【正文】 ? smu /39。 /h1 6 5 .3 9 k m o lV=V39。本設(shè)計(jì)采用篩板塔。有時(shí)也可使從塔頂逸出的蒸汽在冷凝器內(nèi)全部冷凝，再將所得餾出液分為兩部分：一部分作為回流送回塔頂，另一部分則送入冷卻器加以冷卻。四 塔精餾和三塔精餾一樣節(jié)約蒸汽，節(jié)省冷卻水。如此反復(fù)，低沸點(diǎn)組分不斷 提高。在未來的幾年內(nèi)，更多超大規(guī)模的甲醇生產(chǎn)裝置 的集中投產(chǎn)，必將對(duì)國(guó)際甲醇生產(chǎn)和消費(fèi)市場(chǎng)產(chǎn)生重大的影響。 甲醇為最簡(jiǎn)單的飽和脂肪醇，其化學(xué)性能活潑，易燃燒。精餾主要是除去易揮發(fā)組分，以及難以揮發(fā)的組分，如水等 [2]。第 14 塊為進(jìn)料板。 對(duì)甲醇精餾工段 全流程進(jìn)行 物料熱量衡算以及塔的工藝尺寸設(shè)計(jì)，得到計(jì)算結(jié)果如下，廢 甲醇 3 萬噸經(jīng)過單塔精餾得到純度為 %的甲醇 萬噸，熱量衡算中進(jìn)料熱量為,加熱蒸汽熱量 ,算出熱損失 。 隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展， 甲醇的用途很廣，也必然會(huì)存在浪費(fèi)，對(duì)環(huán)境造成的污染非常嚴(yán)重，而且， 可用資源越來越少， 因此，對(duì)于廢甲醇的回收意義重大，關(guān)于這一課題的研究也越來越多。能與水、醇類、乙醚、苯、酯類 、鹵代烴和許多其他有機(jī)溶劑互溶，但是不與脂肪烴類化合物混溶。 1982 年全世界的甲醇產(chǎn)量不足 103kt，預(yù)計(jì)到 20xx 年達(dá)到約 7200 萬噸 [3]。對(duì)于由沸點(diǎn)不同的組分組成的混合液，加熱到一定溫度，使其部分氣化，并將氣相與液相分離。但是三塔流程比一塔流程復(fù)雜，投資大，操 5 作難度大。塔底液 體的一部分稱為殘液，不斷地被引出，入貯槽 V0102，剩余部分則送入蒸餾釜內(nèi)間接蒸汽被加熱氣化。 ⑵ 操作彈性較小 (約 2～ 3)。 據(jù)： Cpm＝ a＋ bT＋ cT2＋ dT3 查得：（甲醇） a= b= 10－ 3 c=－ 10－ 6 （水） a= b= 10－ 3 c=－ 10－ 6 故甲醇的比熱容為： )]./([ 263Kmo lJC pm＝ －＋＝－－甲醇 ???? 水的比熱容為： )]./([ 5 5 263Kmo lJC pm＝ －＋＝－水 ???? ? 由此可求得進(jìn)料與釜?dú)堃旱臒崃糠謩e為： )/(9 4 8 7 2 . 2 4] 9 2 [ 8 4)()1()(hkJtCxFtCFxQ FpmFFpmFF?????????????）（水甲醇 )/(41 4 8 9 0 7 . 1] 9 . 8 650 0 [ 2 5)()1()(hkJtCxWtCWxQ WpmWWpmWW?????????????）（水甲醇 將以上結(jié)果代入到熱量衡算式中： ＋ ＝ 0++ 106 12 解得： QV＝ kJ/h 熱損失為： QL＝ ＝ （ kJ/h） （ 5）加熱蒸汽的用量 設(shè)加熱蒸汽的用量為 qm’ ，則： QV＝ qm’ .r 已知蒸氣的壓力為 5kgf/cm2（絕壓），查得該壓力下蒸汽的汽化熱為 r＝ 2113kJ/kg 由此可求得加熱蒸汽用量為： )/( 39。 提餾段： T3600 fhAHL? ? ss 6 0 00 0 5 2 6 0 0 ??? ??? 故降液管設(shè)計(jì)合理。 50Wh mm? 。39。39。能滿足某些工藝的特性：腐蝕性，熱敏性，起泡性等。 流程簡(jiǎn)單、操作方便、運(yùn)行穩(wěn)定。在甲醇精餾流程的選擇上，往往以規(guī)模的大小來確定裝置。特別是近年來，由于國(guó)際油價(jià)的節(jié)節(jié)攀升，煤化工工業(yè)對(duì)發(fā)揮我國(guó)豐富的煤炭 資源優(yōu)勢(shì)，以此補(bǔ)充我國(guó)油氣資源的不足與滿足對(duì)化工產(chǎn)品的需求，保障能源安全，推動(dòng)煤炭清潔利用，促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮了重要作用。 也是一種新型的清潔能源 。對(duì)甲醇純度的要求很高。0 液體通過降液管底隙的速度， m/s hf 塔板上鼓泡高度， m Vs 氣體體積流量， m3/s h1 與板上液層阻力相當(dāng)?shù)囊褐叨龋?m 液柱 Wc 邊緣無效區(qū)寬度， m hL 板上清液層高度， m Wd 弓形降液管寬度， m h0 降液管的底隙高度， m Ws 破沫區(qū)寬度， m hOW 堰上液層高度， m Z 板式塔的有效高度， m IV 希臘字母 β 充 氣系數(shù)，無因次 δ 篩板厚度， m θ 液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間， s μ 粘度， mPa/s ρ 密度， kg/m3 б 表面張力， N/m Ф 開孔率，無因次 1 引 言 甲醇是極為重要的有機(jī)化工原料，在化工、醫(yī)藥、輕工、紡織及運(yùn)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。 參考文獻(xiàn) .....................................................................................................................................41 附錄 A ...........................................................................................................................................33 附錄 B ...........................................................................................................................................43 年產(chǎn) 3 萬噸甲醇精餾工藝設(shè)計(jì) 摘要 ： 通過本課題的設(shè)計(jì)了解甲醇精餾的 發(fā)展歷程和廢甲醇的回收利用， 把廢甲醇轉(zhuǎn)化成能源，進(jìn)行充分利用變廢為寶、化害為利，既節(jié)約了自然資源和能源，又達(dá)到了生產(chǎn)創(chuàng)利的目的，本設(shè)計(jì) 主要介紹 了 甲醇精餾工藝。 1982 年全世界的甲醇產(chǎn)量不足 103kt，預(yù)計(jì)到 20xx 年達(dá)到約 7200 萬噸 [1]。 隨著現(xiàn)代社會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)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。 20世紀(jì) 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(jìn)了甲醇生產(chǎn)的發(fā)展和市場(chǎng)需要。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(huì)造成精餾設(shè)備的復(fù)雜性、增加甲醇的損失、增加能耗等。 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(gè)主精餾塔，較雙塔流程多 1 個(gè)加壓塔。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)。 ⑶ 塔板效率高，比泡罩塔高 15％左右。 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。 sm / 6 0 0 3???? LS2= smMLLLmLms /0 0 0 93 6 0 0 9 03 6 0 039。查塔板分塊表得，塔板分為 3 塊。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(jì)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(jì)算結(jié)果見表 。 由給定條件知：塔頂?shù)牟僮鲏簭?qiáng)為 P＝ QV’ QW’’ QL QD 9 （ 3）基準(zhǔn)態(tài)的選擇 以 、 ℃的液態(tài)甲醇和水為熱量衡算的基準(zhǔn)態(tài)，則： QL＝ QD＝ 0 （ 4）各股物流熱量的計(jì)算 查的甲醇與水在正常沸點(diǎn)下的汽化焓分別 為： Δ VHm甲醇 （ Tb） =（ Tb） = 正常沸點(diǎn)分別為： Tb 甲醇 ＝ Tb水 ＝ 使用 Watson 公式計(jì)算甲醇和水在 ℃的汽化焓： 1212 )11)(()(rrmVmV TTTHTH ????? 式中 Cr TTT? —— 對(duì)比溫度； TC—— 臨界溫度。 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(jì)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。下圖是單塔精餾的工藝流程圖。下面比較其他流程對(duì)選擇單塔流程的原因做進(jìn)一步闡述。假設(shè)甲醇生產(chǎn)的戰(zhàn)略儲(chǔ)備對(duì)于調(diào)節(jié)甲醇的市場(chǎng)價(jià)格、促進(jìn)煤化工的長(zhǎng)期發(fā)展和保證我國(guó)能源的安全均有重要意義。 甲醇作為化工基本原料， 用來制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫酸二甲脂等多種有機(jī)產(chǎn)品，也是農(nóng)藥、醫(yī)藥的重要原料之一。 2 第一章 文獻(xiàn)綜述 本課題研究的目的和意義 隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，甲醇作為 基礎(chǔ)的有機(jī)化工原料和優(yōu)質(zhì)燃料， 在石油化工、醫(yī)藥、輕紡、生物化工以及能源、交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)均有廣泛用途，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位 [1]。我 國(guó)政府已充分認(rèn)識(shí)到發(fā)展車用替代燃料的重要性。 年產(chǎn) 3 萬噸甲醇精餾工藝設(shè)計(jì) The Design of Single Tower Distillation Process 30kt/a Methanol 目錄 摘要 ............................................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。并開展了這方面的工作。甲醇的消耗量也逐漸增大， 80年代以來，世界的甲醇總需求量增長(zhǎng)很快，平均年增長(zhǎng)率約 8%。 作為新一代燃料， 甲醇是一種 易燃易揮發(fā)的無色透明液體，具有與傳統(tǒng)液體燃料極為相近的燃燒性能，辛烷值高，抗爆性能好，產(chǎn)品的運(yùn)輸、儲(chǔ)存、分裝加注和使用也與汽油、柴油燃料極 3 為相似。 4 甲醇精餾的方法 物理 精餾方法，就是利用甲醇、水、有機(jī)物雜質(zhì)的揮發(fā)度不同、沸點(diǎn)不同，通過精餾方法將雜質(zhì)、水、甲醇進(jìn)行分離。 首先，雙塔精餾流程簡(jiǎn)單、操作方便和運(yùn)行穩(wěn)定，產(chǎn)量大。 圖 甲醇 精餾工藝的單塔流程 單塔精餾工藝流程圖，本設(shè)計(jì)精餾工段為分離甲醇－水混合物。目前從國(guó)內(nèi)外實(shí)際使用情況看，主要的塔板類型為浮閥塔、篩板塔及泡罩塔，而前兩者使用尤為廣泛。 查的甲醇和水的臨界溫度分別為： TC甲醇 ＝ TC 水 ＝ 對(duì)于甲醇： 1 ??rT 6 5 8 1 3 3 72 ??rT ∴ )/ mo lkJHmV （）（甲醇 ?????? 對(duì)于水： 5 7 6 2 ??rT 5 2 1 4 3 72 ??rT ∴ )/( )( mo lkJHmV ＝）－－（℃ ??? 由此可計(jì)算進(jìn)入塔頂冷凝器蒸氣的熱量為： )/(104 88 )(1 65 . 39)()1()(6039。 表 板號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 y x ≤ xF 板號(hào) 9 10 11 12 13 14 y x ≤xW 精餾塔的理論塔板數(shù)為 TN =14（包括再沸器） 進(jìn)料 板位置 7?FN 實(shí)際板層數(shù)的求取 （ 1） 精餾段和提餾段的相對(duì)揮發(fā)度 根據(jù)表 2，用內(nèi)插法求得 ?F? ?D? ?w? 則精餾段的平均揮發(fā)度 ???? FD ??? 精 提餾段的平均揮發(fā)度 ???? FW ??? 提 （ 2）全塔效率 ET 和實(shí)際塔板數(shù) 全塔效率可用奧爾康公式： )( ?? LTE ?? 計(jì)算 所以精餾段 4 7 )3 4 5 ( ???? ?TE 提餾段 4 2 1 )3 2 3 ( ???? ?TE