【正文】 111213141516171819202122232425262728根據(jù)表44可以做出塔板上主要物質(zhì)的液相質(zhì)量分率的變化趨勢圖46B 塔板上主要物質(zhì)的液相質(zhì)量分率 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第四章 設(shè)備計算 由表 4表 4表 4表 44 的數(shù)據(jù)可以確定塔設(shè)計時所需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，列表如下表 45 預(yù)蒸餾塔設(shè)計基礎(chǔ)數(shù)據(jù)項目精餾段提餾段液相汽相液相汽相組成質(zhì)量分數(shù)COCO2H2CH4N2ARCH3OHH20C2H5OHCH3OOCH質(zhì)量流量kg/h體積流量m3/h密度kg/m3粘度mPas表面張力N/m溫度℃壓力Mpa備注第3板第20板理論板數(shù)（不含頂釜）2652160精餾段提餾段回流比 塔徑的計算以提餾段確定全塔塔徑欲求出塔徑應(yīng)先計算出適宜空塔速度。該塔已經(jīng)逐漸被其他塔代替。三是實現(xiàn)中小型的國產(chǎn)化 ,但大型化裝置需進一步攻關(guān)。經(jīng)過冷凝，大部分水分和甲醇回流入塔，同時從冷凝器抽一小部分冷凝液以減少揮發(fā)性較低的輕組分。但在系統(tǒng)中又不能排放過多，因會引起過多的有效氣體的損失。為使甲醇合成的反應(yīng)過程適應(yīng)最佳溫度曲線的要求，以達到較高的產(chǎn)量。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難度大；副產(chǎn)的蒸汽壓力比管殼式塔副產(chǎn)蒸汽壓力低，蒸汽利用困難；爐水在雙套管內(nèi)強制循環(huán)，循環(huán)泵功率較大，泵維修的工作量較大。⑹目前，國內(nèi)自主開發(fā)的塔型主要有林達公司的均溫塔，在國內(nèi)均占有較高的市場份額，已經(jīng)形成競爭發(fā)展的態(tài)勢。該反應(yīng)器可節(jié)能7%~8%。魯奇公司的聯(lián)合轉(zhuǎn)化器較好地解決了這一問題的權(quán)衡。現(xiàn)已取得一些重要進展。L u rgi 工藝的精餾采用三塔精餾或三塔精餾后再串一個回收塔。采用KS1所需能耗約為使用MEA的1/5。循環(huán)氣在少量馳放去除惰性化合物后壓縮返回。甲醇生產(chǎn)主要以大慶油田豐富的天然氣資源為原料。濱洲鐵路從市中心穿過，東南距哈爾濱市159公里，西北距齊齊哈爾市139公里。側(cè)重考慮廠址的外部區(qū)域經(jīng)濟條件，包括：距離原材料、燃料動力基地和消費地的遠近；與各地聯(lián)系的交通運輸條件；當?shù)氐膹S際生產(chǎn)協(xié)作條件；供水、排水及電源的保證程度；原有城鎮(zhèn)基礎(chǔ)和職工生活條件；有否可供工業(yè)進一步發(fā)展工業(yè)成組布局和城鎮(zhèn)發(fā)展的場地；是否與城鎮(zhèn)規(guī)劃及區(qū)域規(guī)劃相協(xié)調(diào)；土地使用費用、建筑材料來源及施工力量等。略有酒精氣味。2007年國內(nèi)甲醇市場容量繼續(xù)增加。第一個五年計劃時期，從蘇聯(lián)引進以煤為原料的高壓合成甲醇裝置。7O年代兩次石油危機和石油價格的不斷上漲，讓世界各國充分認識到當今社會將是能源結(jié)構(gòu)逐步向多元化結(jié)構(gòu)發(fā)展的時代。隨著國民經(jīng)濟和技術(shù)進步的需要，又分別從英國、西德引進了低壓合成甲醇裝置。隨后允許外商從事成品油批發(fā)業(yè)務(wù)，與世界經(jīng)濟接軌。能與水、乙醇、乙醚、苯、酮、鹵代烴和許多其他有機溶劑相混溶。包括：廠址場地條件，土地征用的數(shù)量、質(zhì)量及處理難度，廠址下有無礦藏等；距離水源地的熱設(shè)施的工程量遠近和給排水的揚程；修建鐵路專用線與場外公路等交通設(shè)施的工程量與投資；供電、供熱設(shè)施的工程量及投資；距已有城鎮(zhèn)生活區(qū)域公共服務(wù)區(qū)設(shè)施的遠近；“三廢”排放對城鎮(zhèn)和周圍環(huán)境的影響及環(huán)保費用等?！妫罾湓缕骄鶜鉁兀?，極端最低氣溫－℃；℃，℃，年均無霜期143天；，年16級風(fēng)日數(shù)為30天；，年蒸發(fā) 635mm，；年日照時數(shù)為2726小時。、確定甲醇合成生產(chǎn)技術(shù)十分成熟，工藝技術(shù)主要分三種：高壓甲醇合成（30MPa以上）、中壓甲醇合成（10～15MPa）和低壓甲醇合成（5～10MPa）。伊朗正在建設(shè)3030t/d大規(guī)模裝置，定了2002年投運。CA SAL E 公司ARC 合成塔(多層軸徑向合成塔) , 單系列生產(chǎn)能力最高可達3000M TPD。因此, 精餾消耗的低壓蒸汽很少?，F(xiàn)在，同樣的裝置只需采用單一的蒸汽轉(zhuǎn)化器和單一的自熱式轉(zhuǎn)化器，裝置規(guī)模提高了二倍。其余的轉(zhuǎn)化發(fā)生在氣冷式反應(yīng)器，在較低溫度（220~2250C）下操作有利于平衡。 KPT公司還與BP公司聯(lián)合開發(fā)了緊湊式轉(zhuǎn)化器。 該低壓均溫型甲醇塔是不同于現(xiàn)有國內(nèi)外甲醇塔的全新反應(yīng)器結(jié)構(gòu)，為國內(nèi)外首創(chuàng)，經(jīng)PCT 國際檢索、初步審查和國家實審，授予發(fā)明專利權(quán)，具多項獨特的創(chuàng)新技術(shù)。采用板式換熱器，比圓管型水冷結(jié)構(gòu)換熱面積大，水側(cè)流動阻力和傳熱阻力降低。副產(chǎn)蒸汽品位低，氣產(chǎn)量小GC低壓徑向水冷板甲醇合成塔換熱面積大，水側(cè)流動阻力和傳熱阻力降低。溫度：從化學(xué)平衡考慮，溫度提高，對平衡不利；從動力學(xué)考慮，溫度提高，反應(yīng)速率加快。將液體混合物進行多次部分汽化，同時又把產(chǎn)生的蒸汽多次部分冷凝，使混合物分離為所要求組分的操作過程稱為精餾。 低壓工藝流程是指采用低溫、低壓和高活性銅基催化劑，在5MPa左右壓力下，由合成氣合成甲醇的工藝流程，如圖21所示。⑵精餾塔類 　多為浮閥塔 ,國內(nèi)已完全可自行設(shè)計制造。但浮閥易損壞，維修費用高，安裝要求高。取精餾段和提餾段板間距均為 HT=,則塔的有效高度：(441)=設(shè)釜液停留時間 t=10min,則釜液高度 Hq：Hq=410/60取進料板間距多需要 ，兩個人孔板間距多需要 ，塔頂空間高度 ，釜液上部空間高度 1m，裙座高度 5m，則全塔高度：Z=+++++1+5=≈35m 溢流裝置選用單溢流弓形降液管，不設(shè)進口堰,各項計算如下：：對單溢流，一般取 Lw 為（～）D，設(shè)即 lw/D=，查弓形降液管的寬度與面積圖得：Af/AT=,Wd/D=。圖 44B 理論板數(shù)靈敏度分析結(jié)果從圖上的分析結(jié)果可以得出適宜的理論板數(shù)為20塊以后，保證一定的設(shè)計裕量，所以選擇28塊板。該 類型塔塔板效率高，操作彈性大，塔阻力小，但單位面積的生產(chǎn)能力低，設(shè)備體 積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，投資較大。二是可立足于國產(chǎn)化但國內(nèi)尚無同類設(shè)備。塔頂去除的氣體包括不凝性氣體、輕組分、水蒸氣以及甲醇。而且增加了壓縮機動力消耗。表13 GB 338－2004(工業(yè)上)項目指標優(yōu)等品一等品合格品色度/Hazen單位（鉑鈷色號） ≤510密度（）/(g/cm)～～沸程（0℃,℃～，+℃）/℃ ≤高錳酸鉀試驗/min ≥503020水混溶性試驗通過試驗（1+3）通過試驗（1+9）水的質(zhì)量分數(shù)／％ ≤ 酸的質(zhì)量分數(shù)（以HCOOH計）／％ ≤或堿的質(zhì)量分數(shù)（以NH：計）／％ ≤碳基化合物的質(zhì)量分數(shù)（以HCOOH計）／％ ≤ 蒸發(fā)殘渣的質(zhì)量分數(shù)／％ ≤硫酸洗滌試驗／Hazen單位（鉑鉆色號） ≤50乙醇的質(zhì)量分數(shù)／％ ≤供需雙方協(xié)商－ 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章 工藝流程設(shè)計 第二章 工藝流程設(shè)計在220℃～270℃的溫度及5MPa的壓力下，和在銅系催化劑和三氧化二鋁為載體下可按下列方程式轉(zhuǎn)化成甲醇 [][]適當?shù)目刂品磻?yīng)過程，幾乎完全抑制了可以導(dǎo)致甲醇中不希望有的雜質(zhì)的副反應(yīng)，粗甲醇總雜質(zhì)（除水外）%（重量）,反應(yīng)熱大多用于發(fā)生高壓蒸汽。反應(yīng)過程按最佳溫度線進行。該塔的特點是操作彈性大，調(diào)節(jié)靈活方便，催化劑壽命長，設(shè)備高徑比大、易運輸、造價低。布局比需要并列設(shè)置的常規(guī)甲醇裝置更為經(jīng)濟。催化劑床層中插入的熱交換器用于取走反應(yīng)熱。高溫對催化劑也有害，并產(chǎn)生酮類等副產(chǎn)物，它們會形成共沸物，使蒸餾更為困難。許多公司都在致力于包括合成氣生產(chǎn)在內(nèi)的工藝過程的改進。若規(guī)模更大, 則采用列管式合成塔后再串一個冷管式或熱管式合成塔, 同時還可采用兩個系列的合成塔并聯(lián)。CO2回收過程可使用三菱重工專有的受阻胺KS1，作為單乙醇胺（MEA）吸收劑的替代品。粗甲醇分出后直接送去蒸餾（擁有三座蒸餾塔）。它與石油伴生，每噸原油含天然氣50－70立方米；它以甲烷為主，－%，可直接作為生產(chǎn)化肥的原料；凝析油含量較高，每立方米含70－170克之多，工業(yè)價值極高。之間，東與綏化地區(qū)相連，南與吉林省隔江（松花江）相望，西部、北部與齊齊哈爾市接壤。廠址選擇通常分為兩個階段:⑴確定選址范圍和建廠地點。 無色、透明、高度揮發(fā)、易燃液體。2006年，甲醇市場行情是化工市場中的一道亮麗風(fēng)景，全年主流價格在2500～3500元/噸的區(qū)間運行，最高上探至3950～4200元/噸，價格之高震幅之大為近十年之最。 建國前，國內(nèi)基本沒有甲醇工業(yè)。目前，人類己經(jīng)面臨著石油及天然氣這一寶貴的化石能源在不斷的枯竭，根據(jù)我國提出的經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略，需要合理有效地利用資源。 據(jù)不完全統(tǒng)計，我國現(xiàn)在已有50多套合成甲醇生產(chǎn)裝置，形成50～60萬噸的年生產(chǎn)能力，其中30多套是合成氨聯(lián)產(chǎn)甲醇裝置，年生產(chǎn)能力約210～220kt；在建或緩建的生產(chǎn)能力約10多萬噸，總能力在70萬噸左右。據(jù)此，在政策的引導(dǎo)下，市場和效益能極大促進甲醇工業(yè)的巨大發(fā)展。遇熱、明火或氧化劑易著火。廠址已經(jīng)選定，不僅對所在地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展、城鎮(zhèn)建設(shè)和環(huán)境質(zhì)量產(chǎn)生重要影響，而且直接關(guān)系到新建項目的基本建設(shè)和建廠速度，并長期影響企業(yè)的經(jīng)營、管理等經(jīng)濟效果。由于地處溫帶季風(fēng)性氣候所以受溫帶和季風(fēng)共同影響，大慶市年氣候變化多端，春夏秋冬四季，寒來暑往，周而復(fù)始的循環(huán)。目前，單獨以產(chǎn)醇為的高壓法工藝因其動力消耗高、催化劑活性低以及產(chǎn)品質(zhì)量差等原因除老合成氨系統(tǒng)轉(zhuǎn)產(chǎn)外,新上裝置已逐年減少甚至已被淘汰，而中壓法也決大多數(shù)出現(xiàn)聯(lián)醇工藝中，當今世界上最主要的、先進的、能耗低投資省的生產(chǎn)工藝歸屬于低壓合成，由于低壓法工藝較之前的高壓法工藝在能耗、裝置建設(shè)和單系列反應(yīng)器生產(chǎn)能力大型化等方面具有明顯的優(yōu)越性，所以，目前國內(nèi)外新建裝置大多采用低壓法，根據(jù)單套裝置生產(chǎn)能力大小不同，其設(shè)計壓力主要集中在5～8MPa范圍內(nèi)。托普索公司正在建設(shè)一套新的甲醇裝置，部分基于CO2轉(zhuǎn)化。合成廢熱回收方式: 預(yù)熱鍋爐給水, 設(shè)備投資低。⑷Synetix公司工藝 原料可為天然氣、石腦油、煤和石化排氣物流。 大規(guī)模生產(chǎn)甲醇的可行性己在印度尼西亞2000t/d裝置上得以驗證。這樣，2/3的催化劑既不在高熱情況下又不會中毒。另一項創(chuàng)新是甲醇回路的循環(huán)。其關(guān)鍵部分是發(fā)明了獨特的大小二種彎頭的雙U 形管冷管膽結(jié)構(gòu)作為換熱元件。表12 國內(nèi)外生產(chǎn)甲醇主要技術(shù)比較生產(chǎn)技術(shù)優(yōu)點缺點Topsoe工藝使用高活性、小顆粒催化劑，所以床層阻力降低（）、塔直徑和壁厚減小（高徑比可達14:1）、空氣和出口氣中甲醇濃度（6%）顯著提高。甲醇合成生產(chǎn)技術(shù)十分成熟，工藝技術(shù)主要分三種：高壓甲醇合成（30MPa以上）、中壓甲醇合成（10～15MPa）和低壓甲醇合成（5～10MPa）高壓法（~） 是最初生產(chǎn)甲醇的方法，采用鋅鉻催化劑，反應(yīng)溫度360℃~400℃，~。因而，反應(yīng)存在最佳溫度。對于一次汽化和一次冷凝來說，由于液體混合物中所含組分費電不同，當其在一定溫度下部分汽化時，因低沸點物易于汽化，故它在氣相中的濃度較液相高，而液相中高沸點物的濃度較氣相高。圖21 甲醇合成反