【正文】 回流量是非常必要的 ， 但回流量不能太大 ，否則會(huì)增加能耗。 通過對(duì)精餾系統(tǒng)的研究?jī)?yōu)化工藝參數(shù)，對(duì) 年產(chǎn) 3 萬噸甲醇精餾工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)。預(yù)精餾塔后的冷凝器采用一級(jí)冷凝，用以脫除二甲醚等低沸點(diǎn)的雜質(zhì)，控制冷凝器氣體出口溫度在一定范圍內(nèi)。兩塔流程也稱常壓流程 ， 是使用最早、最多的技術(shù) 。目前，甲醇在有機(jī)合成工業(yè)中，是僅次于烯烴和芳烴的重要基礎(chǔ)有機(jī)原料，隨著技術(shù)的發(fā)展和能源結(jié)構(gòu)的改變，甲醇將開辟了更多新的用途。 甲醇的簡(jiǎn)介 甲醇的性質(zhì) 甲醇最早由木材和木質(zhì)素干餾制的 ， 故俗稱木醇，這是最簡(jiǎn)單的飽和脂肪組醇類的代表物 。如果用流程模擬軟件，對(duì)工藝流程進(jìn)行模擬，則很容易實(shí)現(xiàn)對(duì)流程的考察，然后對(duì)工藝流程進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定工藝操作參數(shù)，可以用來指導(dǎo)生產(chǎn)或者為裝置改造以及新裝置的設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。保密的論文（設(shè)計(jì)）在解密后適用本規(guī)定。 、圖表要求： 1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請(qǐng)他人代寫 2）工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。這對(duì)甲醇精餾系統(tǒng)提出新的改進(jìn)流程和全新流程的開發(fā)和甲醇工業(yè)的發(fā)展將具有重要的意義。 純甲 醇的沸點(diǎn)為 ℃ ，雜質(zhì)的沸點(diǎn)有高有低 ， 低于甲醇沸點(diǎn)的為輕餾分 ， 高于此值的為重餾分。它作為有機(jī)化工原料，用來生產(chǎn)各種有機(jī)化工產(chǎn)品。 甲醇主要精餾工藝的介紹 (1)雙塔流程 甲醇的雙塔精餾分 2 個(gè)階段： 從合成工序來的粗甲醇入預(yù)精餾塔，此塔為常壓操作。作為一般要求的精甲醇經(jīng)加壓精餾塔后就可以達(dá)到合格的質(zhì)量。低壓蒸汽進(jìn)入預(yù)精餾塔的再沸器，對(duì)管程的介質(zhì)進(jìn)行加熱來為預(yù)精餾塔精餾提供熱量。預(yù)塔冷凝 8 器的溫度若控制得太低 ， 輕組分雜質(zhì)不易徹底脫除；溫度控制得太高 ， 雖有利于輕組分雜質(zhì)的脫除 ， 但又會(huì)造成不凝氣溫度的升高 ， 導(dǎo)致甲醇蒸汽的流失。 預(yù)后粗甲醇： 回流量： ： kg/h 粗甲醇： kg/h 圖 加壓塔物料流程簡(jiǎn)圖 常壓塔物料衡算 已知常壓塔釜液含甲醇 1%。s 塔頂塔底平均溫度為 :(108+65)/2=℃ 18 ℃ 時(shí)：OH2?=?103 Pa ②釜液高度 H2 釜液溫度為 108℃ ， 下液相流量為 kg/h，密度 ，設(shè)釜液在釜內(nèi)停留時(shí)間為 20min。 查閱《代工原理》 (下 )天津科學(xué)技術(shù)出版社，得到： Wd/D=[25]， Ad/AT=[25] Wd 弓形降液管寬 m； Ad 弓形降液管面積 m2； AT塔截面積 m2； 則 Wd =?=， AT=41 ? D2=41 ??=， Ad =?= ②設(shè)降液管底隙高度 H0 22 對(duì)弓形降液管，管口面積等于底隙面積， 取 0U? = m/s。 將以上數(shù)據(jù)代入 （ 413）、（ 414）得： 精餾段 ： 6 ??????? ?????????? ??m 霧泡夾帶量： ? ? %1000 07 0 7 ???????? ?????e 提餾段： 108 6 ??????? ?????????? ??m 26 霧泡夾帶量： ? ? %1000 0 7 ???????? ?????e 綜上以上結(jié)果均小于 10%，符合要求。 則體積流量 ： )65273( ?? ????? Mpm R TVm3/h 出口管面積 ： 0 2 1 6 0 014 0 8 3 ???S m2 出口管徑 ： 1 ???? ?sdm 29 (2)回流液進(jìn)口管 已知回流液溫度為 40℃ ，甲醇液體流量為 7650 kg/h。已知在常壓塔中回流量為 L=7650 kg/h， 3/721 mkgl ?? 。 液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間 應(yīng)保證液體在降液管中停留時(shí)間 t 大于 3s～ 5s， 才能保證液體所夾帶氣體的釋 出 [26]。由 （ 42） 得： 32 ????owhm 由 （ 41） 得： hw == (2)提餾段堰高 hw計(jì)算 由 （ 43） 得： i= ?3600/= 甲醇水溶液的平均組成甲醇為 (+) /2=，水為 =。 108℃ ， 下水的密度為 kg/m3[22]。 9 第 2章 甲醇精餾工段物料及熱量衡算 甲醇三塔精餾工藝物料衡算 已知：原料是粗甲醇，成分組成見下表 表 粗甲醇組成（ wt%） CH3OH (CH3)2O CH3OCCH3 C4H9OH C2H5OH H2O N2 Ar CO2 成分 甲醇 二甲醚 丙酮 異丁醇 乙醇 水 組成 輕餾分 初餾分 不凝氣體 工藝設(shè)計(jì)要求：（ 1）粗甲醇中甲醇回收率不小于 97%； （ 2）精餾工段產(chǎn)品為精甲醇，其甲醇含量不低于 %。補(bǔ)水量控制在 6%～ 8%。 綜合考慮各項(xiàng)因素，設(shè)計(jì)采用三塔精餾工藝 。 甲醇三塔精餾工藝技術(shù)是減少了甲醇在精餾過程中的損耗，提高甲醇的收率和產(chǎn)品質(zhì)量而設(shè)計(jì)的。目前對(duì)國(guó)內(nèi)外已工業(yè)化應(yīng)用較多的甲醇精餾技術(shù)來說，基本上分為兩 塔和三塔流程 ， 而塔型上大多選用浮閥塔。甲醇的消費(fèi)已超過其傳統(tǒng)用途，潛在的耗用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其化工用途，滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門，特別是隨著能源結(jié)構(gòu)的改變，甲醇有未來主要燃料的候補(bǔ)燃料之稱，需用量十分巨大 [6]。 對(duì)甲醇精餾工藝作系統(tǒng)的研究對(duì)于甲醇精餾系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)通和設(shè)備改造以及調(diào)整工藝來降低甲醇精餾的能耗、提高甲醇產(chǎn)品質(zhì)量和收率具有一定的意義。 要研究和開發(fā)一種新工藝，傳統(tǒng)的方法是先進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，再經(jīng)過小試、中試、工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)等逐級(jí)放大的過程，周期長(zhǎng)，投資大。學(xué)?？梢怨颊撐模ㄔO(shè)計(jì)）的全部或部分內(nèi)容。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫 3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁以上的雙面打印 4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上 5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔 1）設(shè)計(jì) （論文） 2）附件：按照任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂 3）其它 目 錄 摘要 ................................................ Ⅰ Abstract .............................................. Ⅱ 引 言 ............................................... 1 第 1 章 文獻(xiàn)綜述 ....................................... 2 研究背景 ..................................................... 2 課題的提出 ................................................. 2 課題的內(nèi)容 ................................................. 2 課題的方法 ................................................. 2 課題的目的 ................................................. 2 甲醇的簡(jiǎn)介 ................................................... 2 甲醇的性質(zhì) ................................................. 2 甲醇的用途及其發(fā)展 ......................................... 3 甲醇精餾工藝主要精餾工藝 ..................................... 4 甲醇精餾工藝發(fā)展 ........................................... 4 甲醇主要精餾工藝的介紹 ..................................... 4 雙塔與三塔精餾技術(shù)比較 ..................................... 5 甲醇三塔工藝流程介紹 ......................................... 6 預(yù)精餾系統(tǒng) ................................................. 6 加壓精餾系統(tǒng) ............................................... 6 常壓精餾系統(tǒng) ............................................... 6 甲醇三塔精餾工藝流程操作控制 ................................. 7 第 2 章 甲醇精餾工段物料及熱量橫算 ...................... 9 甲醇三塔精餾工藝物料衡算 ..................................... 9 預(yù)塔物料衡算 ............................................... 9 加壓塔物料衡算 ............................................ 10 常壓塔物料衡算 ............................................ 11 粗甲醇中甲醇回收率 ........................................ 12 常壓精餾塔的能量衡算 ........................................ 12 第 3 章 常壓塔實(shí)際塔板數(shù)及塔徑設(shè)計(jì) ..................... 16 常壓塔實(shí)際塔板數(shù)計(jì)算 ........................................ 16 常壓塔 理論 塔板數(shù)的計(jì)算 .................................... 16 常壓塔實(shí)際塔板數(shù)的計(jì)算 .................................... 18 塔高的計(jì)算 .................................................. 18 第 4 章 浮閥塔塔盤工藝設(shè)計(jì) ............................. 20 塔高設(shè)計(jì) .................................................... 20 溢流堰設(shè)計(jì) .................................................. 20 降液管設(shè)計(jì) .................................................. 21 塔板布置及浮閥數(shù)目與排列 .................................... 22 浮閥數(shù)目計(jì)算 .............................................. 22 浮閥數(shù)排列 ................................................ 23 塔板流體力學(xué)驗(yàn)算及校核 ..................................... 23 氣相通過浮閥塔的壓降計(jì)算 .................................. 23 降液管液泛校核 ............................................ 24 液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間 ................................... 25 霧沫夾帶量校核 ............................................ 25 塔板負(fù)荷性能 .............................................. 26 第 5 章 輔助設(shè)備的設(shè)計(jì) ................................. 28 再沸器與貯罐的設(shè)計(jì) .......................................... 28 接管設(shè)計(jì) .................................................... 28 結(jié) 論 ..............