【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，自燃點(diǎn)473℃，折射率nD(20℃)，表面張力（25℃），蒸氣壓（20℃），粘度（20℃）?s。能與水、乙醇、乙醚、苯、酮類和大多數(shù)其他有機(jī)溶劑混溶。蒸氣與空氣形成爆炸性混合物， %～%（體積比）。表11 產(chǎn)品指標(biāo)項(xiàng) 目指標(biāo)優(yōu)等品一等品合格品色度（鉑—鈷），號(hào) ≤510密度（200C），g/cm3——沮度范圍(00C,101325Pn),0C沸程（177。）,0C ≤高錳酸鉀試驗(yàn)，min ≥503020水溶性試驗(yàn)澄清水分含量，% ≤酸度（以HCOOH計(jì)），% ≤或堿度（以NH3計(jì)），% ≤羰基化合物含量（以CH2O計(jì)），% ≤蒸發(fā)殘?jiān)浚? ≤ 2 工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算2. 1 工藝原理典型的精餾設(shè)備是連續(xù)精餾裝置，包括精餾塔、冷凝器、再沸器等，用于精餾的塔設(shè)備有兩種，即板式塔和填料塔，但常采用的是板式塔。連續(xù)精餾操作中，原料液連續(xù)送入精餾塔內(nèi)，同時(shí)從塔頂和塔底連續(xù)得到產(chǎn)品（流出液、釜?dú)堃海?，所以是一定態(tài)操作過(guò)程。丁醇的精制和異構(gòu)物分離都是根據(jù)組分的沸點(diǎn)不同來(lái)實(shí)現(xiàn)的。2. 2工藝路線的選擇天然氣為原料生產(chǎn)甲醇，選擇轉(zhuǎn)化合成法，以煤為原料時(shí)選擇聯(lián)配生產(chǎn)方法，因此造成了產(chǎn)品中各副產(chǎn)物組分的異同，故而本設(shè)計(jì)中選擇三塔精餾法。2. 3 工藝流程簡(jiǎn)述圖21 甲醇精餾系統(tǒng)工藝流程框圖甲醇精餾段工藝流程：有合成工序來(lái)的粗甲醇，進(jìn)入粗甲醇預(yù)熱器E601，由中壓蒸汽將進(jìn)料預(yù)熱到75℃，進(jìn)入脫醚塔T601上部。此他將粗甲醇?xì)堄帱c(diǎn)的溶解氣體和以二甲醚為代表低沸物除去，塔頂出來(lái)的蒸汽約72℃，先經(jīng)脫醚塔冷凝器冷至60℃左右，將其大部分甲醇冷凝下來(lái)。冷凝液的甲醇進(jìn)入脫醚塔回收槽V602。甲醇液由脫硫塔回流泵P603A/B送回脫醚塔頂作回流。不凝氣經(jīng)脫醚塔液封槽后高點(diǎn)放空。脫醚塔所需熱量由塔底的再沸器E602提供，采用中壓蒸汽加熱，蒸汽冷凝液去冷凝水槽V601。塔底脫醚后甲醇，溫度約80℃左右，由脫醚甲醇泵P602A/B送至脫醚甲醇加熱器E604，預(yù)熱到114℃后進(jìn)入加壓精餾塔T602。加壓塔頂出來(lái)的甲醇?xì)怏w，溫度約為122℃,進(jìn)入冷凝再沸器E606中冷凝，同時(shí)向常壓塔T603提供熱量，甲醇?xì)饫淠?18℃凝為液體進(jìn)入加壓塔回流槽V603，經(jīng)加壓塔回流泵P604A/B送至塔頂作回流。由塔上部側(cè)線采出精甲醇，經(jīng)精甲醇冷卻器E609冷卻到40℃后，作為產(chǎn)品送至成品槽。加壓塔底再沸器E605所需熱量由中壓蒸汽提供。出加壓塔底甲醇水溶液，溫度約130℃，經(jīng)脫醚甲醇加熱器E604換熱后，溫度降至90℃，進(jìn)入常壓精餾塔T603下部。塔頂出來(lái)的蒸汽65℃左右，經(jīng)常壓塔冷凝器E607冷凝冷卻到62℃，進(jìn)入常壓塔回流槽V604，經(jīng)常壓塔回流泵P605A/B升壓以后，進(jìn)入塔頂部做回流，未冷凝輕組分氣體經(jīng)常壓塔回流槽V604后排入大氣。由塔上部側(cè)線采出精甲醇，經(jīng)精甲醇冷卻器E608冷卻到40℃，送至成品槽。從塔中下部側(cè)線采出的85℃左右異丁基油，經(jīng)異丁基油泵P607送出界區(qū)與第二甲醇車間的異丁基油匯合，定期進(jìn)行處理，回收期中的甲醇濃縮后的高級(jí)醇出售作燃料。常壓塔底部設(shè)有再沸器E606，E606的熱量由加壓塔頂甲醇蒸汽冷凝提供，塔底水約105℃，含甲醇量＜%。經(jīng)殘液泵P606A/B升壓后，送至轉(zhuǎn)化工序與工藝?yán)淠夯旌?，升溫后進(jìn)汽提塔處理。甲醇精餾三塔工藝流程圖如下：圖22甲醇精餾三塔工藝流程圖粗甲醇1234578910111213141516未冷凝氣體甲醇去區(qū)高沸點(diǎn)采出區(qū)甲醇采出去外界廢水去池1——粗甲醇預(yù)熱器E601；2——脫醚塔T601；3——脫醚塔冷凝器；4——脫醚塔回收槽V602； 5——脫醚塔再?gòu)U器E602；6——加壓精餾塔T602；7——常壓再沸器E606；8——加壓塔回流槽V603；9——加壓塔再沸器E605；10——常壓精餾塔T603；11——常壓塔冷凝器E607；12——常壓塔回流槽V604； 13——甲醇采出冷卻器；14——異丁基油冷卻器；15——甲醇采出槽； 16——精甲醇冷卻器E6082. 4 物料衡算2. 4. 1物料衡算的作用和意義物料衡算可以按需要，圍繞整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程、生產(chǎn)過(guò)程的某一部分、單元操作、反應(yīng)過(guò)程、設(shè)備的某一部分或設(shè)備的微分單元進(jìn)行質(zhì)量守恒定律的計(jì)算。這種為進(jìn)行物料衡算所取的生產(chǎn)過(guò)程中某一空間范圍成為控制體。根據(jù)質(zhì)量守恒定律，通過(guò)物料衡算，可得知進(jìn)入控制體的物料質(zhì)量和組成與離開控制體的物料質(zhì)量和組成之間的關(guān)系。物料衡算是通過(guò)每一道工序的物料變化情況進(jìn)行平衡計(jì)算，從而得到在正常生產(chǎn)情況下各股物料的量。通過(guò)物料平衡在已知產(chǎn)品生產(chǎn)任務(wù)情況下算出所需要的原材料，生成的副產(chǎn)物及廢物等的生成量，或者在已知原料投放情況下，算出產(chǎn)品，副產(chǎn)物及廢物量。此外，通過(guò)物料衡算，不僅可以算出原材料的消耗定額，并在此基礎(chǔ)上做出能量衡算，算出動(dòng)量消耗和消耗定額。算出生產(chǎn)過(guò)程所需要熱量或冷量，同時(shí)為設(shè)備選型或計(jì)算提供依據(jù)。2. 4. 2 物料衡算的方法和步驟為進(jìn)行物料衡算，首先按分析的需要?jiǎng)澏刂企w；在選定衡算的物料質(zhì)量基準(zhǔn)，對(duì)于間歇操作常取一批原料或1kg原料，對(duì)于連續(xù)操作通常取單位時(shí)間處理的原料量。對(duì)于連續(xù)生產(chǎn)的定態(tài)化工過(guò)程，控制體內(nèi)一切狀態(tài)參數(shù)、物料的原料性質(zhì)均不隨時(shí)間的變化而變化，故其中不會(huì)有物料質(zhì)量的積累?？刂企w內(nèi)產(chǎn)生（或消失）的物料質(zhì)量，由化學(xué)反應(yīng)計(jì)量方程決定。物料衡算的步驟：①作控制體的流程圖，給進(jìn)出邊界的物料編號(hào)。根據(jù)選取衡算物料質(zhì)量基準(zhǔn)，在圖上注明各已知的原料質(zhì)量和組成，給待求未知量標(biāo)以相應(yīng)的符號(hào)；②列出各獨(dú)立方程，校核獨(dú)立方程數(shù)目是否與未知量數(shù)目相等；③解方程組求各未知量。如果參與過(guò)程的物料中，有一個(gè)或數(shù)個(gè)組份（或元素）的在進(jìn)行和某個(gè)出料中不發(fā)生變化，這種組分成為聯(lián)系物或惰性組份。找出過(guò)程中的聯(lián)系物，可使物料衡算變得較為方便。2. 4. 3 物料衡算的計(jì)算2. 4. 3. 1 預(yù)塔物料衡算(1)按精甲醇年產(chǎn)量10000噸計(jì)，粗甲醇含甲醇量85%，年工作日以330天計(jì)，則： (2) 入料①粗甲醇入料量： t/h其中：二甲醚：% t/h甲 醇：85% t/h異丁醇：% t/h高級(jí)醇：% t/h水 ：% t/h②堿液：每噸精甲醇耗92%的NaOH kg則消耗10%的堿液量：= kg/h堿液年消耗量：24330=蒸汽冷凝量以入料粗甲醇20%計(jì)：蒸汽冷凝量=20%= t/h從主塔回流液中來(lái)的初餾物以入塔粗甲醇2%計(jì)：初餾物中的甲醇量=2%= t/h（3）出料：a：二甲醚， t/h從塔頂放空。b：預(yù)后甲醇（不考慮滴漏或放空微量損失），含：甲 醇： t/h ， %；異丁醇： t/h ， %；高級(jí)醇： t/h， %；堿 液： t/h， %； 水 ： t/h+ t/h= t/h ，%；從主塔中來(lái)的初餾物： t/h ，%。綜合上述各項(xiàng)， t/h。2. 4. 3. 2 主塔物料衡算（1）入料量①預(yù)后甲醇為： t/h。 ②， t/h，則： 進(jìn)料量=+= t/h （2）出料量①高沸點(diǎn)采出量： 異丁醇+高級(jí)醇+甲醇=( t/h + t/h )/30%= t/h 其中：甲醇含70%，重組分含30%②從塔回流液中采出預(yù)塔入料量2%到預(yù)塔收集槽，%99%，油性雜質(zhì)1%%， g/ml，計(jì)算時(shí)以100%甲醇計(jì)：塔回流液采出量=2%= t/h ③殘液排放：包括水、堿、甲醇及高沸點(diǎn)物等，其中甲醇含1%，計(jì)算時(shí)以水計(jì)，設(shè)殘液量為X t/h，則：X=預(yù)后甲醇中水量＋堿量＋殘液中甲醇量－高沸點(diǎn)物采出量 =++1%X－所以X= t/h④成品甲醇量成品粗甲醇=預(yù)后甲醇中甲醇量－殘液中甲醇量－初餾物中甲醇量－高沸點(diǎn)物中甲醇量 成品粗甲醇 =－%－－70%= t/h2. 5 熱量衡算冷凝物 主塔甲醇蒸汽 殘液到預(yù)塔回流液收集槽預(yù)塔預(yù)熱器重組分精甲醇圖23 主塔物熱框圖2. 5. 1 能量衡算的意義與作用物料經(jīng)物理或化學(xué)變化時(shí)，如果其動(dòng)能、位能或?qū)ν饨缢髦?，?duì)于總能量的變化影響甚小可以忽略時(shí)，能量守恒定律可以簡(jiǎn)化為熱量衡算。它是建立過(guò)程數(shù)學(xué)模型的一個(gè)重要手段，是化工計(jì)算的重要組成部分。進(jìn)行熱量衡算，可以確定為達(dá)到一