【正文】 副產(chǎn)的蒸汽及外部補(bǔ)充的高壓蒸汽一起進(jìn)入過(guò)熱器加熱到50 ℃，帶動(dòng)透平壓縮機(jī)，透平后的低壓蒸汽作為甲醇精餾工段所需熱源。即吸附控制。 表210 貯罐氣組成、流量組成COCO2H2CH4ArCH3OHN2合計(jì)流量：Nm3/h0組成：(V)%0100由表22到表210可得表211。查《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》得，4 kmol/kg， kJ/kg， kg/m3， kg/m3，溫度為250 ℃?！鏁r(shí)，甲醇的表面張力為： N/cm 水的表面張力為： N/cm精餾段甲醇水溶液的平均組成為：甲醇：(+)= wt則含水為：= wt所以表面張力：σ=+ = N/cm所以：C== =⑵.最大流速UmaxUmax=== m/sU適=== m/s⑶．求塔徑D D=== m 2.提餾段1． 求操作負(fù)荷系數(shù)C 提餾段功能參數(shù)：（）=()=查斯密斯圖得G=℃時(shí)，甲醇表面張力為： N/cm水的表面張力為： N/cm提餾段甲醇水混合平均組成：甲醇：(+)=水：=平均表面張力： =+= N/cm所以：C== =2. 求提餾段U’maxmax=== m/s適=== m/s3. 求塔徑=== m對(duì)全塔，取塔徑D=3000 mm 理論板數(shù)的計(jì)算 1.各點(diǎn)的甲醇摩爾分?jǐn)?shù)，設(shè)加壓塔后甲醇的甲醇摩爾人率為Xf?！　　∮?有：L=則精餾段：Ln(max)== 提餾段：Lm(max)== 4.漏液線對(duì)F1重閥，以F0=5為規(guī)定氣體最小負(fù)荷由F0=U0＝5，得U0＝由V=d0NU0=所以：精餾段：Vn(min)== m3/S 提餾段：Vm(min)==5.液相負(fù)荷下限取板上液層高度how= m，作為液相負(fù)荷下限條件。 再次，我還要認(rèn)真地謝謝我身邊所有的朋友和同學(xué)，特別是機(jī)械08的虎杏榮同學(xué)、姜洋洋同學(xué)，化工08的王丹同學(xué)，謝謝你們，你們對(duì)我的關(guān)心、幫助和支持是我不斷前進(jìn)的動(dòng)力之一，我的大學(xué)生活因?yàn)橛心銈兌泳省?霧沫夾帶。塔底含醇1%，可近似為純水，105℃， kg/m3。塔頂： 塔釜：B. 常壓塔。 表26 甲醇生產(chǎn)入塔氣流量及組成　單位：Nm3/h組分COCO2H2N2CH4ArCH3OHH2O合計(jì)流量：Nm3/h組成(V)%100又由G出塔= G循環(huán)氣G消耗＋G生成據(jù)表22得表27。 本設(shè)計(jì)的主要方法及原理 造氣工段：使用二步法造氣 CH4+H2O(氣)→CO+ kJ/mol CH4+O2→CO2+2H2+ kJ/mol CH4+O2→CO+2H2+ kJ/mol CH4+2O2→CO2+2H2O+ kJ/mol合成工段5MPa下銅基催化劑作用下發(fā)生一系列反應(yīng) 主反應(yīng) ： CO+2H2→CH3OH+ kJ/kmol副反應(yīng)： 2CO+4H2→(CH3O)2+H2O+ kJ/kmol CO+3H2→CH4+ H2O+ kJ/kmol 4CO+8H2→C4H9OH+3H2O+ kJ/kmol(A) CO+H2→CO + kJ/kmol除（A）外，副反應(yīng)的發(fā)生，都增大了CO的消耗量，降低了產(chǎn)率，故應(yīng)盡量減少副反應(yīng)。這項(xiàng)新工藝仍處在研究之中，尚未投入工業(yè)生產(chǎn)，還有許多技術(shù)問(wèn)題需要解決和完善。這類液相介質(zhì)有如三甲苯，液體石蠟和正十六烷等。 3 合成甲醇的目的和意義 6 本設(shè)計(jì)的主要方法及原理7第2章 生產(chǎn)工藝及主要設(shè)備計(jì)算 9 甲醇生產(chǎn)的物料平衡計(jì)算(20/4℃)，℃，℃，℃，℃，蒸氣密度 ，蒸氣壓 (100mmHg ℃)，蒸氣與空氣混合物爆炸下限 6～ % ，能與水、乙醇、乙醚、苯、酮、鹵代烴和許多其他有機(jī)溶劑相混溶，遇熱、明火或氧化劑易燃燒。 大型甲醇生產(chǎn)裝置必須具備與其規(guī)模相適應(yīng)的甲醇反應(yīng)器和反應(yīng)技術(shù)。中壓法仍采用高活性的銅基催化劑，反應(yīng)溫度與低壓法相同，但由于提高了壓力，相應(yīng)的動(dòng)力消耗略有增加。 Mahajan等人研制了由過(guò)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(dá)99%。比如神華集團(tuán)發(fā)展以甲醇為中間體的煤基化學(xué)品深加工，利用先進(jìn)成熟技術(shù)，發(fā)展“甲醇－醋酸及其衍生物”；利用國(guó)外開(kāi)發(fā)成功的MTO或MTP先進(jìn)技術(shù)，發(fā)展“甲醇－烯烴及衍生物”的2大系列。 MPa，40℃時(shí)各組分在甲醇中的溶解度列表于表21表21 ，40℃時(shí)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(jìn)展》據(jù)測(cè)定：35 ℃時(shí)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(kuò)散損失為：(++++)= kg/h， Nm3/h。表213 預(yù)塔進(jìn)料及組成物料量：kg/hCH3OHH2ONaOH(CH3)2OC4H9OH合計(jì)粗甲醇?jí)A液軟水合計(jì)(2).出料　。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(shí)產(chǎn)蒸氣：=　 常壓精餾塔能量衡算 Xf==查《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》,甲醇露點(diǎn)溫度t=℃75℃操作條件：塔頂75℃，塔釜105℃，進(jìn)料溫度124℃，回流液溫度40℃，取回流液與進(jìn)料的比例為4:1。堰長(zhǎng)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(jì)算結(jié)果如下：精餾段提餾段溢流強(qiáng)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(jì)算==堰高Hw==Hw=圓整到Hw=Hw= 2.降液管設(shè)計(jì)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(shí)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(duì)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(dòng)能因子F0=,計(jì)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。 ⑷.進(jìn)料管進(jìn)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(jìn)料體積流量為：V== m3/h進(jìn)料管流速取為u= m/s，則進(jìn)料管徑： d4== m即取d4=70 mm⑸.再沸器蒸汽入口管由前面計(jì)算可知： kg/h，溫度為105 ℃。本設(shè)計(jì)選用Lurgi管殼型反應(yīng)器。塔板開(kāi)孔率： ==% 塔板流體力學(xué)驗(yàn)算 1.氣相通過(guò)浮閥塔的壓降 Hp=Hc+Hl+H1. 干板阻力