【正文】 100,tVD ()/()=()/() tLD=℃ ()/()=()/() tVD=℃ ()/()=(100tw)/() tW=℃()/()=()/() tT=℃2. 回流比確定 由表31的數據繪制xy圖：由圖可知進料平衡曲線為不正常平衡曲線，為減少誤差，用圖法求最小回流Rmin。由點a (XD, X)相平衡線作切線交軸于(b,)，即精餾段操作線截距XD /(R+1)=,所以Rmin=~，所以取R===所以回流比確定為R=3. 相對揮發(fā)度 T=℃時，α1=yAxB/yBxA=(())/()= T=℃時，α2=y(1x)/(1y)=()/())= α=(α1+α2)/2=(+)/2=2. 精餾塔計算(1)物料衡算a. 已知：年產量 50104t,年開工350天，M=進料摩爾流量：F=（50104103）/（35024）= kmol/hXF=％ XD=％ XW=％總物料 F=D+W 易揮發(fā)組分 FXF=DXD+WXW解得 D= kmol/h W=b. 塔頂產品的平均相對分子質量M=％+（％）=塔頂產品流量：D= =：W=％+（％）=塔釜產品流量：W==F=D+W =+= 表32物料衡算結果表單位進料F塔頂D塔釜W物料kg/hkmol/h組成質量分率％％％摩爾分率％％％(2)熱量衡算加熱介質采用飽和水蒸氣，它冷凝時的傳熱膜系數很高，可以通過改變蒸汽的壓力準確地控制加熱溫度。冷卻劑選擇水和空氣，冷卻水為10~25℃ Qc=（KH)D（IVDILD）其中IVD塔頂上升蒸汽的焓IVD塔頂餾出液的焓 IVDILD=XD△HV甲+（1XD）△HV水其中△HV甲甲醇的蒸發(fā)潛熱△HV水水的蒸發(fā)潛熱 △H2=△H1[(1Tr2)/(1Tr1)]其中Tr對比溫度沸點/℃蒸發(fā)潛熱△Hr/(KcalKmol)Tc/K甲醇8430水1009729 表33 不同沸點下蒸發(fā)潛熱列表由沃森公式計算塔頂溫度T的潛熱△H2=△H1[(1Tr2)/(1Tr1)]℃時，對甲醇 Tr2=T2/Tc=（）/= Tr1=T1/Tc=（）/= △HV甲=8430[（）/（）]=Kmol對水 Tr2= Tr1= △HV水=9729[（）/（）]=對全凝器作熱量衡算（忽略熱量損失） Qc=（R+1)D（IVDILD）選擇泡點回流，因為塔頂甲醇含量很高，與露點相接近，所以 IVDILD=XD△HV甲+（1XD）△HV水代入數據得： IVDILD=+（）= Qc=（+1）= Wc=Qc/（C比（t2t1））=（1（3525））= 選用300kpa(℃)的飽和水蒸氣為加熱介質。 列表計算甲醇、水在不同溫度下混合的比熱容（單位：kcal/(kg. ℃)） 表34甲醇、水在不同溫度下混合的比熱容符號QCWCQFQDQWQS′Wh數值0105單位kcal/hkg/hkcal/hkcal/hkcal/hkg/h甲醇： Cp1(TDTF)=()= Cp1(TWTF)=()=水： Cp2(TDTF)=1()= Cp2(TWTF)=1()=∫cpdt= Cp1x+ Cp1 (1x)=()+1()=∫cpdt= Cp1x+ Cp2 (1 x)=()+1()=根據表32 D= QD=D∫(,)cdt=DCpt== QW=W∫(,)cdt=DCpt==對全塔進行熱量衡算：QF+QS=QD+QW+Qc為了簡化計算，以料焓，℃時的焓值為基準做熱量衡算QS=QD+QW+QCQF =++ =塔釜熱損失為10%，則μ= 則Qs′=Qs/μ=105kcal/h式中QS加熱器理想熱負荷Qs′實際熱負荷QD塔頂餾出液帶出熱量QW塔底帶出熱量加熱蒸汽消耗量 ΔHr水蒸氣=2168kJ/kg Wh=Qs1/ΔHr水蒸氣 =105/2168= 表35 熱量衡算數據結果列表甲醇C(,P1)=C(,P2)=C(P1)=水C(,P1)=1C(,P2)=1C(P1)=1甲醇C(,P1)=C(,P1)=C(P2)=水C(,P1)=1C(,P1)=1C(P2)=14 車間設備布置設計 生產廠內可劃分為生產區(qū)、生產輔助區(qū)、儲罐區(qū)、行政區(qū)以及生活區(qū)。根據建筑物的朝向，主導風向的影響（常年主導風向西北風），設置行政區(qū)于廠區(qū)的中心偏西，輔助區(qū)主要集中于西北面，生產區(qū)設在北面，儲罐區(qū)安置于工廠東北角。對于生產車間，根據生產工藝流程﹑產品特性、生產規(guī)模和建筑結構等來進行整體布置設計。由于塔較高，因此不宜采用單層廠房，但設備不多，因此采用單層廠房與多層廠房相結合的方式。車間設備布置的設計，是在滿足生產工藝要求的基礎上，綜合考慮設備安裝與檢修﹑安全生產﹑操作及發(fā)展情況來進行的。采用流程式布置，甲醇膨脹槽和壓縮機放在最底層，把甲醇分離器放在第二層，甲醇水冷器安裝在第三層，入塔換熱器安裝在最高層。甲醇膨脹槽和壓縮機安排在最低層，主要考慮到它們笨重；為了便于流體流動甲醇分離器安裝在甲醇膨脹槽的頂上，水冷器安裝在甲醇分離器頂上。 圖41工廠布局圖 圖42甲醇精餾工段設備布置圖 圖43甲醇精餾工段車間布置圖5主要污染及治理措施 甲醇裝置的廢水主要包括:過濾掉的焦爐氣中的殘液和工藝冷凝液等。 （1）焦爐氣中的殘液：在焦化過程產生的焦爐氣中，含有大量的雜質及水分，在送入甲醇界區(qū)時，如果不及時進行分離和排放，就會堵塞管道和設備，情況嚴重時，會影響系統(tǒng)的正常生產，冬季時還會凍裂管道。（2） 工藝冷凝液：轉化工段在轉化爐內燃燒反應產生的蒸氣和蒸氣轉化反應不完全的剩余蒸汽量，在通過各換熱器冷卻后，至最終水冷器出口降至40℃經過氣液分離器和精密過濾器，分離出冷卻水，原計劃排入循環(huán)水中，但其中的COD和一些重金屬的含量會超標，影響循環(huán)水質。 （3）來自轉化廢熱鍋爐、汽包及合成汽包的間排和連排污水，主要污染物為可溶性固體。 廢氣主要包括合成塔后的馳放氣、精餾產生的輕組分不凝氣、開車時轉化不合格的轉化氣、精餾崗位及公輔崗位的多余蒸汽、空分多余的液氧放空氣、預熱爐煙道氣，這些氣體雖然排放量不大，但會污染局部的空氣質量。 廢油主要包括各大型壓縮機正常潤滑后的廢油及各動力設備的換油及漏油，對廢油未及時進行處理回收，隨雨水進入地溝，造成油污染，同時還存在較大的安全隱患。 廢渣主要包括經過化學反應后的廢舊催化劑，用過的催化劑卸出設備后，遇到空氣發(fā)生放熱反應，散發(fā)出強烈的刺激性氣體，且粉塵較多，嚴重污染周邊空氣質量，而且還易燃，存在安全隱患。 噪音主要是從焦爐氣壓縮機、合成氣壓縮機、空壓機、氧壓機、循環(huán)水泵及各種大小的機泵產生的，尤其是二期空分往復式氧壓機發(fā)出的噪音，不但噪音大，而且振動大，嚴重影響其他設備及人身的安全，必須進行處理。 輻射主要來自轉化爐燒嘴、在化驗室分析精甲醇時用的硝酸雙氧鈾20202配電室中的高壓配電柜，這些放射源的放射性都比較小，一般短時間接觸對人體無大礙，但要注意防護。如長時間的接觸，會產生損傷效應和遺傳損傷效應。（1）在原始開車時，焦爐氣中的水，通過焦油過濾器和預脫硫槽過濾掉，直接排到地溝，不但氣味大，而且嚴重污染外排水質，后經過在設備本體上增設管道、閥門，以便及時把焦爐氣中的殘液排放至廢桶中，用車將殘液桶拉至園區(qū)焦化廠，然后將殘液與煤混合后回焦爐。通過對殘液管路的技改，將殘液通過管道直接排至隔油池，隔離掉大部分焦油雜質后，通過泵輸送到化產的澄清槽后，分離出的焦油排放至焦油池，雜質通過回收，分離水混合氨水后，可再利用。（2）對工藝冷凝液，生產操作中，應及時消除跑冒滴漏，在各冷凝液排放處的閥門正常情況下，該關閉的排污閥門、冷凝液閥門就關閉?；灧治鋈藛T取樣時，用塑料桶接好物料，集中回收，比如現在甲醇車間化驗人員取甲醇樣，用桶接后，剩余大半桶倒在精餾地下槽，就可以再精餾精甲醇，為公司創(chuàng)造利潤，避免了原先直接倒掉的浪費。 轉化工段滿負荷條件下，氣液分離器和精密過濾器按大約15 t/h分離掉水分，原先設計的是把這些水排入循環(huán)水池，但是其中的氨氮質量濃度達278mg/L(有關標準延25 mg/L) , COD達到210 mg/L(有關標準是延150 mg/L) , pH值8. 5(有關標準是6，呈弱酸)，排到循環(huán)水池以后，由于氨氮容易產生細菌，造成循環(huán)水質惡化，影響系統(tǒng)各換熱設備的換熱效果?，F計劃通過技改，將上述的冷凝水排至園區(qū)污水處理后作為熄焦水，以節(jié)省目前使用的一次水。（3）針對間排、連排污水，將其經過排污膨脹罐減壓降溫后，排入污水池中，再打入園區(qū)污水站進行處理，也作為熄焦水或煤場噴灑水。（1）合成馳放氣、精餾輕組分不凝氣 精餾輕組分不凝氣里主要成分為H2，CO，CH4等，將其先通過軟水吸收完甲醇后，再摻入馳放氣里一起利用。馳放氣主要組分是H2，CO2，CO，N2，CH4其燃燒值較高，大部分返回焦爐中，充作回爐煤氣，以置換出大量的回爐煤氣生產甲醇；用作轉化工段預熱爐的燃燒氣，加熱參與轉化的焦爐氣與蒸氣；在鍋爐房中用作鍋爐燃料產生蒸氣，為甲醇及老廠的焦化過程提供必要的蒸氣。（2）每次開車時轉化工段產生的不合格的轉化氣 此類廢氣是通過放空管排入大氣，由于是短時間高濃度排放，會對環(huán)境造成短時間的不利影響，因此本車間設計了火炬系統(tǒng)，將其引入火炬系統(tǒng)燃燒后排放，燃燒后的產物主要是CO2, N2，水蒸氣等。（3） 精餾崗位及公輔崗位產生的多余的蒸氣 此類送往焦化的粗苯精餾工段與硫按工段，這些多余蒸氣可完全保證焦化的正常生產。空分產生的多余的氧氣放入空氣中，由于其本身對環(huán)境沒有污染，因此可在放空管直接排放。 產生的廢油主要來自大型壓縮機，如焦爐氣壓縮機、合成壓縮機、空壓機及氧壓機等，其主要處理方法是:一是將大型壓縮機潤滑后的廢油回收后，再次在各小型動力設備中利用，如轉化的燒嘴保護泵。二是將余下的壓縮機廢機油經粗濾后，直接外售。但由于廢油外售價格極低，因此建議將其回收后再利用，首先將各類潤滑油分類回收，在回收不同種類的潤滑油時，不能摻混在一起。要嚴格控制回收油中的含水量，一般含水質量分數不要超過30%為宜。將全廠的潤滑油進行統(tǒng)一回收、集中到一起進行統(tǒng)一處理?；厥仗幚矸椒?采用加熱、離心分離或真空過濾的方法，將水和雜質分離掉，然后根據需要，添加添加劑，可使再生油完全達到國標，重新使用。三是減少漏油事故，杜絕跑冒滴漏現象，并對漏油進行及時回收。 甲醇生產中的廢渣主要是從精脫硫、轉化和合成3個工段產生的。精脫硫工段排放的廢渣主要是吸油劑、預脫硫槽活性炭、鐵鉬加氫催化劑、鈷鉬加氫催化劑、中溫鐵錳脫硫劑和氧化鋅脫硫劑，均由專業(yè)廠家回收。 對于噪音，主要從聲源、傳播途徑、聲音受體這三部分來進行預防。首先，在設備選型時，選用低噪聲設備，降低聲源噪音。將各種大型壓縮機設備集中放置在獨立廠房中，房頂裝設混音室，使不同頻率的噪音在混音室內發(fā)生疊加干涉，最大程度地減弱噪聲振幅。如甲醇二期中，將焦爐氣往復式壓縮機和合成氣離心式壓縮機統(tǒng)一放置在聯合廠房內。其次，設立隔音操作室，對于一些空氣動力性噪聲加設消聲器，如在各工段的一些放空管頂部加設消聲器，可達到10dB~25 dB降噪量。第三，加強勞保用品防噪音耳塞的采購，為焦爐氣壓縮工段、儀表工段等頻繁接觸噪音的人員購買耳塞、耳罩或頭盔等護耳器。（1）轉化爐燒嘴內部溫度極高，可高達1200 ℃散發(fā)出大量輻射熱，熱輻射時伴隨著紅外線，通過其熱輻射效能，會造成對皮膚的不良影響，因此要在源頭加以防治，要保證轉化爐爐體的砌筑符合隔熱要求，爐墻使用LKJ一澆注料并保證有足夠的厚度，外層采用絕熱性較好的高純剛玉磚，極大地減少了金屬爐殼向外部散發(fā)的熱輻射，轉化爐筒體外還加設了一層循環(huán)水水夾套，熱量傳導到環(huán)境時，基本己達到室溫，故完全消除了對環(huán)境的輻射。（2）在化驗室分析精甲醇時，所用的硝酸雙氧鈾具有放射性，會使人中毒，甚至致死。燃燒時產生大量放射性灰塵。因此，要求操作人員必須經過專門培訓，嚴格遵守操作規(guī)程。操作時需佩戴自吸過濾式防塵口罩，戴化學安全防護眼鏡，穿抗輻射防護服，戴抗輻射手套。物品存放處遠離火種、熱源，工作場所嚴禁吸煙。應遠離易燃、可燃物。應避免產生粉塵，防比粉塵釋放到車間空氣中。應避免與還原劑接觸。需配備相應品種和數量的消防器材及泄漏應急處理設備。