甲醇生產(chǎn)工藝及主要設(shè)備計(jì)算研究畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2024-07-21 04:53 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 H2CO˙˙+2H˙→CH3OH+3˙CH3OH˙→ CH3OH+˙反應(yīng)為①，②控制。即吸附控制。生產(chǎn)工藝及主要設(shè)備計(jì)算工藝計(jì)算作為化工工藝設(shè)計(jì)，工藝管道，設(shè)備的選擇及生產(chǎn)管理，工藝條件選擇的主要依據(jù)，對(duì)平衡原料，產(chǎn)品質(zhì)量，選擇最佳工藝條件，確定操作控制指標(biāo)，合理利用生產(chǎn)的廢料，廢氣，廢熱都有重要作用。 甲醇生產(chǎn)的物料平衡計(jì)算 合成塔物料平衡計(jì)算已知：年產(chǎn)100000噸精甲醇，每年以300個(gè)工作日計(jì)。精甲醇中甲醇含量(wt)：%粗甲醇組成(wt)：[Lurgi低壓合成工藝]甲醇：%輕組分[以二甲醚(CH3)2O計(jì)]：%重組分[以異丁醇C4H9OH計(jì)]：%水：%所以：時(shí)產(chǎn)精甲醇：Kg/h 時(shí)產(chǎn)粗甲醇： Kg/h根據(jù)粗甲醇組分，算得各組分的生成量為：甲醇(32)： Kg/h 二甲醚(46)： Kg/h kmol/h Nm3/h異丁醇(74)： Kg/h kmol/h Nm3/h水(18)： Kg/h kmol/h Nm3/h合成甲醇的化學(xué)反應(yīng)為：主反應(yīng)：CO+2H2CH3OH+ KJ/mol …… ①副反應(yīng)：2CO+4H2(CH3)2O+H2O+ KJ/mol …… ② CO+3H2CH4+H2O+ KJ/mol …… ③ 4CO+8H2C4H9OH+3H2O+ KJ/mol …… ④ CO2+H2CO+ KJ/mol …… ⑤生產(chǎn)中， Nm3, kmol，故CH4每小時(shí)生成量為：= Nm3， kmol/h， Kg/h。忽略原料氣帶入份，根據(jù)②、③、④得反應(yīng)⑤生成的水的量為：= kmol/h， kmol/h， Nm3/h。 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。根據(jù)以上計(jì)算，則粗甲醇生產(chǎn)消耗量及生產(chǎn)量及組成列表22。 表22 甲醇生產(chǎn)消耗和生成物量及組成消耗方式單位消耗物料量生成物料量合計(jì)COH2CO2N2CH4CH3OHC4H9OH(CH3)2OH2O消耗生成①式kmolNm3②式kmolNm3③式kmolNm3④式kmolNm3⑤式kmolNm3氣體溶解Nm30擴(kuò)散損失Nm30合計(jì)Nm3消耗組成%(v)生成質(zhì)量kg生成組成%(wt)100設(shè)新鮮氣量為G新鮮氣,馳放氣為新鮮氣的9%[1]。表23 馳放氣組成組分H2COCO2CH4N2ArCH3OHH2OMol% 《甲醇生產(chǎn)技術(shù)及進(jìn)展》G新鮮氣＝G消耗氣+G馳放氣=G消耗氣+ G新鮮氣=+ G新鮮氣 所以：G新鮮氣＝ Nm3/h新鮮氣組成見(jiàn)表24表24 甲醇合成新鮮氣組成組分H2COCO2N2總計(jì)Nm3組成mol%100測(cè)得：%。根椐表2表24，設(shè)出塔氣量為G出塔。%。所以： =% G醇后=G新鮮(G醇＋G副＋G擴(kuò))+GCH4= += Nm3/h所以：G出塔＝G循環(huán)氣= G出塔G醇后G生成+GCH4G溶解=+ =甲醇生產(chǎn)循環(huán)氣量及組成見(jiàn)表25表25 甲醇生產(chǎn)循環(huán)氣量及組成組分COCO2H2N2CH4ArCH3OHH2O合計(jì)流量：Nm3/h組成%(V)100G入塔= G循環(huán)氣+G新鮮氣=+= Nm3/h由表24及表25得到表26。 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。表27 組分COCO2H2N2CH4ArCH3OHH2OC4H9OH(CH3)2O合計(jì)入塔消耗生成出塔組成(V)100甲醇分離器出口氣體和液體產(chǎn)品的流量、組成見(jiàn)表28。 表28 甲醇分離器出口氣體組成、流量：?jiǎn)挝唬篘m3/h組分COCO2H2N2CH4ArCH3OHC4H9OH(CH3)2OH2O合計(jì)損失0出氣組成(V)%100出液組成mol%100重量kg組成(wt)%100甲醇馳放氣流量及組成見(jiàn)表29。 表29 甲醇馳放氣流量及組成組成COCO2H2CH4ArCH3OHH2O合計(jì)流量：Nm3/h微組成：(V)%100粗甲醇貯罐氣流量及組成風(fēng)表210。 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。 表211 甲醇生產(chǎn)物料平衡匯總表組分新鮮氣循環(huán)氣入塔氣出塔氣醇后氣流量組成流量組成流量組成流量組成流量組成Nm3(v)%Nm3(v)%Nm3(v)%Nm3(v)%Nm3(v)%COCO2H2N2ArCH4CH3OHC4H9OH(CH3)2OH2O微量/合計(jì)100100100100100甲醇合成塔分離器貯 罐冷 凝根椐計(jì)算結(jié)果，可畫出甲醇生產(chǎn)物流圖，如：圖21 甲醇生產(chǎn)物流圖 粗甲醇精餾的物料平衡計(jì)算 1. 預(yù)塔的物料平衡(1).進(jìn)料：。根據(jù)以上計(jì)算列表212表212組分甲醇二甲醚異丁醇水合計(jì)流量：kg/h組成：(wt)%100 ：據(jù)資料，堿液濃度為8%時(shí)， kg的NaOH。則消耗純NaOH： kg/h換成8%為：= kg/h ：據(jù)資料記載。軟水加入量為精甲醇的20%計(jì)，則需補(bǔ)加軟水： %(18%)= kg/h據(jù)以上計(jì)算列表213。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 。甲醇： kg/h 。粗甲醇含水： 堿液帶水： kg/h 補(bǔ)加軟水： kg/h 合計(jì)： ： kg/h ： kg/h由以上計(jì)算列表214。 表214 預(yù)塔出料流量及組成物料量：kg/hCH3O
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