【正文】 △H( KJ/kmol) 由粗甲醇的流量（見(jiàn)表24）及冷凝熱即可求出分離器出口氣體冷凝時(shí)放出的熱量，具體見(jiàn)表226表226 氣相冷凝放熱衡算表 組 分 G ( kmol/h) △H( KJ/kmol) Q(KJ/(h.℃)) CH3OH (CH3)2O C4H9OH H2O 合 計(jì) 106即氣相冷凝放出的潛熱為 Q潛 = 106 kJ/h（4） 水冷器出口液相顯熱計(jì)算水冷器出口液相即為冷凝下來(lái)的液體，其各組分流量、比熱均已知道，易求得其放熱量，具體見(jiàn)表227 表227 水冷器出口液相各組分熱容和熱量組 分 G ( kmol/h) C( KJ/( kmol.℃)) Q(KJ/(h.℃)) CH3OH (CH3)2O C4H9OH H2O 合 計(jì) 則粗甲醇帶出的熱量為： 40 105 kJ/h（5） 水冷器熱損計(jì)算水冷器熱量損失按水冷器入熱的5%計(jì)算，水冷器入熱包括入水冷器氣體帶入的顯熱及氣體冷凝放熱，故水冷器損失熱量為：Q損（Q入+ Q潛）5% =（106 + 106）5% = 105 kJ/h （6） 冷卻水移熱量計(jì)算由水冷器熱平衡方程可得：Q冷卻水 Q入 + Q潛 Q出 Q液 Q損 106 + 106 106 105 105 106KJ / h假設(shè)入口冷卻水溫度25℃，出口冷卻水溫度40℃，KJ / ( kmol.℃),則冷凝器所需要的冷卻水的量為：綜上，得到水冷器器的熱平衡，將數(shù)據(jù)列于表228表228 冷凝器熱量平衡表 氣 體 帶入熱量（kJ/h） 帶出熱量（kJ/h）氣體顯熱 106 106 粗甲醇冷凝熱 106 粗甲醇帶出熱 105熱損失 105冷卻水移出熱 106合 計(jì) 107 107第三章 精餾工段工藝計(jì)算 精餾工段物料衡算此次設(shè)計(jì)，粗甲醇精餾采用雙效法三塔精餾工藝，此流程預(yù)塔的作用是除去其中以二甲醚為主的輕組分，第一精餾塔加壓和第二精餾塔常壓均采出產(chǎn)品。由生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)②知，5MPa、40℃下，年產(chǎn)4萬(wàn)噸粗甲醇在氣液分離設(shè)備中，粗甲醇中各組分的揮發(fā)量依次為：、,異丁醇在該條件下幾乎不揮發(fā)，： + + + 0 = 粗甲醇中各物質(zhì)揮發(fā)量見(jiàn)表28表28 液相粗甲醇中各組分的揮發(fā)量組 分 CH3OH (CH3)2O C4H9OH H2O 合計(jì)揮發(fā)量（ kmol/h） 0 計(jì)算表明弛放氣與循環(huán)氣的比值不到7%，因此弛放氣中揮發(fā)組分的量可以忽略，故不考慮揮發(fā)相時(shí)弛放氣與循環(huán)氣之比近似為：因此考慮揮發(fā)相時(shí)弛放氣與循環(huán)氣之比近似為：由此得弛放氣中甲醇的量為同理，、不考慮揮發(fā)量馳放氣中各氣體的摩爾流量為： 馳放氣的總量VK = CO的量：% = CO2的量：% = H2的量： % = CH4的量：% = N2的量： % = 則馳放氣的組成列于表29中:表29 馳放氣流量及組成組 分 CO H2 CO2 CH4 N2 CH3OH (CH3)2O H2O 合計(jì) kg/h Wt% kmol/h mol% 計(jì)算示例，以一氧化碳為例：弛放氣總物質(zhì)的量的流量為 ： + + + + + + += 一氧化碳的摩爾分?jǐn)?shù)：( / ) 100% =%弛放氣總質(zhì)量流量為：+++++++ = kg/h一氧化碳的摩爾分?jǐn)?shù)：( 28 / ) 100% = %易知循環(huán)氣中CH3OH的量為： = kmol/h(CH3)2O的量為： = kmol/h H2O的量為： = kmol/h由于循環(huán)氣中各組分的摩爾分?jǐn)?shù)與弛放氣中的一樣，故循環(huán)氣中各氣體的量為： 循環(huán)氣總量為： kmol/h CO的量：% = kmol/hCO2的量：% = kmol/hH2的量：% = kmol/hCH4的量：% = kmol/hN2的量：% = kmol/h由計(jì)算得到循環(huán)氣的流量及組成，列于表210中：表210 循環(huán)氣的流量及組成組 分 CO H2 CO2 CH4 N2 CH3OH (CH3)2O H2O 合計(jì) kg/h Wt% kmol/h mol% 計(jì)算示例，計(jì)算方法與弛放氣流量組成的計(jì)算方法大體一致。此次設(shè)計(jì)，粗甲醇精餾采用雙效法三塔精餾工藝，此流程與普通雙塔流程不同的是第一精餾塔加壓和第二精餾塔常壓均采出產(chǎn)品。一般單塔流程已很少用到，本次設(shè)計(jì)采用雙效法三塔流程，雙塔流程只做簡(jiǎn)要介紹。加熱后的原料氣由Lurgi管殼式甲醇合成反應(yīng)器頂部進(jìn)入合成塔內(nèi)部列管，管中填充催化劑，合成氣在其中進(jìn)行反應(yīng)。其中，甲醇合成塔的類(lèi)型很多。 甲醇生產(chǎn)中所使用的多種催化劑，如天然氣與石腦油蒸氣轉(zhuǎn)化催化劑、甲醇合成催化劑等都易受硫化物毒害而失去活性，因此必須將硫化物除凈。我國(guó)現(xiàn)在提出了四個(gè)石油替代路徑：天然氣替代、電動(dòng)力替代、生物燃料替代和煤基燃料替代，煤基燃料替代包括煤制天然氣、甲醇、二甲醚、合成油等。“缺油、少氣、富煤”的客觀現(xiàn)實(shí)，意味著今后30年內(nèi)，我國(guó)一次能源消費(fèi)以煤為主的格局不會(huì)改變。 Spiegel Online德語(yǔ)這就是本次設(shè)計(jì)的目的。 OneIndia印地語(yǔ)第一章 概 述 甲醇發(fā)展現(xiàn)狀隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，我國(guó)能源生產(chǎn)總量和需求總量都在不斷增長(zhǎng)。甲醇汽油是符合我國(guó)國(guó)情的替代能源之一，不僅符合國(guó)家節(jié)能減排政策的要求，而且因甲醇汽油可部分替代石油，在一定程度上相當(dāng)于擴(kuò)大了我國(guó)石油戰(zhàn)略儲(chǔ)備。轉(zhuǎn)化爐設(shè)置有輻射室與對(duì)流室，在高溫、催化劑存在下進(jìn)行烴類(lèi)蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)。還有第二、第三代煤氣化爐的爐型主要有德士古(Texaco)及謝爾柯柏斯(SheIIKoppers)等。本次合成工藝選用Lurgi工藝，合成壓力為5MPa，合成氣進(jìn)合成塔溫度220℃，反應(yīng)溫度270℃，出口溫度為250℃。由此可見(jiàn)，部分氣化和部分冷凝，都使氣液相的組成發(fā)生變化，多次部分氣化和多次部分冷凝同時(shí)進(jìn)行，就可以將混合物分離為純的或比較純的組分。第一精餾塔底部排出的甲醇水溶液利用壓差進(jìn)入第二主精餾塔加料口，在此脫除水及高級(jí)醇等雜質(zhì)。將相關(guān)數(shù)據(jù)帶入到上述八個(gè)式子進(jìn)行核算，結(jié)果發(fā)現(xiàn)等式兩端誤差小于3%。 水冷器熱平衡方程Q入+ Q潛Q出+ Q液 + Q冷卻水+ Q損式中：Q入——冷凝器入口氣體顯熱，kJ/h；Q潛——在出口溫度下氣體冷凝放熱，kJ/h；Q出——冷凝器出口氣體顯熱，kJ/h；Q液——出冷凝器液體（粗甲醇）帶熱，kJ/h；Q冷卻水——冷卻水帶走熱量，kJ/h；Q損——損失的熱量，kJ/h由于氣體冷凝為該條件下的飽和液體時(shí)的具體溫度不知道，而且飽和液體再降溫至出口溫度放出的熱量很少，故忽略飽和液體由冷凝溫度降至出口溫度所放出的熱量。 加壓塔回流物料衡算加壓塔回流流量與進(jìn)料流量之比為2：1，%，%的水，回流液與塔頂采出精甲醇組成一致，其物料衡算見(jiàn)表34：表34 加壓塔塔回流流量及組成組 分 CH3OH H2O 合計(jì)kg/h wt% kmol/h mol% 計(jì)算示例，以甲醇為例，加壓塔回流液質(zhì)量流量為： 2 = kg/h其中甲醇和水的質(zhì)量流量分別為： % = kg/h ； – = 則甲醇和水的摩爾流量分別為： / 32 = kmol/h ； / 18 = kmol/h得回流液摩爾流量為： + = kmol/h則甲醇的摩爾含量為：（ / ） 100% = % 加壓塔塔頂餾出物衡算加壓塔塔頂流出物的組成與回流液組成相同，只是流量不同，加壓塔與常壓塔精甲醇采出的比例為2：1，則加壓塔塔頂采出純甲醇的質(zhì)量流量為：摩爾流量為： / 32 = kmol/h水的質(zhì)量流量為：摩爾流量為： / 18 = kmol/h具體物料衡算結(jié)果見(jiàn)下表35：表35 加壓塔塔餾出物流量及組成組 分 CH3OH H2O 合計(jì)kg/h wt% kmol/h mol% 甲醇和水的質(zhì)量流量及摩爾流量已知，用分量除以總量即可求的各自對(duì)應(yīng)的百分含量，相對(duì)簡(jiǎn)單，故在此不做計(jì)算。由表211和表212知合成塔進(jìn)、出口氣體的摩爾組成，方便參看，現(xiàn)列為表215：表215 合成塔進(jìn)、出口氣體組成 （單位mol%）組 分 CO H2 CO2 CH4 N2 CH3OH (CH3)2O H2O C4H9OH 合計(jì) 進(jìn)塔氣 出塔氣 采用Lurgi低壓合成工藝，合成壓力為5MPa，則進(jìn)塔氣體各組分的分壓為：PCO 5 % MPa PH2 5 % MPa PCO2 5 % MPa PCH4 5 % MPa PN2 5 % MPa PCH3OH 5 % MPa P(CH3)2O % MPa PH2O 5 % MPa 同理，合成塔出塔各氣體分壓依次為:PCO MPa PCO2 MPa PH2 MPa PCH4 MPa PN2 MPa PCH3OH MPa P(CH3)2O MPa PC4H9OH MPa PH2O MPa 合成塔的進(jìn)口溫度設(shè)為220℃，出口溫度為250℃，由以上公式可計(jì)算得到各氣體在對(duì)應(yīng)溫度壓力下的熱容，見(jiàn)表216：表216 合成塔進(jìn)、出口氣體比熱 組 分 CO H2 CO2 CH4 N2 CH3OH H2O Ci [kJ/(kmol ℃)] Co [kJ/(kmol ℃)]