溶性雜質(zhì)為 = kg/h 油容性雜質(zhì)再油水分離器中被分離掉，所以預塔初餾物回收量為： +20=⑷ 冷凝水：操作控制預塔底甲醇密度為 ，按甲醇 — 水二 元組成查得在密度 是甲醇水溶解液的含醇量為 70%，從密度 （含醇 %）提到 ，則粗甲醇中含水： =70% x=實際需要加入冷凝水為 － － 20－ =于是預塔總進料量表 222。 。 。 C）； T出口 — 冷凝器出口氣體溫度。 2. 熱平衡計算 由物性手冊查得，粗甲醇中各組分的物理常數(shù)如表 2— 16 。 C） 氣量 Nm3/h 2 Kmol/h 出塔熱量， kJ（ h 。 ； T m 入 — 出塔氣體溫度。通過熱量或能量平衡計算，可以各個還節(jié)中找出不合理的損耗，以此作為實現(xiàn)高產(chǎn)。 表 23進早醇合成塔新鮮氣組成 組分 CO CO2 H2 N2 CH4 Ar 小計 合成甲醇消耗，Nm3/h 合成氨消耗，Nm3/h 新鮮氣消耗，Nm3/h、 21375038 30564.833 新鮮氣組成， % 100 （ 9）變換氣需要量 如果不計在水洗時 CO、 CH Ar及 H2S 等溶解損失，單計算 H2， N2 的損失，查化工熱力學在壓力 10 6Pa, 30℃ 。 （ 4）液氨在貯罐氣中的擴散損失 查物性手冊表，在 106Pa 、 。 為了最終求得合成甲醇和合成氨所需要的總原料氣量，保持反應及平衡的組分比例，聯(lián)醇工藝從原料氣制造開始，經(jīng)脫衡、變換、脫碳、合成甲醇、銅洗 耳恭聽至合成氨，使原料氣制造到最后合成氨的全過程達到平衡。殼程 : 管程 :50。殼程 : 管程 :150。 ? ?加壓精餾塔壓力由調(diào)節(jié)閥 PV15521 控制。回收塔塔底含少量甲醇的廢水一部分由廢水泵加壓后送部分氧化裝置，另一部分送入排放槽作洗滌水。 由除鹽水和固體氫氧化鈉在堿液槽中制備 5%～ 10%的 NaOH 溶液。 熱量平衡 熱量平衡是塔設計和操作的重要依據(jù)，當精餾塔在正常運行時，塔內(nèi)的溫度和壓力是穩(wěn)定的，加入塔的熱量和出塔的熱量也是平衡的。 如此物質(zhì)交換的結(jié)果，上升蒸汽中輕組份的濃度逐漸提高，只要有足夠的相間接觸表面和足夠的液體回流量，到達塔頂?shù)恼羝麑⒊蔀楦呒兌鹊妮p組分，塔的上半部完成了上升蒸氣的精制（除去其中的重組份），因而成為精餾段。 通過查閱資料最后采用中壓法在 265℃ 合成 400kt/a 的粗甲醇，并應用三塔精餾來對其進行精制。 (3) 參考資料 3．主要參考文獻 [1] 謝克昌、李忠 .甲醇及其衍生物 .北京 .化學工業(yè)出版社 .～ 7 [2] 馮元琦 .聯(lián)醇生產(chǎn) .北京 .化學工業(yè)出版社 .～ 268. [3] 柴誠敬、張國亮。 (3) 進行工程圖紙設計、繪制能力的訓練。隨著原油價格的進一步提升，作為有機化工基礎原料 —— 甲醇的價格還會穩(wěn)步提高。自加料位置以上部分，上升蒸汽和回流液體之間進行著逆流接觸和物質(zhì)傳遞。 汽液平衡 汽液平衡影響到甲醇產(chǎn)品的質(zhì)量和精餾損失等，主要是通過調(diào)節(jié)精餾塔的操作條件（溫度、壓力、負荷 ），來調(diào)整塔盤上面氣液接觸的情況以及塔板間各組分氣相分壓平衡等來達到經(jīng)濟的效果。塔頂出來的蒸汽溫度為 ℃ ，對應的壓力為 (A)，先經(jīng)過預塔冷凝器 A在 65℃ 左右將其中的大部分甲醇冷凝下來，冷凝下來的甲醇進預塔回流槽，未冷凝的氣體則進入預塔冷凝器 B冷卻至 40℃ 后部分冷凝，冷凝液流入萃取槽，萃取后也進入預塔回流槽，預塔回流槽的液體由預塔回流泵加壓后作預蒸餾塔回流液，由預塔冷凝器 B出來的氣體去排放槽，不凝氣洗滌后經(jīng)不凝氣預熱器加熱至 150℃ 后去氣柜。常壓塔頂甲醇蒸汽溫度約66℃ ，經(jīng)常壓塔冷凝器冷卻至 40℃ 后進常壓塔回流槽，由常壓塔回流泵加壓后一部分作常壓精餾塔回流液，另一部分送精甲醇計量槽。這部分不凝氣的排放是通過常壓塔冷凝器上的放空閥來實現(xiàn)的，排放氣送放空總管高點放空。 主要設備和泵參數(shù) 主要設備參數(shù)和主要泵參數(shù)分別見表 12. 表 11主要設備參數(shù)表 ? 設備名稱 規(guī)格 設計參數(shù) 設計壓力 /MPa 設計溫度 /℃ 脫醚塔 DN1400x23635 90 加壓精餾塔 DN150006567 150 常壓精餾塔 DN1800x35917 110 脫醚塔再沸器 DN900x3503 管程 :。殼程 :80 常壓塔冷凝器 DN1000x5136 管程 :?；すに囉嬎闶亲鳛榛すに囘^程的設計、工藝管路的選擇及生產(chǎn)管理、工藝條件選擇的主要依據(jù)；對于平衡原料、產(chǎn)品產(chǎn) 量，選擇最佳工藝條件，確定操作控制指標，合理利用手產(chǎn)中的廢料，廢氣，廢熱都有重要作用。 C。 C時液態(tài)甲醇中釋放的 CO、 CO H2等混合氣中，每含 甲醇。 表 210 精煉氣流量組成 組分 H2 N2 CH4 Ar 合計 精煉氣 流量， Nm3/h 組成 % （ 16）根據(jù)表 21，表 210 得氨合成塔生產(chǎn)最終平衡，見表 211 表 211 氨合成塔物料平衡表 消耗分類 H2 N2 CH4 Ar 反應生成 NH3 合計 精煉氣， Nm3/h — — 溶液損耗， Nm3/h — — — — 小計 — — 合成反應消耗， Nm3/h — — — 吹出氣， Nm3/h — — 氨擴散損耗， Nm3/h — — — — 合成氨產(chǎn)量， Nm3/h — — — — 合成氨產(chǎn)量， kg/g — — — — 粗甲醇的精餾幾 乎全部是物理過程，其物料平衡計算與上述訂算方法有一定的差別。 年產(chǎn) 60kt 粗甲醇合成塔和冷凝器的熱量平衡計算 根據(jù)以上提供條件和計算結(jié)果。 C，所以入塔總熱量為 40=表 212 甲醇合成塔入塔各組分的比熱容和熱量 組 分 CO CO2 H2 N2 比熱容 kJ（ kmol C) 在甲醇合成塔內(nèi)， CO、 CO H2 按反應式（ 22）、（ 23）、（ 24）、（ 25）、（ 26） 及（ 27），生成甲醇，二甲醚，異丁醇 ，甲烷及辛烷，二氧化碳還原成一氧化碳和水，產(chǎn)生的熱量如表 213所示 查物性手冊得甲醇合成塔出口狀態(tài)下各組分的比熱容，根據(jù)表 28 甲醇 合成塔出口物料的流量，并按 Q出塔 =G 出塔 Cm 入，分別算出出塔各組分的熱量，列表為 214。 。 C）； T出塔 — 出合成塔氣體溫度。 C） 氣量 Nm3/h Kmol/h 熱量， kJ（ kmol 。 C 則冷凝器冷卻水量為 ㎏ /h=第 節(jié) 粗甲醇精餾物料及熱量計算 預塔和主塔的物料平衡計算 根據(jù)第一節(jié)的條件測得：粗甲醇的密度 ,PH 值 8，初餾值采出量 20 l/h。 預塔出料量如表 216. b. 主塔的物料平衡計算 脫出輕餾分的預后甲醇 kg/h。 于是 =+++=因 = 故 + = = 表 226 預塔帶入熱量 入熱項目 組分 二甲醚 粗 甲醇 甲 水 醇 乙醇 烷烴 加熱蒸汽 水 流量， kg/h 溫度， ℃ 比熱容， kl/(kg℃) 熱焓 kl/kg 熱量， kl/h — — 70 — 70 — 70 — 70 — — — — — 續(xù)表 226 預塔帶入熱量 入熱項目 組分 軟 水 水 NaOH 回流液 甲醇 加熱蒸汽 水 流量， kg/h 溫度， ℃ 比熱容， kl/(kg℃) 熱焓 kl/kg 熱量， kl/h 65 — 70 — — 64 — — — — 以甲醇為計算式例： Q＝ 70 ＝ kl/h 以二甲醚為計算式例： Q＝ （ 70 ＋ ）＝ kl/h 匯總表 226和表 227，得預塔全塔熱平衡如表 228. 則需 .035Pa 的蒸汽（不計蒸汽冷凝水潛熱）為 ＝ kg/h 表 227 預塔帶出熱量 出熱項目 組 分 塔 二甲醚 頂 回流甲醇 甲醇 水 乙醇 烷烴 流量， kg/h 比熱容， kl/(kg℃) 氣體冷凝熱， kl/kg 溫度， ℃ 熱量， kl/h — 70 — — — 78 2044.