年產(chǎn)40000噸甲醛的工藝設(shè)計(jì)-資料下載頁
2025-06-07 01:13本頁面
【正文】 ol）=（kg） H2=19%=（kmol）=（kg） H2O=2%=(kmol)=(kg) HCHO=%=(kmol)=(kg) CH3OH=%=(kmol)=(kg) N2=%=(kmol)=(kg)①甲醛量：根據(jù)氧的衡算，計(jì)算出按反應(yīng)（1）生成的甲醛量（氧氣與甲醛為2比1）： [－（3/2+++）] 2=（kmol）根據(jù)尾氣中H2量并結(jié)合反應(yīng)式（5），計(jì)算按反應(yīng)式（2）生成的甲醛量： +=（kmol）甲醛總生成量為：+=（kmol）尾氣帶出的甲醛量：實(shí)際甲醛產(chǎn)量：－=（kmol）折算成37%CH2O水溶液：30/37%=5129(kg)產(chǎn)品產(chǎn)量與設(shè)計(jì)要求基本一致。②甲醇量：根據(jù)氧的衡算：反應(yīng)式（1）消耗甲醇 反應(yīng)式（2）消耗甲醇 反應(yīng)式（3）消耗甲醇 反應(yīng)式（4）消耗甲醇 反應(yīng)式（5）消耗甲醇 反應(yīng)式（6）消耗甲醇 尾氣中帶走甲醇：產(chǎn)品中帶走甲醇：甲醇總消耗量：+++++++=（kmol） =（kg）技術(shù)單耗：實(shí)物單耗：（98%5051）=此數(shù)據(jù)亦與上面給定條件基本一致。③水量衡算（按每小時計(jì)）：尾氣中帶出的水：（kmol）=（kg）產(chǎn)品中帶出的水：（kmol）=（kg）空氣帶入的水：（kmol）=（kg）原料甲醇帶入的水：2%=（kmol）=（kg）反應(yīng)生成的水：+2（+）++=（kmol）=（kg）按配料濃度60%計(jì)，應(yīng)加入的配料水的蒸汽量：－（++）=(kg)=（kmol）吸收塔加水量：（+）－（+++）=（kmol）=（kg）④吸收系統(tǒng)計(jì)算由工藝參數(shù)表可知一吸收塔甲醛吸收率為90%，則一吸收塔吸收甲醛量為： 90%=（kmol）=（kg）二吸收塔吸收甲醛量為 －－=（kmol）=（kg）二吸收塔循環(huán)液中甲醛濃度為15%，并設(shè)轉(zhuǎn)化甲醇除尾氣帶出外，均在二吸收塔被吸收。則二吸收塔循環(huán)液入一吸收塔量為：％=（kg）其中：甲醇量=（kmol）=（kg） 水量=－－=（kg）=（kmol）：①蒸發(fā)器物料衡算進(jìn)料：由上述計(jì)算可知進(jìn)料中含甲醇：（kg）=（kmol） 含水量：+=（kmol）同時空氣中含：N2=(kmol)（由于N2整個過程沒發(fā)生任何變化，所以后面皆不考慮） O2=（kmol）出料：經(jīng)過甲醇蒸發(fā)器只是將甲醇轉(zhuǎn)化為氣體，其他組分沒發(fā)生變化，所以為進(jìn)料中各組分的含量。②過熱器物料衡算進(jìn)料：甲醇蒸發(fā)器的氣體進(jìn)入過熱器后溫度上升，此時應(yīng)加入配料蒸汽，移走反應(yīng)熱。因此由上計(jì)算可知配料蒸汽水蒸氣量為：（kg）=（kmol）出料： 出料氣體中由于加入了配料蒸汽，水的含量增加，為：+=（kmol）③氧化器物料衡算進(jìn)料： 進(jìn)料氣體即為過熱器中的出料氣體。出料：氣體經(jīng)過反應(yīng)器后，發(fā)生了（1）~（12）反應(yīng)，生成了HCHO、HCOOH、CO、H2O、CO、COCO、CHH2等氣體，各物料組分發(fā)生了很大變化。由上述計(jì)算可知，含有： 生成HCHO：（kg）=（kmol）生成HCOOH：(kg)=（kmol）含水量=進(jìn)料量+反應(yīng)生成量=+=（kmol）O2經(jīng)過反應(yīng)器后與甲醇反應(yīng)生成甲醛，（kmol）生成H2：（kg）=（kmol）④第一吸收塔物料衡算進(jìn)料：經(jīng)過反應(yīng)器反應(yīng)生成的氣體直接進(jìn)入第一吸收塔，由工藝參數(shù)表可知其甲醛吸收率為90%，而且第一吸收塔上部有第二吸收塔打回的循環(huán)液，其量為10%，最后一起回收成品甲醛。所以進(jìn)料應(yīng)該分為兩部分，一部分是氧化器出料氣體，一部分為第二吸收塔甲醛吸收液，其量為：HCHO=(kg)=（kmol）CH3OH=(kg)=（kmol）水量為：（kmol）出料：出料量分為塔頂和塔釜。塔頂：塔頂為未被吸收的甲醛蒸汽，進(jìn)入第二吸收塔。其中各含量應(yīng)為其第二吸收塔進(jìn)料量加上尾氣量。其中含HCHO：+=（kmol）含水量（由于第二吸收塔塔頂加入一定量的水，所以水量增加）為：－+=（kmol） CO2：（kg）=（kmol） CO：（kg）=（kmol） O2：（kg）=（kmol） H2：（kg）=（kmol）塔釜：塔釜回收成品甲醛（濃度為37%），由尾氣中各含量，成品中有： HCHO：－=(kmol) CH3OH：=(kg)=(kmol) HCOOH：被完全吸收，（kmol） H2O：171,。293（kmol）⑤第二吸收塔物料衡算進(jìn)料：第二吸收塔的進(jìn)料氣相為第一吸收塔頂中未反應(yīng)氣體，據(jù)工藝參數(shù)表，第二吸收塔中甲醇循環(huán)液的濃度為15%，則塔頂應(yīng)該加水量為：－=(kmol)其他進(jìn)料為第一吸收塔塔頂進(jìn)料氣體。出料：出料由塔釜出，由工藝參數(shù)表可得尾氣具體含量，并且第二吸收塔可采出一部分的成品甲醛，其中含：HCHO：（kg）=（kmol）CH3OH：（kg）=（kmol）H2O：（kg）=（kmol）其他組分為尾氣，上面已計(jì)算。（按每小時計(jì)）~ 蒸發(fā)器物料衡算表 進(jìn) 料出 料物料名稱質(zhì)量，kg物質(zhì)的量，kmol物料名稱質(zhì)量，kg物質(zhì)的量，kmol原料氣其中：CH3OH其中：CH3OHH2OH2OO2其中：O2N2N2－－－ H2O－－－合 計(jì)合 計(jì) 過熱器物料衡算表 進(jìn) 料 出 料物料名稱質(zhì)量，kg物質(zhì)的量，kmol物料名稱質(zhì)量，kg物質(zhì)的量，kmol三元?dú)馄渲泻篊H3OH其中：CH3OHH2OH2OO2O2N2N2－－－合計(jì)合計(jì) 氧化器物料衡算表 進(jìn) 料 出 料物料名稱質(zhì)量，kg物質(zhì)的量，kmol物料名稱質(zhì)量，kg物質(zhì)的量，kmol三元?dú)廪D(zhuǎn)化氣其中：CH3OH其中：HCHOH2OCH3OHO2HCOOHN2H2O－－－CO2－－－CO－－－CH4－－－O2－－－H2－－－N2合計(jì)合計(jì) 第一吸收塔物料衡算 進(jìn) 料 出 料物料名稱質(zhì)量，kg物質(zhì)的量，kmol物料名稱質(zhì)量，kg物質(zhì)的量，kmol其中：HCHO其中：HCHOCH3OHCH3OHHCOOHHCOOHH2OH2OCO2CO其中：HCHOCH4CH3OHO2H2OH2CO2N2COCH4其中:HCHOO2 進(jìn) 料出 料物料名稱質(zhì)量，kg物質(zhì)的量，kmol物料名稱質(zhì)量，kg物質(zhì)的量，kmolCH3OHH2H2ON2合計(jì)合計(jì) 第二吸收塔物料衡算表 進(jìn) 料 出 料物料名稱質(zhì)量，kg物質(zhì)的量，kmol物料名稱質(zhì)量，kg物質(zhì)的量，kmol其中：HCHO其中：HCHOCH3OHCH3OHH2OH2OCO2CO2COCOCH4CH4O2O2H2H2N2N2H2O其中：HCHO－－－CH3OH－－－H2O合計(jì)合計(jì)注：表中誤差極小，符合要求。第 27 頁 共 61 頁第四章 能量衡算由甲醇氧化或脫氫制備甲醛，其副反應(yīng)都有吸熱和放熱。如果選擇適當(dāng)?shù)募状寂c空氣用量比，使吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的比例適當(dāng)，就可控制反應(yīng)溫度。本設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)來源于化學(xué)工業(yè)出版社2003年出版，中國石化集團(tuán)上海工程有限公司編寫的《化工工藝手冊》；物性數(shù)據(jù)來自于劉光啟主編由化學(xué)工業(yè)出版社2002年出版的《化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊》，時間以為1h基準(zhǔn)。 甲醇蒸發(fā)器在甲醇蒸發(fā)器中午化學(xué)變化，只有相變熱和顯熱。設(shè)進(jìn)入蒸發(fā)器的空氣溫度為60℃，甲醇進(jìn)料溫度為15℃，蒸發(fā)溫度為47℃。： 原料甲醇和空氣帶入的熱量物料名稱物質(zhì)的量kmolCpm,kJ/(kmol﹒℃)T, ℃熱量1．甲醇152．水15
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