年產(chǎn)5萬噸甲醛生產(chǎn)車間氧化工段工藝設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-06-27 12:35 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 蒸發(fā)器℃4250過熱器℃100120氧化器觸媒層℃610660氣體出一塔℃≤55吸收一塔底℃≤60指標(biāo)名稱單位指標(biāo)吸收二塔頂℃≤35吸收二塔底℃≤35蒸發(fā)器加熱熱水進(jìn)口℃85蒸發(fā)器加熱熱水出口℃55氧化器廢熱鍋爐出口℃150氧化器水冷段氣體出口℃100成品液℃42尾氣℃32液位一塔%2535二塔%2535蒸發(fā)器%6080汽包%45含量成品液甲醛質(zhì)量%成品液甲醇質(zhì)量%尾氣中甲醛含量體積%尾氣中水含量體積%尾氣中二氧化碳含量體積%尾氣中一氧化碳含量體積%尾氣中氧氣含量體積%尾氣中氫氣含量體積%15尾氣中氮?dú)夂矿w積%尾氣中甲烷含量體積%尾氣中甲醇含量體積%蒸汽配料濃度%氧醇比甲醇單耗Kg工業(yè)甲醇濃度%98濕空氣含水量%4氧化工段的工藝計(jì)算 計(jì)算依據(jù)：（1）主副反應(yīng)（見計(jì)算過程）（2）甲醛分子量：（3）配料濃度：% （4）氧醇比：， （5）尾氣組成及產(chǎn)品質(zhì)量見下表：表4—1 尾氣組成及產(chǎn)品質(zhì)量 尾氣及產(chǎn)品組成Wt%組分CO2COO2H2HCHOCH3OHCH4H2ON2HCOOH∑二塔尾氣150.100 （6）裝置所有蒸汽壓力 (表壓)（7）空氣相對濕度為80%：其中含O2：21%；N2：%；H2O：% （8）基準(zhǔn) 年工作時(shí)間：1年以300天計(jì)（約7200小時(shí)） 年生產(chǎn)能力：5萬噸/年 物料衡算：50000247。（30024）=（t）=6944（kg）其中： HCHO：6944%=(kg）=(kmol) CH3OH：6944%=(kg）=(kmol) HCOOH：6944%=(kg）=(kmol) H2O：6944－(＋＋)=(kg）=(kmol)表4—2 產(chǎn)品組成 計(jì)量單位：見表組分HCHOCH3OHH2OHCOOH∑含量/kmolh－1含量/kgh－1 原料甲醇投入量：設(shè)投入量為Y尾氣中含有X，則Y=（）＋X 根據(jù)氧醇比和空氣中氧氣的含量得：247。21%=n空 77%n247。%=n尾 %n=X解四元一次方程得：X= (kmol) Y=(kmol) n空=(kmol) n尾=(kmol) 6944=(kg）=(kmol) 空氣投入量（根據(jù)氧醇比求）：(m3)= (kmol) 空氣相對濕度為80%；其中含O2：21%；N2：%；H2O：%所以：O2：21%=(kmol)=(kg）N2：%=(kmol)=(kg）H2O：%=(kmol)=(kg） 尾氣中各組分含量的計(jì)算：%=(kmol)=(kg）其中： CO2：%=(kmol)=(kg） CO：%=(kmol)=(kg） O2：%=(kmol)=(kg）H2：15%=(kmol)=(kg）HCHO：%=(kmol)=(kg）CH3OH：%=(kmol)=(kg）CH4：%=(kmol)=(kg）H2O：%=(kmol)=(kg）N2：%=(kmol)=(kg）由以上數(shù)據(jù)及下列反應(yīng)式可求的甲醇消耗量: 甲醇消耗量/kmolh－1CH3OH＋1/2O2→HCHO＋H2O (1) CH3OH＋3/2O2→CO2＋2H2O (2) CH3OH＋O2→CO＋2H2O (3) CH3OH＋O2→HCOOH＋H2O (4) CH3OH＋H2→CH4＋H2O (5) CH3OH→HCHO＋H2 (6) 根據(jù)氧的衡算，由（1）式和上列有關(guān)反應(yīng)式得甲醛量為：［－(3/2＋＋.009＋)］2=(kmol)由（5）式與（6）式得甲醛量為：＋.=(kmol)總甲醛量為：＋=(kmol)而尾氣帶走甲醛量為：(kmol)所以實(shí)際甲醛產(chǎn)量為：－=(kmol)=(kg）預(yù)計(jì)產(chǎn)品總量（%的甲醛水溶液）：247。%=(kg）預(yù)計(jì)計(jì)劃生產(chǎn)量為：(50001000)247。7200=6944(kg）預(yù)計(jì)產(chǎn)品與設(shè)計(jì)計(jì)劃量要求基本一一致。（以小時(shí)計(jì)）：在此先對蒸發(fā)器和過熱器進(jìn)行物料衡算，再對氧化器物料衡算蒸發(fā)器物料衡算：其中進(jìn)料量在物料衡算中求得，出料H2O為工業(yè)甲醇水和濕空氣中水相加：＋=。其中出料量與進(jìn)料量相同。表4—3 蒸發(fā)器物料衡算 計(jì)量單位：見表物料輸入物料輸出名稱kmolkg名稱kmolkg原料甲醇 原料氣CH3OHCH3OHH2OH2O空氣O2 O2 N2N2H2O合計(jì) 過熱器物料衡算出料中H2O量為配料蒸氣與原料氣水量相加。表4—4 過熱器物料衡算 計(jì)量單位：見表物料輸入物料輸出名稱kmolkg名稱kmolkg原料氣三元?dú)?CH3OHCH3OHH2OH2OO2 O2 N2N2配料蒸汽合計(jì) 進(jìn)料量如表4—4，出量料計(jì)算：甲醛量=產(chǎn)品中甲醛量＋尾氣中甲醛量 甲醇量=產(chǎn)品中甲醇量＋尾氣中甲醇量 水量=進(jìn)料中水量＋反應(yīng)生成的水量 其它組分與物料衡算中尾氣相表4—5 氧化器物料衡算 計(jì)量單位：見表物料輸入物料輸出名稱kmolkg名稱kmolkg三元?dú)? CH3OHCH2O續(xù)表4—5物料輸入物料輸出名稱kmolkg名稱kmolkgH2OCH3OH
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