【正文】 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，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。 再次，我還要認(rèn)真地謝謝我身邊所有的朋友和同學(xué)，特別是機械08的虎杏榮同學(xué)、姜洋洋同學(xué)，化工08的王丹同學(xué)，謝謝你們，你們對我的關(guān)心、幫助和支持是我不斷前進(jìn)的動力之一，我的大學(xué)生活因為有你們而更加精彩。圖② 該反應(yīng)器外型像一個列管式換熱器，催化劑填裝于管內(nèi)，管外為4MPa的沸水?！　　∮?有：L=則精餾段：Ln(max)== 提餾段：Lm(max)== 4.漏液線對F1重閥，以F0=5為規(guī)定氣體最小負(fù)荷由F0=U0＝5，得U0＝由V=d0NU0=所以：精餾段：Vn(min)== m3/S 提餾段：Vm(min)==5.液相負(fù)荷下限取板上液層高度how= m，作為液相負(fù)荷下限條件。取充氣系數(shù)0= hl=1hL== ⑶液體表面張力所造成的阻力很小，可以忽略?！鏁r，甲醇的表面張力為： N/cm 水的表面張力為： N/cm精餾段甲醇水溶液的平均組成為：甲醇：(+)= wt則含水為：= wt所以表面張力：σ=+ = N/cm所以：C== =⑵.最大流速UmaxUmax=== m/sU適=== m/s⑶．求塔徑D D=== m 2.提餾段1． 求操作負(fù)荷系數(shù)C 提餾段功能參數(shù)：（）=()=查斯密斯圖得G=℃時，甲醇表面張力為： N/cm水的表面張力為： N/cm提餾段甲醇水混合平均組成：甲醇：(+)=水：=平均表面張力： =+= N/cm所以：C== =2. 求提餾段U’maxmax=== m/s適=== m/s3. 求塔徑=== m對全塔，取塔徑D=3000 mm 理論板數(shù)的計算 1.各點的甲醇摩爾分?jǐn)?shù)，設(shè)加壓塔后甲醇的甲醇摩爾人率為Xf。表219　常壓塔物料帶出熱量物料精甲醇回流液殘液熱損失組分甲醇甲醇甲醇水+堿流量：kg/h溫度：℃7575105105比熱：kJ/kg℃潛熱：kJ/kg熱量:kg/h5%Q入所以：Q出＝＋＋＋＋5%Q入 =+5%Q入因為：Q出＝Q入所以：Q入= Q出=所以：Q蒸汽= kJ/kg所以：需蒸汽G3蒸汽== kg/h常壓精餾塔甲醇蒸汽75℃ 40℃水 回流甲醇 加壓塔底液體 40℃ 30℃水 120℃ 甲醇蒸汽 　 40℃ 115 ℃ 精甲醇 冷凝液 殘液105℃ 甲醇115℃ 圖23　常壓塔物流圖3.冷卻水用量計算對熱流體：Q入＝Q產(chǎn)品精甲醇+Q回流液=+ =Q出 = Q精甲醇(液)+Q回流液(液)=+= Q傳 =(15%)=所以：冷卻水用量G3水== t水/h所以：每噸精甲醇消耗G’3水==4.常壓塔精餾段熱量平衡見表220。查《化工工藝設(shè)計手冊》得，4 kmol/kg， kJ/kg， kg/m3， kg/m3，溫度為250 ℃。 表214　預(yù)塔出料流量及組成物料量：kg/hCH3OHH2ONaOH(CH3)2OC4H9OH合計塔頂塔底合計2 主塔的物料平衡計算(1).進(jìn)料加壓塔。 表210 貯罐氣組成、流量組成COCO2H2CH4ArCH3OHN2合計流量：Nm3/h0組成：(V)%0100由表22到表210可得表211。表23　馳放氣組成組分H2COCO2CH4N2ArCH3OHH2OMol% 　　　《甲醇生產(chǎn)技術(shù)及進(jìn)展》G新鮮氣＝G消耗氣+G馳放氣=G消耗氣+ G新鮮氣=+ G新鮮氣 所以：G新鮮氣＝ Nm3/h新鮮氣組成見表24表24　甲醇合成新鮮氣組成組分H2COCO2N2總計Nm3組成mol%100測得：%。即吸附控制。我國政府已充分認(rèn)識到發(fā)展車用替代燃料的重要性，并開展了這方面的工作。這部分空氣作為燃料，大部分氣體進(jìn)入透平壓縮機加壓返回合成塔，合成塔副產(chǎn)的蒸汽及外部補充的高壓蒸汽一起進(jìn)入過熱器加熱到50 ℃，帶動透平壓縮機，透平后的低壓蒸汽作為甲醇精餾工段所需熱源。 (3) 新型GSSTFR和RSIPR反應(yīng)器系統(tǒng) 該系統(tǒng)采用反應(yīng),吸附和產(chǎn)物交換交替進(jìn)行的一種新型反應(yīng)裝置。氣液固三相工藝的優(yōu)點是：反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單，投資少；由于介質(zhì)的存在改善了反應(yīng)器的傳熱性能，溫度易于控制，提高了反應(yīng)器的熱穩(wěn)定性；催化劑的顆粒小，內(nèi)擴散影響易于消除；合成甲醇的單程轉(zhuǎn)化率高，可達(dá)15%20%，循環(huán)比大為減小；能量回收利用率高；催化劑磨損少。下面介紹20世紀(jì)80年代以來所取得的新成果。高壓法由于原料和動力消耗大，反應(yīng)溫度高，生成粗甲醇中有機雜質(zhì)含量高，而且投資大，其發(fā)展長期以來處于停頓狀態(tài)。 傳統(tǒng)甲醇合成采用氣相工藝，不足之處是原料單程轉(zhuǎn)化率低，合成氣凈化成本高，能耗高。我國的甲醇工業(yè)經(jīng)過十幾年的發(fā)展，生產(chǎn)能力得到了很大提高。摘要甲醇作為及其重要的有機化工原料，是碳一化學(xué)工業(yè)的基礎(chǔ)產(chǎn)品，在國民經(jīng)濟中占有重要地位。1991年，我國的生產(chǎn)能力僅為70萬噸，截止2004年底，我國甲醇產(chǎn)能已達(dá)740萬噸，2005年甲醇產(chǎn)量達(dá)到500萬噸，%，%。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。低壓法：( Mpa)是20世紀(jì)60年代后期發(fā)展起來的甲醇合成技術(shù)，低壓法基于高活性的銅基催化劑，其活性明顯高于鋅鉻催化劑，反應(yīng)溫度低(240270℃)。(1) 氣液固三項合成甲醇工藝 首先由美國化學(xué)系統(tǒng)公司提出，采用三相流化床，液相是惰性介質(zhì)，催化劑是ICI的CuZn改進(jìn)型催化劑。缺點是三相反應(yīng)器壓降較大，液相內(nèi)的擴散系數(shù)比氣相小的多。GSSTFR是指氣