【正文】 設(shè)備之間的連接方式，包括所有物料流、能量流和其它相互作用(例如由控制系統(tǒng)執(zhí)行的相互作用)。當(dāng)合成催化劑后期生產(chǎn)的粗甲醇進行蒸餾時，有時為確保精甲醇的質(zhì)量，以保證精餾塔進料位置降低，同時適當(dāng)加大回流比。當(dāng)改變回流比時，由于操作的變動，必然會引起塔內(nèi)每層板上濃度(組成)和溫度的改變，影響甲醇的質(zhì)量和甲醇的收率，必須通過調(diào)節(jié)，控制塔內(nèi)適宜的溫度，達到新的平衡，在粗甲醇含量和產(chǎn)量確定的條件下，甲醇精餾系統(tǒng)正確的設(shè)計十分關(guān)鍵。一般情況下，～2倍。三塔流程（）的主要特點是，加壓塔塔頂冷凝潛熱用作常壓塔塔釜再沸器的熱源，這樣既節(jié)省加熱蒸汽，還節(jié)省冷卻水，達到節(jié)能的目的。粗甲醇塔中部加料口送入，輕組分由塔頂排出，高沸點的重組分在進料板以下若塔板處引出，水從塔底排出，產(chǎn)品甲醇在塔頂以下若干塊塔板引出。這對石油化工原料的多樣化，面對石油資源日漸枯竭對能源結(jié)構(gòu)的改變，具有重要意義。甲醇能和水以任意比互溶，但不形成共沸物，能和多數(shù)常用的有機溶劑(乙醇、乙醚、丙酮、苯等)混溶，并形成恒沸混合物。在確定粗甲醇精餾的工藝流程時，應(yīng)對生產(chǎn)過程中能耗、自動化程度、精甲醇質(zhì)量要求等進行綜合考慮，合理選擇適當(dāng)?shù)木s方法。400kt/a甲醇精餾工段初步設(shè)計 400kt/a甲醇精餾工段初步設(shè)計畢業(yè)設(shè)計目錄第一章文獻綜述 1 1 1 2 甲醇的簡介 2 甲醇精餾流程發(fā)展 3 工藝流程概述 3 典型的工藝流程 3 影響精餾操作的因素與調(diào)節(jié) 6 8 8 Aspen Plus 化工模擬系統(tǒng)軟件 8第二章 甲醇精餾工段物料衡算 10 甲醇精餾原理 10 預(yù)精餾塔的作用 10 加堿對甲醇精餾的改善 10 萃取精餾在甲醇精餾中的應(yīng)用 11 加壓塔的節(jié)能效應(yīng) 11 回流比的選擇 12 四塔精餾工段工藝的物料衡算 12 甲醇精餾工段物料衡算任務(wù) 12 甲醇精餾工段物料衡算計算原理[18] 13 甲醇精餾工段物料衡算 13第三章 ASPEN PLUS工藝流程模擬與分析 22 aspen簡捷法計算 22 22 24 26 27 29 29 整個四塔甲醇的回收率 3常壓塔、回收塔采出甲醇的濃度 34 35 預(yù)塔模擬分析 35 加壓塔模擬分析 36 常壓塔模擬分析 37 回收塔模擬分析 38第四章 常壓塔冷卻器的設(shè)計 39 39[18] 39 40 工藝結(jié)構(gòu)尺寸 41 42 42 43 確定折流擋板形狀和尺寸 47 波形膨脹節(jié) 48 設(shè)備主要附件的選擇[17] 48 接管及法蘭的選型 48 左管板的選型 50 換熱管的選擇 51 左管箱短節(jié)的選擇 51 左管箱封頭的選擇 52 左管箱隔板的選擇 52 左管箱法蘭和密封墊片的選型 52 右管板 53 右管箱設(shè)計 53 鞍座的選型 53 設(shè)計結(jié)果一覽表 54第五章 結(jié)論 55參考文獻 55致 謝 57附 錄 58III第一章文獻綜述在世界基礎(chǔ)有機化工原料中，甲醇是僅次于乙烯、丙烯和苯，列居第四位的重要基本有機化工原料之一。精餾主要是除去易揮發(fā)組分，如二甲醚、以及難以揮發(fā)的組分，如乙醇、高級醇、水等[1]。 甲醇的簡介純甲醇為無色透明略帶乙醇氣味的易揮發(fā)液體，沸點65℃，℃。又如甲醇可以裂解制烯烴。（1）單塔流程描述單塔流程（）為粗甲醇產(chǎn)品經(jīng)過一個塔就可以采出產(chǎn)品。同樣，常壓塔塔頂出的精甲醇一部分作為回流，一部分與加壓塔產(chǎn)品混合進入甲醇產(chǎn)品儲槽。最終反映在塔的分離效率上，是重要的操作參數(shù)之一。在調(diào)節(jié)回流的同時，要注意板式塔的操作特點，防止液泛和嚴重漏液，都將會造成塔內(nèi)操作溫度的混亂。如果粗甲醇的組分變化較大時，則需適當(dāng)改變其進料板的位置，或是改變回流比，才保證粗甲醇的分離效率。這些規(guī)定可以是設(shè)備的結(jié)構(gòu)和操作參數(shù)(如精餾塔的理論級數(shù)、反應(yīng)器的體積)，也可以是關(guān)于設(shè)備功能的要求(如分離過程中某些組分的回收率、反應(yīng)器的轉(zhuǎn)化率)。（3）分析裝置“瓶頸”，為設(shè)備檢修與設(shè)備更換提供依據(jù)。用于計算熱力學(xué)性質(zhì)和傳遞性質(zhì)的方法和模型都組裝為選擇集。(4)具有經(jīng)濟評價及其它功能。第二章 甲醇精餾工段物料衡算 甲醇精餾原理甲醇精餾的目的，是實現(xiàn)甲醇與水及有機物等雜質(zhì)的分離，生產(chǎn)出合格的精甲醇產(chǎn)品。 加堿對甲醇精餾的改善利用NaOH處理在精餾過程中難以分離的雜質(zhì)，例如粗甲醇中的酸類、酯類等，使其生成較容易被脫出的鹽。這類物質(zhì)的沸點較高，且易與甲醇形成低于甲醇沸點的共沸物，主要集中在預(yù)塔塔頂而大量進入二級冷凝器回流液?！t取加壓塔回流比R=回流量=RD=22209=64406kg/h 加壓塔全塔物料流程圖4）常壓塔物料衡算（1）入料總?cè)肓狭?加壓塔塔底總出料量=33003kg/h其中①甲醇=33003=②水=③NaOH=④初餾物=（2）出料①側(cè)線排出量=初餾物+水+甲醇初餾物=（%+%）=%則 側(cè)線排出量=其中：甲醇==(%)水==（%）初餾物=（%）②塔底排出殘液其中：NaOH=水=入料水側(cè)線排出==塔底排出殘液中含甲醇量=（殘液中水+NaOH）殘液甲醇含量/（1殘液中甲醇含量）=（+）（）=殘液總量=水量+NaOH+醇量=++=③塔頂塔頂采出精甲醇=入塔精甲醇側(cè)線排出殘液中含醇量==總出料量：塔頂精甲醇=塔側(cè)線=初餾物+水+甲醇=塔底殘液=NaOH+水+甲醇=（3）回流量回流量=RD=2= 常壓塔全塔物料流程圖5）回收塔物料衡算（1）入料入料量=側(cè)線排出量=其中 甲醇= 水= 初餾物=（2）出料：①塔頂采出精甲醇量==(%)②側(cè)線抽出物甲醇=入料甲醇塔頂甲醇==（%）側(cè)線抽出物=其中乙醇==異丁醇==水==甲醇=③塔底其中水=入料水量側(cè)線出水==異丁醇=入料異丁醇側(cè)線抽出異丁醇==乙醇=入料乙醇側(cè)線出乙醇==總量=水量+異丁醇+乙醇=++=（3）回流液量回流比：R取7回流量=DR=7= 回收塔全塔物料流程圖6）粗甲醇中甲醇回收率甲醇回收率=（加壓塔采出精甲醇量+常壓塔采出精甲醇量+回收塔采出精甲醇量）/粗甲醇中精甲醇量=（22209++）/=%第三章 ASPEN PLUS工藝流程模擬與分析ASPEN PLUS模擬思路如下： 通過物料恒算得出塔頂采出量D，通過DSTWU模塊進行四塔的簡捷計算，得出Actual reflux ratio（即回流比R）、Number of stages(即塔板數(shù))、Feed stage（進料板）的數(shù)值，考慮到實際情況，用以上值乘一適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)做為實際四塔的模擬數(shù)據(jù)，結(jié)合物料恒算的結(jié)果，在RadFrac模型下進行整個四塔的實際模擬。（1）理論版與進料位置分析 預(yù)塔組分分布圖預(yù)塔的理論板數(shù)在有的資料中提到為26塊，在國外資料中查到的設(shè)計基準也有采用24塊理論板的，在預(yù)塔的流程模擬中我們選取40塊理論版。此外，由于加壓塔回流溫度較高不利于塔頂甲乙醇的分離，在加壓塔頂氣流在常壓塔再沸器中換熱后再與粗甲醇或預(yù)后甲醇換熱使之過冷5～10℃，這樣還可改善加壓塔回流泵氣蝕性能。 常壓塔內(nèi)甲醇與乙醇組分含量與理論板數(shù)的關(guān)系 回收塔模擬分析精餾回收塔是國內(nèi)文獻很少涉及的部分，甲醇回收塔的形式多種，國內(nèi)主要有提餾、精餾（有無側(cè)線）、氣提帶回流的氣提（有無側(cè)線），工藝形式也是多種，甲醇回收塔對常壓精餾的塔底產(chǎn)品或側(cè)線采出物進行精餾或氣提操作?！?W = m2 NB=9000/250－1=59(塊)殼程流體進出口接管：取接管內(nèi)甲醇流速為u=, q=,則接管內(nèi)徑為===取標(biāo)準管徑為50mm管程流體進出口接管：取接管內(nèi)水流速為u=, q=87753/994/3600=。設(shè)管粗糙度 , 查關(guān)系圖得 = = ====(+)=8744 Pa管程流動阻力在允許范圍之內(nèi)B. 殼程阻力 其中，ΔP1‘——流體橫過管束的壓降，pa ΔP2‘——流體流過折流板缺口的壓強降，pa Fs——殼程壓強降的結(jié)垢正因數(shù)，無因次， Ns——串連殼程數(shù)。波形膨脹節(jié)的壁厚與殼體相同，為10mm。接管的標(biāo)記：接管 Φ90 L=125 ③接管法蘭的選擇： 查《大學(xué)工程制圖》（華東理工大學(xué)出版社，2005）表145，接管外徑dH=159mm的板式平焊鋼制管法蘭的公稱通徑DN=150mm。 （3）管口C管口C為排氣口。（5）管口E管口E為排污口。管板的設(shè)計壓力為管、殼程設(shè)計壓力中的大者。開孔形狀見設(shè)備圖。)具體見設(shè)備圖。材質(zhì)也是Q235A。 左管箱法蘭和密封墊片的選型(1)法蘭：根據(jù)公稱直徑，查《化工設(shè)備機械基礎(chǔ)》(化學(xué)工業(yè)出版社，2008)書中表103。左管箱總重量：33+24+172++(+)2=。②右管箱隔板厚度的選擇：厚度與左管箱隔板相同，為10mm。重量略。3）通過對四塔精餾的物料衡算和常壓塔的冷卻器的設(shè)計，充分的驗證了四塔精餾的可靠性4）通過AutoCAD制圖和手繪制圖的比較，證明了電腦技術(shù)對化工設(shè)計的改善。附 錄附錄一：40萬噸/年甲醇精餾四塔物料流程圖（PFD）.A1附錄二：40萬噸/附錄三：40萬噸/年甲醇精餾四塔物料流程（PFD）附錄四：40萬噸/年甲醇精餾回收塔帶控制點的工藝流程（PID）CAD圖紙. A1附錄五：40萬噸/附錄六：40萬噸/59