【正文】 初才完全摒棄了這一方法。市場的需求必然導致甲醇產量的迅速增加。以甲醇為原料制得的人工蛋白稱為甲醇蛋白。DistillationAbstractMethanol ，as an important organic chemical raw material，should be put forward more requirements for higher quality. Now understanding and getting familiar with the refining process of methanol are being more mon. Through the distillation operation, we can refine crude methanol. The　design needs to refine the methanol material till its contained alcohol purity amount to a percentage of . According to a modern understanding of the distillation process design of methanol， the threetowerdistillation technique of methanol is ahead of other processes for its low power consumption and the good quality of its products. Based on the threetowerdistillation process，this design does the material calculation， energy calculation and equipment selection for raw methanol. I also calculate the size of the main process equipmentatmospheric tower，make the layout of the workshop for the preliminary design and enable people to have a more profound understanding of the purification coarse for methanol. Key words：Methanol；Process design；Threetowerdistillation；Atmospheric tower目 錄1前言 1 1 甲醇的物理性質 1 甲醇的化學性質 1 甲醇的用途 1 甲醇工業(yè)的發(fā)展及現(xiàn)狀 2 2 中國甲醇工業(yè)發(fā)展前景 4 甲醇精餾方法的比較 5 甲醇精餾的概述 5 甲醇精餾方法 52 精餾工藝流程的設計 7 甲醇精餾工藝流程比較 7 銅基催化劑合成粗甲醇的單塔精餾 7 銅基催化劑合成粗甲醇的雙塔精餾 7 銅基催化劑合成粗甲醇的三塔精餾 7 精餾設備的選擇 8 精餾塔的介紹和選擇 8 其他部分設備的介紹 11 113 工藝計算 13 物料衡算 13 預塔的物料衡算 13 主塔的物料平衡計算 14 能量衡算 14 預塔的熱量衡算 14 加壓塔的熱量衡算 16 常壓塔的熱量衡算 17 精餾系統(tǒng)能量結果匯總 184 常壓精餾塔設計 20 基礎數(shù)據(jù) 20 塔板數(shù)的計算 21 21 21 21 22 22 22 精餾段與提餾段的體積流量 23 23 24 塔徑計算 26 26 27 28 28 28 29 塔板流體力學驗算 30 30 31 31 塔板負荷性能圖 32 32 液泛線 32 液相負荷上限線 33 漏液線 33 液相負荷下限線 33 常壓塔工藝計算匯總 34 35 塔高設計 35 接管設計 355結論 37謝辭 38參考文獻 39附錄 401前言 甲醇的物理性質甲醇是最簡單的飽和一元醇，化學式為：，在常溫常壓下，單質甲醇是無色、易揮發(fā)、有酒精氣味的有毒液體。而通過精餾操作，可以將粗甲醇進行精制。繪制圖紙4張：工藝流程圖、重點主設備結構圖、部分車間平面圖、部分車間豎面圖。因此，甲醇工業(yè)的發(fā)展具有戰(zhàn)略意義。根據(jù)對汽車代用能源的預測，甲醇是必不可少的替代品之一。根據(jù)設計結論對所需設備進行選型。最后撰寫論文，完成畢業(yè)設計。Process Design of Section此外，在合成材料、醫(yī)藥、農藥、香料、染料和油漆等工業(yè)中，甲醛是不可缺少的溶劑和原料?？梢姡状甲靼l(fā)動機的燃料，經濟上是合理的，所以可以代替汽油作為輪船、機車、飛機的燃料，也可以做發(fā)電廠輪機的燃料。到了1661年，德國的Robert Boyle發(fā)現(xiàn)焦木酸含有一種“中性物質”，稱它為木醇（Wood Alcohol）。高壓法甲醇生產裝置成功投產后，引起了世界各國廣泛重視，紛紛開展甲醇實驗室研究進行合成和工業(yè)生產開發(fā)。到了1982年，世界各國所采用ICI中低壓法生產的甲醇年總量達到1028萬噸，占世界甲醇總量的近50%，；而采用Lurgi低壓法已經建成以及正在建設的甲醇生產裝置的總生產能力達到了606萬噸，占了世界甲醇總生產能力近30%。在未來的幾年內，更多超大規(guī)模的甲醇生產裝置的集中投產，必將對國際甲醇生產和消費市場產生重大的影響。進入了90年代，隨著甲醇的需要快速增長，通過引進技術和自主技術的開發(fā)建成數(shù)十套甲醇和聯(lián)醇的生產裝置，這樣使我國的甲醇行業(yè)得到了前所未有的進步。假設甲醇生產的戰(zhàn)略儲備對于調節(jié)甲醇的市場價格、促進煤化工的長期發(fā)展和保證我國能源的安全均有重要意義。例如反應溫度偏高，甲醇分離不好，會生成醚類、醛類、酮類等羰基物；進塔氣中水汽濃度過高，可能生成有機酸；催化劑及設備管線中帶入微量鐵，那么可能有各種烴類生成；原料氣中脫硫不盡，會生成硫醇、甲基硫醇，使甲醇呈異臭。（2）化學精餾方法 當采用蒸餾的方法不能將雜質降低至精甲醇所要求的指標時，則需要用化學凈化的方法破壞掉這些雜質。2 精餾工藝流程的設計 甲醇精餾工藝流程比較 銅基催化劑合成粗甲醇的單塔精餾由于催化劑為銅基催化劑，較使用鋅鉻催化劑得到的粗甲醇產品中的還原性雜質的含量大大的減少，特別是二甲醚的含量幾十倍的降低了，因此在取消了化學凈化步驟的同時，甚至可以將甲醇水重組分在一個塔內進行分離，這樣就可以獲得一般工業(yè)上所需要的精甲醇。主精餾塔主要除去重組分，其中包括了水、乙醇和高級醇等，同時得到符合要求的精甲醇。粗甲醇在槽內加入堿液進行中和后進再沸器加熱，然后進入預塔，在預塔頂分離出輕組分，塔釜液由預塔的塔釜送出，經過加壓泵送至加壓塔。精餾塔的優(yōu)劣直接影響到了生產裝置中產品的質量、產品的回收率、生產能力以及污水處理等環(huán)保問題。根據(jù)本設計，年產量10萬噸精甲醇，物料量比較大，應該采用板式塔。它的每層塔板上開著若干個小孔，孔上還焊有短管來作為上升氣體通道，稱之為升氣管。但是目前仍有采用的工廠。由于過去對于篩板塔的性能研究并不充分，認為操作不易穩(wěn)定，所以沒有普遍采用，直到20世紀的50年代初，對篩板塔結構和性能作了較充分的研究，認識到了 只要設計合理和操作正確，同樣可以獲得較滿意的塔板效率，以及可觀的操作彈性，所以近年來篩板塔的應用又日漸廣泛。浮閥開度隨著氣體負荷而改變?？梢姼￠y塔的優(yōu)點明顯：第一，生產能力大。第五，塔的造價低。冷凝器其作用正好相反，將蒸汽進行冷凝為液體，部分或者全部冷凝液參與回流，提供精餾塔內下降的液流，保證氣液相傳質。從加壓塔底部出來的粗甲醇因加壓塔自身的壓力直接通過預熱器（E01c）加熱后輸送到常壓塔（T03）。(1)進料帶入熱量進料帶入加壓塔的熱量列表37表37加壓塔精餾入熱表物料進料回流液加熱蒸汽組分甲醇水＋堿液甲醇流量kg/h溫度℃100100115比熱kJ/kg℃熱量kJ/hQ蒸汽總計kJ/hQ蒸汽則有吧Q入＝Q進料＋Q回流＋Q蒸汽 ＝＋＋Q蒸汽 ＝＋Q蒸汽(2)物料帶出熱量出料帶出加壓塔的熱量列表38表38 加壓塔精餾出熱表物料精甲醇回流液塔底出料熱損失組分甲醇甲醇甲醇水＋堿流量kg/h溫度℃115115124124比熱kJ/kg℃汽化熱熱量kg/h5%Q入所以有 Q出＝Q精甲醇＋Q回流＋Q塔底＋Q熱損失 ＝＋＋＋＋5%Q入 ＝＋5%Q入 根據(jù)加壓塔精餾能量守恒 即：Q入＝Q出 也即：＋Q蒸汽＝＋5%Q入 解得：Q蒸汽＝ 加壓塔采用中壓蒸汽加熱所需要的蒸汽量為G2蒸汽＝＝回流液和產品的冷凝潛熱 Q潛＝（＋）＝ 可提供給常壓塔再沸器的熱量為： Q供＝Q潛（1－5%）＝（1－5%）＝ 常壓塔的熱量衡算設計的操作條件為：塔頂溫度65℃，塔釜溫度105℃，進料溫度70℃，回流液溫度為40℃，冷卻水進口溫度30℃，出口溫度40℃，.(1)物料帶入熱量常壓塔的入塔能量見下表表39常壓塔入熱表物料進料回流液再沸器加熱組分甲醇水＋堿甲醇流量kg/h溫度℃7070040比熱kJ/kg℃熱量kg/hQ加熱 有 Q入＝Q進料＋Q回流液＋Q加熱 ＝＋＋＋Q加熱 ＝＋Q加熱 (2)物料帶出熱量常壓塔的出塔熱量見下表表310 常壓塔出熱表物料精甲醇回流液釜液熱損失成分甲醇甲醇甲醇水＋堿流量kg/h溫度℃6565105105比熱 kJ/kg℃2,96潛熱kJ/kg熱量kJ/h5%Q入 則有 Q出＝Q精甲醇＋Q回流液＋Q釜液＋Q熱損失 ＝＋＋＋＋5%Q入 ＝＋5%Q入 根據(jù)常壓塔精餾的能量守恒 有 Q入＝Q出 即 ＋Q加熱＝＋5%（＋Q加熱）解得 ： Q加熱＝又因為常壓塔可供熱：Q供＝中壓蒸汽加熱量為：Q蒸汽＝Q加熱－Q供＝－＝所以得到所需蒸汽量： G3蒸汽＝＝冷卻水用量計算 對熱流體：Q入＝44278240kJ/h Q出＝Q精甲醇（液）＋Q回流液（液）＝（＋）40＝ Q傳＝Q入（1－5%）－Q出＝4427824095%－＝所以冷卻水的用量為：G3水＝＝ 精餾系統(tǒng)能量結果匯總（1）外加蒸汽總量：G蒸汽＝G1蒸汽＋G2蒸汽＋G3蒸汽 ＝＋＋ ＝（2）冷卻水總量：G水＝G1水＋G3水 ＝＋ ＝（3）熱量平衡匯總見下表：表311 精餾系統(tǒng)能量衡算總表項目物流預塔加壓塔常壓塔帶入熱量kJ/h進料回流加熱合計帶出熱量kJ/h塔頂出料塔釜出料熱損失合計4 常壓精餾塔設計已知： （1）% （2）操作條件為： 塔頂壓力：106Pa 塔底壓力：106Pa 塔頂溫度：65℃ 塔底溫度：105℃ 回流液溫度：40℃ 進料溫度：70℃ 基礎數(shù)據(jù)（1）常壓塔進料的液相中甲醇的含量：100%＝≈查表[1]%。 已知Wd ＝，選取的無效邊緣區(qū)Wc ＝，泡沫區(qū)的寬度Ws ＝，則可以計算出鼓泡區(qū)的面積[10]：其中， 所以： 根據(jù)物系無腐蝕性，可以選用的碳鋼板，其孔直徑，按正三角形排列，取孔中心距 那么 個按照N=1880個重新?lián)Q算F，如下：則有：可見，閥孔動能因素變化很小，符合要求。由，得到：那么： 液相負荷下限線 取板上液層高度how ＝由以上各線的方程式，畫出塔的操作負荷性能圖：從圖里可以看出：。因為其優(yōu)點明顯：第一，生產能力大；第二，操作彈性大；第三，塔板的效率高；第四，氣體的壓強降及液面落差比較??；第五，塔的造價低。數(shù)十個個學生的論文需要李老師指導，可見他的任務量很大，但李老師仍然不辭辛苦、盡自己最大的努力指導、幫助我們克服寫論文中遇到的難題，他的精神將一直激勵著我們。s higher oc tane rating, thereby improving engine efficiency, this adv