年產(chǎn)20萬噸甲醇合成工藝設計化工專業(yè)畢業(yè)設計課程設計-資料下載頁
2025-11-14 16:29本頁面
【導讀】甲醇作為及其重要的有機化工原料，是碳一化學工業(yè)的基礎產(chǎn)品，在國民經(jīng)濟中占有重要地位。長期以來，甲醇都是被作為農(nóng)藥，醫(yī)藥，染料等行業(yè)的工業(yè)原料，但隨著科技的進步與發(fā)展，甲醇將被應用于越來越多的領域。當今甲醇生產(chǎn)技術主要采用中壓法和低壓法兩種工藝，并且以低壓法為主，這兩種方法生產(chǎn)的甲醇約占世界甲醇產(chǎn)量的80%以上。在較低壓力下可獲得較高的甲醇收率，且選擇性好，減少了副反應，改善了甲醇質(zhì)量，降低了原料消耗。中壓法仍采用高活性的銅基催化劑，反應溫度與低壓法相同，但由于提高了壓力，相應的動力消耗略有增加。經(jīng)過凈化的原料氣，經(jīng)預熱加壓，于5Mpa、220℃下，從上到下進入Lurgi反應器，在銅基催化劑的作用下發(fā)生反應，出口溫度為250℃左右，甲醇7%左右，因此，原料氣必須循環(huán)，則合成工序配置原則為圖2-3。甲醇的合成是可逆放熱反應，為使反應達到較高的轉(zhuǎn)化率，應迅速移走反應熱，本設計采用Lurgi管殼式反應器，管程走反應氣，殼程走4MPa的沸騰水
【正文】 2ONaOH(CH3)2OC4H9OH合計塔頂塔底合計2 主塔的物料平衡計算(1).進料加壓塔。預后粗甲醇： kg/h常壓塔。(2).出料加壓塔和常壓塔的采出量之比為2:1，常壓塔釜液含甲醇1%。A. 加壓塔。塔頂： 塔釜：B. 常壓塔。塔頂： 塔釜：甲醇 水 NaOH 高沸物 kg/h： 總出料：由以上計算。得表215甲醇精餾塔物料平衡匯總表：單位：kg/h +++++=得表215 甲醇精餾塔物料平衡匯總物料物料加壓塔頂出料常壓塔頂出料常壓塔釜出料合計甲醇NaOH水高沸物合計根椐計算結(jié)果可畫出粗甲精餾物流圖，見圖22。預精餾塔加壓精餾塔常壓精餾塔 圖22 粗甲醇精餾物流圖（六）能量恒算合成塔能量計算已知：合成塔入塔氣為220 ℃，出塔氣為250 ℃，熱損失以5%計，殼層走4MPa的沸水。查《化工工藝設計手冊》得，4 kmol/kg， kJ/kg， kg/m3， kg/m3，溫度為250 ℃。入塔氣熱容見416。 表216 5MPa，220℃下入塔氣除(CH3OH)熱容組分COCO2H2N2ArCH4合計流量：Nm3比熱：kJ/kmol℃/熱量：kJ/℃查得220℃ kJ/kmol， Nm3。所以：Q入=+=+ = kJ出塔氣熱容除(CH3OH)見表417。 表217 5MPa，220℃下出塔氣除(CH3OH)熱容組分COCO2H2N2ArCH4C4H9OH(CH3)2OH2O合計流量：Nm3比熱：kJ/kmol℃/熱量：kJ/℃查得250℃ kJ/kmol， Nm3。所以：Q出=+=+ = kJ由反應式得:Q反應=[++++()] 1000 =(+++)1000 =87556320 kJ Q熱損失=(Q入＋Q反應) 5%=(+87556320) 5%= kJ所以：殼程熱水帶走熱量 Q傳 = Q入 + Q反應 Q出 Q熱 =+ = kJ又：Q傳=G熱水r熱水所以:G熱水== kg/h即時產(chǎn)蒸氣：= 常壓精餾塔能量衡算 Xf==查《化工工藝設計手冊》,甲醇露點溫度t=℃75℃操作條件：塔頂75℃，塔釜105℃，進料溫度124℃，回流液溫度40℃，取回流液與進料的比例為4:1。1.帶入熱量見表218。表218 常壓塔入熱物料進料回流液加熱蒸汽組分甲醇水+堿甲醇流量：kg/h溫度：℃12412440比熱：kJ/kg℃熱量:kg/hQ加熱Q入=Q進料+Q回流液+Q加熱=+++Q加熱=+ Q加熱 2.帶出熱量見表219。表219 常壓塔物料帶出熱量物料精甲醇回流液殘液熱損失組分甲醇甲醇甲醇水+堿流量：kg/h溫度：℃7575105105比熱：kJ/kg℃潛熱：kJ/kg熱量:kg/h5%Q入所以：Q出＝＋＋＋＋5%Q入 =+5%Q入因為：Q出＝Q入所以：Q入= Q出=所以：Q蒸汽= kJ/kg所以：需蒸汽G3蒸汽== kg/h常壓精餾塔甲醇蒸汽75℃ 40℃水 回流甲醇 加壓塔底液體 40℃ 30℃水 120℃ 甲醇蒸汽 40℃ 115 ℃ 精甲醇 冷凝液 殘液105℃ 甲醇115℃ 圖23 常壓塔物流圖3.冷卻水用量計算對熱流體：Q入＝Q產(chǎn)品精甲醇+Q回流液=+ =Q出 = Q精甲醇(液)+Q回流液(液)=+= Q傳 =(15%)=所以：冷卻水用量G3水== t水/h所以：每噸精甲醇消耗G’3水==4.常壓塔精餾段熱量平衡見表220。 表220 精餾段熱量平衡表帶入熱量：kJ/h帶出熱量：kJ/h加壓塔來的甲醇：采出熱量精甲醇：塔底供熱：內(nèi)回流：g內(nèi)(+)內(nèi)回流：g內(nèi)()總?cè)霟幔?總出熱：+所以：總?cè)霟?總出熱所以：+=+所以：g內(nèi)= kg/h5.常壓塔提餾段熱量平衡見表221。 表221 提餾段熱量平衡表帶入熱量：kJ/h帶出熱量：kJ/h加壓塔來的甲醇：殘液：塔底供熱：內(nèi)回流：g’內(nèi)(+)內(nèi)回流：g’內(nèi)()總?cè)霟幔? g’內(nèi)總出熱：+’內(nèi)因為：Q總?cè)霟?Q總出熱即：+ g’內(nèi)=+’內(nèi)所以：g’內(nèi)=
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