【正文】 甲苯，液體石蠟和正十六烷等。當(dāng)該催化劑與第Ⅵ族金屬的羰基絡(luò)合物混合使用時，能得到更好的效果，他能激活CO，并有較好的耐硫性，當(dāng)合成氣中還有1670106的H2S時，其甲醇產(chǎn)率仍達(dá)33%。這項(xiàng)新工藝仍處在研究之中，尚未投入工業(yè)生產(chǎn)，還有許多技術(shù)問題需要解決和完善。以甲醇為中間體的煤基化學(xué)品深加工產(chǎn)業(yè)：從甲醇出發(fā)生產(chǎn)煤基化學(xué)品是未來C1化工發(fā)展的重要方向。 本設(shè)計的主要方法及原理 造氣工段：使用二步法造氣 CH4+H2O(氣)→CO+ kJ/mol CH4+O2→CO2+2H2+ kJ/mol CH4+O2→CO+2H2+ kJ/mol CH4+2O2→CO2+2H2O+ kJ/mol合成工段5MPa下銅基催化劑作用下發(fā)生一系列反應(yīng) 主反應(yīng) ： CO+2H2→CH3OH+ kJ/kmol副反應(yīng)： 2CO+4H2→(CH3O)2+H2O+ kJ/kmol CO+3H2→CH4+ H2O+ kJ/kmol 4CO+8H2→C4H9OH+3H2O+ kJ/kmol(A) CO+H2→CO + kJ/kmol除（A）外，副反應(yīng)的發(fā)生，都增大了CO的消耗量，降低了產(chǎn)率，故應(yīng)盡量減少副反應(yīng)。忽略原料氣帶入份，根據(jù)②、③、④得反應(yīng)⑤生成的水的量為：= kmol/h， kmol/h， Nm3/h。 表26 甲醇生產(chǎn)入塔氣流量及組成　單位：Nm3/h組分COCO2H2N2CH4ArCH3OHH2O合計流量：Nm3/h組成(V)%100又由G出塔= G循環(huán)氣G消耗＋G生成據(jù)表22得表27。軟水加入量為精甲醇的20%計，則需補(bǔ)加軟水： %(18%)= kg/h據(jù)以上計算列表213。塔頂： 塔釜：B. 常壓塔。 表217 5MPa，220℃下出塔氣除(CH3OH)熱容組分COCO2H2N2ArCH4C4H9OH(CH3)2OH2O合計流量：Nm3比熱：kJ/kmol℃/熱量：kJ/℃查得250℃ kJ/kmol， Nm3。塔底含醇1%，可近似為純水，105℃， kg/m3。根椐經(jīng)驗(yàn)，取清液層高度hc=，本設(shè)計選用單溢流弓形降液管，不設(shè)進(jìn)口堰。3霧沫夾帶。則出口管徑：d3== m取出口管徑d3=90 mm。但是由于時間短、工藝復(fù)雜，加上首次進(jìn)行這樣的大型設(shè)計，經(jīng)驗(yàn)不足且水平有限，在本次設(shè)計中，缺點(diǎn)、錯誤在所難免，敬請各位老師指正。其特點(diǎn)為① 床層溫度平穩(wěn)② 能準(zhǔn)確，靈敏的控制反應(yīng)溫度③ 以較高位能回收反應(yīng)熱④ 出口甲醇含量較高⑤ 設(shè)備緊湊，開工方便⑥ 可避免石蠟等副產(chǎn)物生成⑦ 避免羰基化合物生成⑧ 壓降小，所需外部能量少主設(shè)備塔(精餾塔)見圖③工藝流程圖見圖④ 參考文獻(xiàn)[1] 趙國方編著 《化工工藝設(shè)計概論》 原子能出版社，1990[2] 天津大學(xué)物理化學(xué)教研室 《物理化學(xué)》（上、下）高等教育出版社，1991[3] 刁玉瑋 等編 《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》 大連理工大學(xué)出版社，1992[4] 楊福升 等編 《甲醇生產(chǎn)工藝與操作》 石油化學(xué)工業(yè)出版社，1974[5] 天津大學(xué)化工原理教研室 《化工原理》（上、下） 天津科學(xué)技術(shù)出版社，1994[6] 天津大學(xué)等合編 《基本有機(jī)化工分離工程》化學(xué)工業(yè)出版社，1995[7] 房鼎業(yè) 等編 《甲醇生產(chǎn)技術(shù)及進(jìn)展》 華東化工學(xué)院出版社，1990[8] 馮元琦 主編 《聯(lián)醇生產(chǎn)》第二版，化學(xué)工業(yè)出版社，1994[9]上?；瘜W(xué)工業(yè)設(shè)計院石油化工設(shè)備設(shè)計建設(shè)組 《化工設(shè)備圖集》（Ⅳ，塔類），上?？萍汲霭嫔纾?974[10] 宋維端 等編 《甲醇工學(xué)》化學(xué)工業(yè)出版社，1991[11] 國家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設(shè)計院編《化工工藝設(shè)計手冊》第二版(上、下) 化學(xué)工業(yè)出版社，1996 結(jié) 束 語大學(xué)四年的日子馬上就要過去了，我們迎來了大學(xué)中最后的一堂課——畢業(yè)設(shè)計，這也是在大學(xué)中最關(guān)鍵的一堂課，是我們通過大學(xué)四年的學(xué)習(xí)，總結(jié)所學(xué)課程的一次機(jī)會，也是對我們把理論知識用于實(shí)際生產(chǎn)的一次綜合檢測。 4.塔高設(shè)計塔釜高取Hb=3 m， m，頂接管高為350 mm，板間距為350 mm，開7個人孔，人孔處板間距為700 mm。 Hd(HT+hw)Hd=hp+hL+hdA、氣體通過塔板的壓降相當(dāng)?shù)囊航蹈叨萮p精餾段hp= 提餾段hp=B、液體通過降液管的壓頭損失。Xd==殘液中甲醇的摩爾分率Xw。 表221　提餾段熱量平衡表帶入熱量：kJ/h帶出熱量：kJ/h加壓塔來的甲醇：殘液：塔底供熱：內(nèi)回流：g’內(nèi)(+)內(nèi)回流：g’內(nèi)()總?cè)霟幔? g’內(nèi)總出熱：+’內(nèi)因?yàn)椋篞總?cè)霟?Q總出熱即：+ g’內(nèi)=+’內(nèi)所以：g’內(nèi)= 主要設(shè)備計算及選型設(shè)備是化工工藝運(yùn)作的載體，選擇合適的設(shè)備，對于提高生產(chǎn)率，降低原料，能是的消耗有著重要的作用。 表216　5MPa，220℃下入塔氣除(CH3OH)熱容組分COCO2H2N2ArCH4合計流量：Nm3比熱：kJ/kmol℃/熱量：kJ/℃查得220℃ kJ/kmol， Nm3。(2).出料加壓塔和常壓塔的采出量之比為2:1，常壓塔釜液含甲醇1%。根據(jù)以上計算列表212表212組分甲醇二甲醚異丁醇水合計流量：kg/h組成：(wt)%100 ：據(jù)資料，堿液濃度為8%時， kg的NaOH。%。 甲醇生產(chǎn)的物料平衡計算 合成塔物料平衡計算已知：年產(chǎn)100000噸精甲醇，每年以300個工作日計。甲醇作為重要原料在敵百蟲、甲基對硫磷和多菌靈等農(nóng)藥生產(chǎn)中，在醫(yī)藥、染料、塑料和合成纖維等工業(yè)中都有著重要的地位。目前甲醇的深加工產(chǎn)品已達(dá)120多種，我國以甲醇為原料的一次加工產(chǎn)品已有近30種。RSIPR是級間產(chǎn)品脫出反應(yīng)系統(tǒng)，當(dāng)以吸附氣態(tài)甲醇的粉狀吸附劑流入該系統(tǒng)時，與該系統(tǒng)內(nèi)的液相四甘醇二甲醚進(jìn)行交換，氣態(tài)的甲醇被液相所吸附，然后再將四甘醇二甲醚中的甲醇分離出來。(2) 液相法合成甲醇工藝 液相合成甲醇工藝的特點(diǎn)是采用活性更高的過度金屬絡(luò)合催化劑。對液相介質(zhì)的要求：在甲醇合成條件下有很好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。在較低壓力下可獲得較高的甲醇收率，且選擇性好，減少了副反應(yīng)，改善了甲醇質(zhì)量，降低了原料消耗。傳統(tǒng)甲醇合成反應(yīng)器有ICI的冷激型反應(yīng)器，Lungi的管殼式反應(yīng)器，Topsdpe的徑向流動反應(yīng)器等，近期出現(xiàn)的新合成甲醇反應(yīng)器有日本東洋工程的MRFZ反應(yīng)器等，而反應(yīng)技術(shù)方面則出現(xiàn)了Lurgi推出的水冷一氣冷相結(jié)合的新流程。亞洲需求量增長比較迅速，與此相反，北美地區(qū)需求則在減少。長期以來，甲醇都是被作為農(nóng)藥，醫(yī)藥，染料等行業(yè)的工業(yè)原料，但隨著科技的進(jìn)步與發(fā)展，甲醇將被應(yīng)用于越來越多的領(lǐng)域。 1） 裝置大型化 于上世紀(jì)末相比，現(xiàn)在新建甲醇規(guī)模超過百萬噸的已不再少數(shù)。相比之下，液相合成由于使用了比熱容高，導(dǎo)熱系數(shù)大的長鏈烷烴化合物作反應(yīng)介質(zhì)，可使甲醇合成在等溫條件下進(jìn)行。中壓法仍采用高活性的銅基催化劑，反應(yīng)溫度與低壓法相同，但由于提高了壓力，相應(yīng)的動力消耗略有增加。后來Berty等人提出了相反的觀點(diǎn)，采用的液相介質(zhì)除了熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性外，要求甲醇在其溶液中的溶解度越大越好，產(chǎn)物甲醇不是以氣相形式離開反應(yīng)器，而是以液相形式離開反應(yīng)器，在反應(yīng)器外進(jìn)行分離。 Mahajan等人研制了由過渡金屬絡(luò)合物與醇鹽組成的符合催化劑，如四羰基鎳和甲醇鉀，以四氫呋喃為液相介質(zhì)，反應(yīng)溫度為125℃，CO轉(zhuǎn)化率大于90%，選擇性達(dá)99%。2．本設(shè)計的合成工藝經(jīng)過凈化的原料氣，經(jīng)預(yù)熱加壓，于5 Mpa、220 ℃下，從上到下進(jìn)入Lurgi反應(yīng)器，在銅基催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)，出口溫度為250 ℃左右，甲醇7%左右，因此，原料氣必須循環(huán)，則合成工序配置原則為圖22。比如神華集團(tuán)發(fā)展以甲醇為中間體的煤基化學(xué)品深加工，利用先進(jìn)成熟技術(shù)，發(fā)展“甲醇－醋酸及其衍生物”；利用國外開發(fā)成功的MTO或MTP先進(jìn)技術(shù)，發(fā)展“甲醇－烯烴及衍生物”的2大系列。反應(yīng)熱力學(xué)一氧化碳加氫合成甲醇的反應(yīng)式為 CO+2H2CH3OH(g)這是一個可逆放熱反應(yīng)，熱效應(yīng)。 MPa，40℃時各組分在甲醇中的溶解度列表于表21表21 ，40℃時氣體在甲醇中的溶解度組分H2COCO2N2ArCH4溶解度Nm3/t甲醇0Nm3/h0