【正文】 kt[4]，新增甲醇裝置 18 套，新增產(chǎn)能約為 850 萬噸，而且各地還在籌劃建設(shè)的甲醇產(chǎn)能高達 4320 萬噸。假設(shè)甲醇生產(chǎn)的戰(zhàn)略儲備對于調(diào)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。因低沸點組分易于氣化，則所得氣相中低沸點組分含量高于液相中的含量，而液相中高沸點組分含量，較氣相中高。下面比較其他流程對選擇單塔流程的原因做進一步闡述。 四塔流程在三塔的基礎(chǔ)上加了甲醇回收塔。下圖是單塔精餾的工藝流程圖。蒸汽自塔底上升，依次經(jīng)過所有的塔板，使蒸汽中易揮發(fā)組分逐漸增濃，而后進入冷凝器 E0103 中。 板式塔在工業(yè)上最早使用的是泡罩塔 (1813 年 )、篩板塔 (1832年 )，其后，特別是在本世紀五十年代以后，隨著石油、化學(xué)工業(yè)生產(chǎn) 的迅速發(fā)展，相繼出現(xiàn)了大批新型塔板，如 S 型板、浮閥塔板、多降液管篩板、舌形塔板等。 ⑶ 小孔篩板容易堵塞。 由給定條件知：塔頂?shù)牟僮鲏簭姙? P＝ QV’ QW’’ QL QD 9 （ 3）基準態(tài)的選擇 以 、 ℃的液態(tài)甲醇和水為熱量衡算的基準態(tài)，則： QL＝ QD＝ 0 （ 4）各股物流熱量的計算 查的甲醇與水在正常沸點下的汽化焓分別 為： Δ VHm甲醇 （ Tb） =（ Tb） = 正常沸點分別為： Tb 甲醇 ＝ Tb水 ＝ 使用 Watson 公式計算甲醇和水在 ℃的汽化焓： 1212 )11)(()(rrmVmV TTTHTH ????? 式中 Cr TTT? —— 對比溫度； TC—— 臨界溫度。 hkgrQq Vm ??? 表 熱量衡算表 基準： 1h 輸 入 輸 出 項目 kJ 項目 kJ 進料 餾出液 0 加熱蒸汽 釜殘液 冷卻水 6488530 熱損失 總計 13 第三章 精餾塔工藝設(shè)計計算 本設(shè)計即以完善小規(guī)模甲醇工藝設(shè)計并作應(yīng)用基礎(chǔ)研究為目的，查閱國內(nèi)外文獻和實際生產(chǎn)中的工藝資料，采用單塔流程，采用篩板精餾塔設(shè)計完成任務(wù)，下面對篩板塔的塔高，塔徑等進行工藝設(shè)計。因塔頂為全凝 則 ?? Dxy 由（ c）式求得第一塊板下降液體組成 9 9 9 9 9 9 11 ?????? yyx 15 利用（ a）式計算第二塊板上升蒸汽組成為 12 ??? xy 交替使用式（ a）和式（ c）直到 nFxx? ，然后改用提餾段操作線方程，直到 nWxx? 為止，計算結(jié)果見表 。 （ 4）降液管底隙高度 0h 0 39。查塔板分塊表得，塔板分為 3 塊。選用凹形受液盤，深度 39。 sm / 6 0 0 3???? LS2= smMLLLmLms /0 0 0 93 6 0 0 9 03 6 0 039。39。 圖 全塔能量平衡圖 （ 1）熱量衡算式 根據(jù)熱量衡算式，可得： LWWDVF ????? 39。 精餾塔的物料衡算 原料液及塔頂和塔底的摩爾分率 甲醇的摩爾質(zhì)量 AM =水的摩爾質(zhì)量 BM = 3 2 ???Fx ???Dx ???Wx 原料液及塔頂和塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量 FM =?+() ?= DM =?+() ?= WM =?+() ?= 物料衡算 原料處理量 hk m o lF /8 4 .6 0 0 103 7 ??? ?? 總物料衡算 F=D+W 甲醇物料衡算 WD 8 4 . 6 9 ??? 聯(lián)立解得 D= W= 質(zhì)量衡算 ∵ ＝ D＋ W ＝ ＋ 8 解得 ： D＝ W＝ 表 物料衡算表 進 出 項目 數(shù)量 （ kg/h） 項目 數(shù)量 （ kg/h） 進料 F 合計 產(chǎn)品 D 塔底出量 W 合計 熱量衡算 塔頂冷凝器的熱量衡算 （ 1）熱量衡算式 如圖所示，根據(jù)熱量衡算式，有： 圖 塔頂能量平衡圖 39。 ⑶ 塔板效率高，比泡罩塔高 15％左右。常用的精餾塔有板式塔和填料塔兩類，通稱塔設(shè)備，和其他傳質(zhì)過程一樣，精餾塔對塔設(shè)備的要求大致有：生產(chǎn)能力大，效率高，流體阻力小，有一定的操作彈性，結(jié)構(gòu)簡單，造價低，安裝檢修方便。原 6 料液不斷地由泵經(jīng)預(yù)熱器 E0101 預(yù)熱至指定的溫度而于提餾段的最上層塔板（加料板），加入塔內(nèi)。 最后，單塔流程適合與產(chǎn)量小， 純度要求不太高的上游生產(chǎn)流程 的甲醇精餾設(shè)計，其優(yōu)點是節(jié)約投資，而且減少了熱能的損耗。 其次，三塔精餾與雙塔精餾在流程上的區(qū)別在于三塔精餾采用了兩個主精餾塔，較雙塔流程多 1 個加壓塔。 工藝流程的選擇 甲醇精餾生產(chǎn)工藝有多種，分為單塔精餾，雙塔精餾，三塔精餾與四塔精餾 (即三塔加回收塔 )。例如廢甲醇中含有還原性雜質(zhì)，雖然采取萃取蒸餾的方法分離，但殘留在甲醇中的部分將繼續(xù)影響其高錳酸鉀值，若不除去繼續(xù)蒸餾，則必然會造成精餾設(shè)備的復(fù)雜性、增加甲醇的損失、增加能耗等。 [1]據(jù) Nexant Chen Systems 公司的最新統(tǒng)計，全球 20xx 年甲醇生產(chǎn)能力為 萬 t/a[6] 我國甲醇工業(yè)發(fā)展 中國甲醇工業(yè)開始于 20 世紀 50 年代，我國的甲醇工業(yè)發(fā)展是伴隨著能源與美化工工業(yè)的發(fā)展而崛起的。 20世紀 80 年代以來，甲醇用于生產(chǎn)汽油辛烷值添加劑甲基叔丁基醚，甲醇汽油，甲醇燃料以及甲醇蛋白等產(chǎn)品，大大促進了甲醇生產(chǎn)的發(fā)展和市場需要。 甲醇的用途 甲醇用途廣泛，是基礎(chǔ)的有機化工原料和優(yōu)質(zhì)燃料。 隨著現(xiàn)代社會對環(huán)境保護的要求越來越高，可用資源越來越少，搞好廢水廢液的回收利用十分重要。 農(nóng)藥、醫(yī)藥的重要原料之一。 1982 年全世界的甲醇產(chǎn)量不足 103kt，預(yù)計到 20xx 年達到約 7200 萬噸 [1]。 關(guān)鍵詞 ： 甲醇精餾； 工藝設(shè)計； 單塔；流程圖 The Design of Single Tower Distillation Process 30kt/a Methanol Abstract: Through this project is designed to understand the development process of methanol distillation and recycling waste of methanol, the methanol of waste conversion into energy, full use of turning waste into treasure, harm into, which saves natural resources and energy, but also to achieve the purpose of the production profitability, the design introduces the methanol distillation process. Since the waste of methanol contains a variety of anic impurities in and water, need refining. Due to the small production, the design uses a single column process technology,the separation effect of the process is good, easy to operate, the process is simp le, with a high practical value. Methanol distillation section of the whole process for material balance ,heat balance and process size design of the tower, get the results as follows, methanol, the purity of % in methanol 13,800 tons is got through single column distillation in 30kt/a of waste ,methanol into the heat balance in feeding a heat of , heating steam heat is , calculate the heat loss is , choice of sieve tray, sieve tower structure is simpler than the float valve tower, ease of processing, large capacity, high tray efficiency, lower pressure drop. Sieve tower process design calculations as follows, the actual plate number is 32, the rectifying section is 13 plates, stripping section is 19 plates. Section 14 of the feed plate. The number of sieve is 2756, the total height of the tower is meters, diameter of one meter tower and other relevant data. Key words: methanol distillation； process design； Single tower； Flow chart III 主要符號說明 英文字母 Aa 塔板開孔區(qū)面積， m2 h’W 進口堰高度， m Af 降液管截面積， m2 hσ 與克服表面張力的壓降相當(dāng) 的液柱高度， m 液柱 A0 篩孔總面積， m2 Hd 降液管內(nèi)清液層高度， m AT 塔截面積， m2 HP 人孔處塔板間距， m C0 流量系數(shù)，無因次 HT 塔板間距， m C 計算時的負荷系數(shù)， lW 堰長， m Cs 氣相負荷因子， m/s Ls 液體體積流量， m3/s d0 篩孔直徑， m n 篩孔數(shù)目 D 塔徑， m NT 理論板層數(shù) eV 液沫夾帶量， kg(液 )/kg(氣 ) P 操作壓力， Pa ET 總板效率，無因次 ΔP 壓力降， Pa F 氣相動能因子， kg1/2/(s*m1/2) ΔPp 氣體通過每層篩板的壓降， Pa F0 篩孔氣相動能因子， kg1/2/(s*m1/2) t 篩孔的中心距， m hW 出口堰高度， m u 空塔氣速， m/s h1 進口堰與降液間的水平距離 ,m u0 氣體 通過篩孔的速度， m/s hc 與干板壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨龋?m液柱 u0,min 漏液點氣速， m/s hd 與液體流過降液管相當(dāng)?shù)囊褐叨龋?m u39。 參考文獻 .....................................................................................................................................41 附錄 A ...........................................................................................................................................33 附錄 B ...........................................................