【正文】 所以宜選取換熱管長3米，S′=，n=15單管程的3個換熱器。Ⅴ.計算平均溫度差暫按單殼程雙管程考慮，先求逆流平均溫度差甲醇 65→40冷卻水 35←25Δt 30℃ 15℃計算R、P 由R、P值查圖可知，〉則===℃Ⅵ.選K值，估算傳熱面積，參考附錄二十六，取K=1800W/（m2表71 物性參數(shù)[12]名稱密度ρKg/m^3定壓比熱CpKJ/（Kg即：Q出熱=Q回流液+低沸點物采出量甲醇比熱容溫度+Q熱損 =+65+ =于是Q余熱=Q入熱Q出熱=③冷卻水用量（G2）：冷卻水進冷凝器溫度25℃；出冷凝器溫度35℃。Q入熱=Q預(yù)后甲醇+Q回流液+Q加熱蒸汽 （65）于是Q入熱=++Q加熱蒸汽 =+Q加熱蒸汽表65主塔進、出物料平衡表物料入料量，kg/h出料量，kg/h預(yù)后甲醇回流量高沸點物低沸點物殘液成品精甲醇回流量甲醇H2ONaOH小計合計表66 主塔全塔帶入熱量計算物料預(yù)后甲醇回流液加熱蒸汽組分甲醇水堿液甲醇水流量，kg/hG加熱蒸汽溫度，℃86868665比熱容，kJ/（kg℃）汽化熱，kJ/kg熱量，kJ/hQ加熱蒸汽總熱量，kJ/hQ加熱蒸汽②帶出熱量：根據(jù)物料和已知條件計算，列表67。③殘液排放量：包括水、堿、甲醇及高沸點物等，其中甲醇含量為1%，計算時以水計。于是Q余熱=Q入熱Q出熱= =則用水量G1==每t粗醇脫除輕餾分需冷卻水量（G′1）為=、熱量衡算（1）進料量：包括預(yù)后甲醇和回流液①主塔進料量=預(yù)塔總出料量輕餾分預(yù)塔初餾物=②回流液量：回流比取進料量的2倍，總進料量=主塔進料量+回流液量 =+=（2）出料量①高沸點物采出量：物中含甲醇83%，水及其它高沸點物為17%（計算時以水計）。表63 預(yù)塔物料帶出熱量出熱部位塔頂預(yù)后粗甲醇初餾物熱損失組分二甲醚回流液甲醇甲醇水（堿液）甲醇以5%計流量，kg/h液體比熱容，kJ/（kg粗醇小時量20%補入燒堿帶入水量==⑥輕餾分量=粗醇小時量輕餾分含量==⑦主塔來的低沸點物量=預(yù)塔進料3%==（2）出料量① 甲醇：水（粗醇帶入水、補充軟水、堿液中帶入水）=++=② 燒堿：③ 輕餾分：④ 初餾物：（與主塔來的低沸點物相同）：進、出物料平衡表列于表61。表520 冷凝器出口各氣體組分的顯熱組分COCO2H2N2CH4ArCH3OH合計比熱容，J/（mol?℃）氣量，Nm3/h kmol/h熱量，kJ/（h?℃）表521 冷凝器出口液體熱量組分CH3OH（CH3）2OC4H9OHC8H18H2O合計液體比熱容，kJ/（kg?℃）流量，kg/h熱量，kJ/（h?℃）表522 冷凝器熱平衡表帶入熱量，kJ/h帶出熱量，kJ/h氣體顯熱冷凝熱合計氣體顯熱液體帶熱冷卻水帶熱合計⑤冷凝器用水量已知：冷凝器冷卻水溫度為27℃，回水溫度為40℃。根據(jù)表59各組分的流量及熱容，計算冷凝器出口氣體顯熱，列表為520。表519 出塔氣在冷凝器中冷凝放熱量組分CH3OH（CH3）2OC4H9OHC8H18H2O合計冷凝量，Nm3/h kg/h放熱量，kJ/h②進冷凝器氣體總熱量Q冷凝器=Q出塔=∑（GF表518 粗甲醇中各組分物理常數(shù)組分CH3OH（CH3）2OC4H9OHC8H18H2O氣化熱，kJ/kg液體比熱容，kJ/（kg?℃）假設(shè)有相變物質(zhì)在低于沸點時全部冷凝，擴散于氣相中的組分忽略不計。（6）由全塔熱平衡方程∑Q入塔＋∑Q 反應(yīng)=∑Q出塔求出出塔氣體溫度T出塔+= T出塔+T出塔=℃，相對誤差為：（－）100%/ = % %誤差在允許范圍內(nèi)，假設(shè)成立，合成塔熱量平衡。/hKmol/h入塔熱量，kJ/（h?℃）根據(jù)計算條件，入塔氣溫為40℃，40=（3）塔內(nèi)反應(yīng)熱的計算反應(yīng)方程式如式（52）～（57）則合成甲醇過程中各組分反應(yīng)熱如表515所示。Cm出—進出合成塔各組分熱容，kJ/kmolCm出表513 聯(lián)醇生產(chǎn)物料平衡匯總表組分①新鮮氣流量Nm3/h%②甲醇入塔氣流量Nm3/h%③甲醇循環(huán)氣流量Nm3/h%④甲醇出塔氣流量Nm3/h%⑤醇后氣流量Nm3/h%⑥甲醇馳放氣流量Nm3/h%⑦精煉氣流量Nm3/h%⑧吹出氣流量Nm3/h%⑨氨馳放氣流量Nm3/h%COCO2H2N2CH4Ar（CH3）2OCH3OHC4H9OHC8H18H2ONH3合計工藝條件：ⅰ.進塔氣體溫度平均按40℃計算；Ⅱ.冷凝器氣體出口溫度與液體溫度相等，都為33℃；Ⅲ.冷卻水溫度為27℃，冷卻回水為40℃；Ⅳ.系統(tǒng)熱損失為5%。表58 甲醇合成塔出塔氣流量及組成組分COCO2H2N2CH4ArCH3OHC4H9OH（CH3）2OC8H18H2O合計入塔氣流量，Nm3/h合成反應(yīng)消耗，Nm3/h反應(yīng)生成物，Nm3/h出塔氣流量，Nm3/h組成，%表59 甲醇分離器出口氣體和液體產(chǎn)品流量與組成組分COCO2 H2N2CH4ArCH3OHC4H9OH（CH3）2OC8H18H2O合計分離器損失氣量，Nm3/h出分離器氣體流量，Nm3/h0（全溶）組成，%粗甲醇在中間貯槽減壓放出的馳放氣流量與組成如表510。表56 甲醇塔循環(huán)氣量及其組成組分COCO2H2N2CH4ArCH3OH合計流量，Nm3/h組成，%⑩甲醇合成塔入塔氣量的計算根據(jù)G入醇塔=G新鮮氣+G循環(huán)氣，由表55與表56得表57。⑧綜合表51和表54，即得進入甲醇合成塔之新鮮氣量G新鮮氣與組成，如表55。假設(shè)經(jīng)減壓后液相中溶解的氣體除二甲醚外全釋放，則甲醇擴散損失G醇擴散=（+++++0）=。表52 合成氨生產(chǎn)耗用醇后氣量及其組成耗用量氣體組成，Nm3/hH2N2CO2COCH4ArCH3OH小計合成氨反應(yīng)精煉損耗液氨中溶解損耗氨擴散損耗惰性氣續(xù)表52 合成氨生產(chǎn)耗用醇后氣量及其組成氣體組成，Nm3/hH2N2CO2COCH4ArCH3OH小計合計醇后氣組成，%（3）生產(chǎn)甲醇所需原料氣量①合成甲醇的化學(xué)反應(yīng)：主反應(yīng)：CO+2H2→CH3OH+（52）副反應(yīng)：2CO+3H2→（CH3）2O+H2O+（53） CO+3H2→CH4+H2O+（54） 4CO+8H2→C4H9OH+3H2O+（55） CO2+H2→CO+（56） 8CO+17H2→C8H18+8H2O+（57）②根據(jù)粗甲醇組分，算得各組分的生成量為甲醇（CH3OH）3790kg/h%=，二甲醚[（CH3）2O]3790kg/h%=，雜醇（C4H9OH）3790kg/h%=，烴類（C8H18）3790kg/h%=，水（H2O）3790kg/h%=,③生產(chǎn)中測得，按反應(yīng)式（54）每生產(chǎn)1t粗甲醇，；，=。==。N2→NH3 （51）則耗氫氣為：1189。粗甲醇組成如表51所示?；厥諒U甲醇催化劑的利用方法，可制取金屬銅，制取氧化銅，制取硫酸銅，制取微量元素肥料和重制甲醇催化劑。圖32 雙塔精餾流程圖第四章 環(huán)境保護（1）、甲醇生產(chǎn)中的三廢①循環(huán)氣中甲烷的累積，要經(jīng)常排放。三塔精餾比兩塔精餾可節(jié)約熱量40％左右，三塔流程投資高，但能耗和操作費用顯著降低；同一流程裝置投資的回收期隨著生產(chǎn)規(guī)模的增加而縮短。一般生產(chǎn)能力在100kt/a以下的，采用雙塔精餾。兩者主要區(qū)別在于三塔流程多設(shè)置有一個加壓操作（～）的主精餾塔，加壓塔塔頂甲醇蒸汽冷凝熱用作常壓精餾塔塔底再沸器熱源，減少蒸汽和冷卻水消耗，目前在三塔精餾的基礎(chǔ)上又增加了回收塔，進一步回收常壓精餾塔塔底排出的含少量甲醇的廢水，提高產(chǎn)品收率并減少廢水污染物產(chǎn)生量。帶有高錳酸鉀反應(yīng)的精餾工藝需要對粗甲醇中的還原性物質(zhì)進行處理后再精餾，工藝復(fù)雜，該工藝主要用于對甲醇質(zhì)量要求相當(dāng)嚴(yán)格的場合。它能更有效地降低建廠費用和甲醇生產(chǎn)成本。70年代，我國輕工部四川維尼綸廠從法國Speichim公司引進了一套以乙炔尾氣為原料日產(chǎn)300t低壓甲醇裝置（英國ICI專利技術(shù)）。ICl低壓甲醇法為英國ICl公司在1966年研究成功的甲醇生產(chǎn)方法。甲醇生產(chǎn)的總流程長，工藝復(fù)雜，根據(jù)不同原料與不同的凈化方法可以演變?yōu)槎喾N生產(chǎn)流程。 銅基催化劑一般可在210～280 ℃下操作，視催化劑的型號及反應(yīng)器型式不同，其最佳操作溫度范圍與略有不同。當(dāng)合成氣中有CO2時，也可合成甲醇。因此，轉(zhuǎn)化氣和循環(huán)氣的壓縮均采用離心式壓縮機。其對COH2S等均有較強的吸收能力。因此在甲醇生產(chǎn)總流程中必須設(shè)置脫除二氧化碳（同時也可脫除殘余硫化氫）的工序，簡稱脫碳工序?；瘜W(xué)反應(yīng)是如下：CO+H2O→H2+CO2這些有機硫化合物，在較高溫度下進行變換反應(yīng)時，幾乎全部轉(zhuǎn)化成硫化氫，故煤氣中硫化氫所含硫約占煤氣中硫總量的90%以上。[4]目前國內(nèi)感興趣的氣化爐工藝是Shell、Texaco和Lurgi。氣化過程的只要化學(xué)反應(yīng)如下：C+O2?CO2 ?H=（31）C+H2O?CO+H2 ?H=（32）C+O2?CO ?H=（33）C+2H2O?CO2+2H2 ?H=（34）C+CO2?2CO ?H=（35）C+2H2?CH4 ?H=（36）煤炭氣化技術(shù)雖有很多種不同的分類方法，但一般常用按生產(chǎn)裝置化學(xué)工程特征分類方法進行分類，或稱為按照反應(yīng)器形式分類。在氣化爐內(nèi)，粉煤在高溫下與純氧進行燃燒和部份氧化反應(yīng)，生產(chǎn)出粗煤氣經(jīng)洗滌后送到脫