【正文】 ahajan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11。比如神華集團發(fā)展以甲醇為中間體的煤基化學(xué)品深加工，利用先進成熟技術(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 《甲醇生產(chǎn)技術(shù)及進展》據(jù)測定：35 ℃時液態(tài)甲醇中釋放CO、CO g甲醇，假定溶解氣全部釋放，則甲醇擴散損失為：(++++)= kg/h， Nm3/h。表27 組分COCO2H2N2CH4ArCH3OHH2OC4H9OH(CH3)2O合計入塔消耗生成出塔組成(V)100甲醇分離器出口氣體和液體產(chǎn)品的流量、組成見表28。表213 預(yù)塔進料及組成物料量：kg/hCH3OHH2ONaOH(CH3)2OC4H9OH合計粗甲醇堿液軟水合計(2).出料　。塔頂： 塔釜：甲醇　　 水　　 NaOH 高沸物 kg/h： 總出料：由以上計算。所以：Q出=+=+ = kJ由反應(yīng)式得:Q反應(yīng)=[++++()] 1000 =(+++)1000 =87556320 kJ Q熱損失=(Q入＋Q反應(yīng)) 5%=(+87556320) 5%= kJ所以：殼程熱水帶走熱量 Q傳 = Q入 + Q反應(yīng) Q出 Q熱 =+ = kJ又：Q傳=G熱水r熱水所以:G熱水== kg/h即時產(chǎn)蒸氣：=　 常壓精餾塔能量衡算 Xf==查《化工工藝設(shè)計手冊》,甲醇露點溫度t=℃75℃操作條件：塔頂75℃，塔釜105℃，進料溫度124℃，回流液溫度40℃，取回流液與進料的比例為4:1。所以：液體平均密度== kg/m3則液體負荷Lm== 初估塔徑本設(shè)計采用F1重閥浮閥塔，設(shè)全塔選用標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，板間距HT= m，溢流堰高hc= m。堰長取Lw===2400 mm堰高：hw=hlhow采用平直堰，堰上液層高度how how=E() (a)提餾段及精餾段計算結(jié)果如下：精餾段提餾段溢流強度i，i=L/Lw,m3/()i==i==i=525適合要求適合要求求E，由(L/==E=E=堰上液層高度howHow=How=由(a)計算==堰高Hw==Hw=圓整到Hw=Hw= 2.降液管設(shè)計Lw=2400mm，=查閱《代工原理》(下)天津科學(xué)技術(shù)出版社，得到：=，=Wd降液管弓形寬度mAf降液管弓形面積m2AT塔截面積m2Wd==AT=D2=()2= m2Af== m2降液管容積與液體流量之比為液體在降液管中的停錙時間t，一般大于5S，即：t=精餾段：t==5S提餾段：t==5S故降液管底隙高度H0，對弓形降液管，管口面積等于底隙面積，即有：H0=，取= m/s則：精餾段：H0== m提餾段：H0== m 3.塔板布置及浮閥數(shù)目與排列：取閥孔動能因子F0=,計算如下：精餾段提餾段U0=U0==U0==每層浮閥數(shù)N=N=N==433=527取邊緣高度Wl=泡沫區(qū)寬度Ws=考慮到塔的直較大，必須采用分塊式塔盤，取=85mm，按=95 mm， =85 mm以等腰三角形順排。 板上液體流經(jīng)長度:ZL=D2Wd== 板上泛液面積：Ab=AT2Af== ev=( 又因為， 所以對于精餾段 則 提餾段 則 因此沒有霧沫夾帶 塔板負荷性能 !.霧沫夾帶線泛點率=對于一定的物系和一定的塔板v，l，Ab，K，G及Zl已知，相對于ev，得VL關(guān)系式，按泛點率=80%計算：精餾段： =化簡得：+= 由上可知，霧沫夾帶線為直線。 ⑷.進料管進料狀態(tài)為124 ℃， MPa， kg/h， kg/h， kg/m3，即甲醇的密度為：＝＝ m3/h所以：進料體積流量為：V== m3/h進料管流速取為u= m/s，則進料管徑： d4== m即取d4=70 mm⑸.再沸器蒸汽入口管由前面計算可知： kg/h，溫度為105 ℃。我相信通過本次設(shè)計，這將是我以后在工作中的重要經(jīng)驗，在本次設(shè)計過程中，得到了各位指導(dǎo)教師及多位同學(xué)的熱心幫助，在此表示謝意。反應(yīng)氣流經(jīng)反應(yīng)管，放出的熱量通過管壁傳給沸騰水，使其汽化，轉(zhuǎn)變?yōu)橥瑴囟日羝?。L(min)=()3/2精餾段：Ln(min)=()3/2= m3/s提餾段：Lm(min)=()3/2= m3/s 常壓塔主要尺寸確定1.壁厚選用20尺鋼為塔體材料，由于是常溫常壓操作，取壁厚Sn=10 mm 2.封頭采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭，材料為20R鋼，壁厚與塔體相同，即：Sn=10 mmhi=1000=750 mm，h0=60 mm 3.裙座以Q235A鋼為裙座材料，壁厚為10 mm，內(nèi)徑等于塔內(nèi)徑D=2600 mm，高度為3m，裙座與簡體的連接采用對焊不校核強度。 所以hp=hc+hL 對精餾段：hp=+= 對提餾段：hp=+=2渣塔 為防止淹塔，要求嚴(yán)格控制降流管中液層高度。Xf==精甲醇中甲醇的摩爾分率Xd。 表220 精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：采出熱量精甲醇：塔底供熱：內(nèi)回流：g內(nèi)(+)內(nèi)回流：g內(nèi)()總?cè)霟幔?總出熱：+所以：總?cè)霟?總出熱所以：+=+所以：g內(nèi)= kg/h5.常壓塔提餾段熱量平衡見表221。入塔氣熱容見416。預(yù)后粗甲醇： kg/h常壓塔。 表211　甲醇生產(chǎn)物料平衡匯總表組分新鮮氣循環(huán)氣入塔氣出塔氣醇后氣流量組成流量組成流量組成流量組成流量組成Nm3(v)%Nm3(v)%Nm3(v)%Nm3(v)%Nm3(v)%COCO2H2N2ArCH4CH3OHC4H9OH(CH3)2OH2O微量/合計100100100100100甲醇合成塔分離器貯 罐冷 凝根椐計算結(jié)果，可畫出甲醇生產(chǎn)物流圖，如：圖21　甲醇生產(chǎn)物流圖 　　　　　　 　　　　　　 粗甲醇精餾的物料平衡計算 1. 預(yù)塔的物料平衡(1).進料：。根椐表2表24，設(shè)出塔氣量為G出塔。生產(chǎn)工藝及主要設(shè)備計算工藝計算作為化工工藝設(shè)計，工藝管道，設(shè)備的選擇及生產(chǎn)管理，工藝條件選擇的主要依據(jù)，對平衡原料，產(chǎn)品質(zhì)量，選擇最佳工藝條件，確定操作控制指標(biāo)，合理利用生產(chǎn)的廢料，廢氣，廢熱都有重要作用。隨著C1化工的發(fā)展，由甲醇為原料合成乙二醇、乙醛和乙醇等工藝正日益受到重視。 合成甲醇的目的和意義 甲醇是極為重要的有機化工原料，在化工、醫(yī)藥、輕工、紡織及運輸?shù)刃袠I(yè)都有廣泛的應(yīng)用，其衍生物產(chǎn)品發(fā)展前景廣闊。GSSTFR是指氣液固滴流流動反應(yīng)系統(tǒng)，CO和H2在催化劑的作用下，在此系統(tǒng)內(nèi)進行反應(yīng)合成甲醇，該甲醇馬上被固態(tài)粉狀吸附劑所吸附，并滴流帶出反應(yīng)系統(tǒng)。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。(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改進型催化劑。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℃)。已經(jīng)形成的新工藝在主要是Syenetix(前ICI)的先進天然氣加熱爐轉(zhuǎn)化工藝(AGHR),Lurgi的組合轉(zhuǎn)化工藝(CR)和Tops e的自