【正文】 Processing: Process Intensification,20xx,4910:. [8]吳嘉 ,陳露 . 具有熱集成和水集成的甲醇精餾新工藝及其模擬 [J]. 化工學(xué)報(bào) ,20xx(03) [9]宋佰順 ,奎鴿 ,劉喜保 . 甲醇精餾采用高效塔板和工藝路線的改進(jìn) [J]. 小氮肥設(shè)計(jì)技術(shù) ,20xx(01) [10]Liwei Tong,Wenguang Wu,Yinmei Ye,Lifang Chen,G252。 粗甲醇經(jīng)過(guò)雙塔精餾所得精甲醇含醇量為 %，符合工業(yè)上所需要的要求。 此次設(shè)計(jì)所選取的精餾塔為板式浮閥精餾塔，經(jīng)過(guò)計(jì)算精餾塔的實(shí)際塔板數(shù)是 29 塊，精餾段 為 11 塊，提餾段為 18 塊，其中第五塊板為進(jìn)料板。 精餾段的平均壓力 kpa，平均溫為 176。C，甲醇液體密度為： 那么甲醇的體積流量為： 43 取回流速度為： 那么： 經(jīng)圓整后選取規(guī)格為的熱軋無(wú)縫鋼管。查水密度的密度為：，甲醇的密度為： ，則釜液密度為： 其中： 那么： 42 則釜液體積流量為： 取適宜的速度 ，則： 經(jīng)圓整后選取規(guī)格為：的熱扎無(wú)縫鋼管。 （ 2）塔板的汽液負(fù)荷上限完全由霧沫夾帶控制，操作下限由漏液線控制 。 塔板負(fù)荷性能圖 霧沫夾帶線 對(duì)于一定的物系和一定的塔板 、 、 、 K、 已知，相對(duì)于 小于 的泛點(diǎn)率上限可以確定， V~L 關(guān)系，按泛點(diǎn)率 80%計(jì)算： 得到： 由上式子可知：霧沫夾帶線為直線。 37 ③ 液體表面張力 所造成的阻力很小，可以忽略不計(jì)。 基礎(chǔ)環(huán)內(nèi)經(jīng)： 基礎(chǔ)環(huán)外徑： 圓整后： 再考慮到再沸器，取裙座高 ，裙座采用圓筒型，與他提的焊接方式采用對(duì)接焊接接頭。人孔直徑為 600mm，其伸出塔體的筒長(zhǎng)為 200~250mm。內(nèi)表面積為 ，容積為 。C, 。采用 型重閥重量為 ，孔徑為 精餾段的氣、液相體積流率為： 27 式中，負(fù)荷銀子，由史密斯關(guān)聯(lián)圖查得 再求 1） 圖的橫坐標(biāo)為： 2） 取板間距， ，板上清液層高度取，則 （ 424） 由史密斯關(guān)聯(lián)圖，得知 取安全系數(shù)為 ，則空塔氣速為： 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為： 塔截面積為： 實(shí)際空塔氣速為： （安全系數(shù)在允許范圍之內(nèi)，符合設(shè)計(jì)要求） 28 提餾段工藝尺寸的計(jì)算 1）由上面可知提餾段 提餾段塔徑的計(jì)算： 提餾段的氣、液相體積流率為： 式中，負(fù)荷因子，由史密斯關(guān)聯(lián)圖查得 再求 圖的橫坐標(biāo)為： 取板間距： ，板上清液層高度取，則 由史密斯關(guān)聯(lián)圖： 氣體負(fù)荷因子： 取安全系數(shù)為 ，則空塔氣速為： 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為： 29 塔截面積為： 實(shí)際空塔氣速為： （安全系數(shù)在允許范圍之內(nèi)，符合設(shè)計(jì)要求） 則全塔塔徑為： 2)塔體壁厚的計(jì)算 [21] 因甲醇對(duì)塔體的腐蝕較小，又是一般溫度操作，故可以選鋼。 操作壓力的計(jì)算 [14] 設(shè)每層塔壓降：（一般情況下，板式塔的每一個(gè)理論級(jí)壓降約在 ） 進(jìn)料板壓力： 精餾段平均壓力： 塔釜板壓力： 提餾段平均壓力： 操作溫度的計(jì)算 查表可得： 安托尼系數(shù) A B C 10~168 16~91 的安托尼方程 [15]： 的安托尼方程： 18 由泡點(diǎn)方程式差可得：當(dāng) 同理可求出： 時(shí) 時(shí) 所以塔頂溫度： 進(jìn)料板溫度： 塔釜溫度： 精餾段的平均溫度： 提餾段平均溫度： 平均摩爾質(zhì)量的計(jì)算 1）塔頂平均摩爾質(zhì)量的計(jì)算 得 2） 進(jìn)料板平均摩爾質(zhì)量的計(jì)算 得 3） 塔釜平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 由 得 19 4)精餾段平均摩爾質(zhì)量 提餾段平均摩爾質(zhì)量 平均密度的計(jì)算 精餾段平均密度的計(jì)算 (1) 氣相由理想氣體狀態(tài)方程得： 氣相的摩爾分率： (2) 液相 查可得 時(shí) 時(shí) 20 進(jìn)料板液相的摩爾分率： 精餾段液相平均密度為： 提餾段平均密度的計(jì)算 （ 1） 氣相 由理想氣體狀態(tài)方程得 (3) 液相 查可得 時(shí) 液相摩爾分率為： 提餾段的平均密度： 平均表面張力的計(jì)算 液相平均表面張力以下式計(jì)算： （ 1） 塔頂液相平均表面張力的計(jì)算 由 查表得： (2)進(jìn)料板液相平均表面張力的計(jì)算 由 查表得 21 （ 3）塔底液相平均表面張力的計(jì)算 由 查表得 精餾段液相平均表面張力： 提餾段液相平表面張力： 經(jīng)過(guò)計(jì)算算的的物料相關(guān)物性參數(shù)如下表： 表 2 主要計(jì)算數(shù)據(jù)匯總 精餾段 提餾段 平均壓力 平均溫度 176。C，則用水量 3)每噸粗甲醇耗冷卻水量： 主塔熱量衡算 （ 1）目的 根據(jù)主塔物料平衡計(jì)算熱量平衡，求出主塔精餾過(guò)程中所耗蒸汽及冷卻水量。C 65176。甲醇初餾物作為回流液返回系統(tǒng)，輕餾分以氣態(tài)形式放空。 1） 預(yù)塔收入熱 2） 入料代入顯熱（假定粗甲醇與堿液為入料） 3） 回流液帶入熱 4） 蒸汽放出潛熱 （ 3）預(yù)塔支出熱 1）預(yù)塔甲醇帶出熱 2）塔體熱損失 3）塔頂蒸出汽帶出熱（不包括潛熱和顯熱） （ 4）計(jì)算數(shù)據(jù) 查表得： 粗甲醇混合比熱： 預(yù)后甲醇混合比熱： （在計(jì)算過(guò)程中堿液以水計(jì)） （ 5）收入熱（ ） 10 QR=預(yù)塔回流比取 （回流液 /出料量）則 其中，加入的蒸汽冷凝液量為 ，從主塔來(lái)初餾物為 。精餾之后的甲醇便可應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中 [12]。另外為了將粗甲醇中的酮以及高級(jí)醇完全、徹底脫離出來(lái)，需在主精餾塔中設(shè)置一條側(cè)線，并通過(guò)管線形式將雜質(zhì)水排出。精甲醇 先經(jīng)預(yù)精餾塔 ,經(jīng)預(yù)精餾后的含水甲醇直接由泵輸送經(jīng)熱交換器后再至主精餾塔 ,最終在主精餾塔將甲醇與水、重組份及殘余輕組份進(jìn)行有效分離 得到精甲醇 產(chǎn)品 [10]。 將比較本次設(shè)計(jì)所選取的精餾 方式是，雙塔精餾的方式雙塔精餾甲醇工藝是當(dāng)前最為常用，也是最為常見(jiàn)的一種工藝流程。三塔流程的主要特點(diǎn)是，加壓塔塔頂冷凝潛熱用作常壓塔塔釜再沸器的熱源，這樣既節(jié)省加熱蒸汽，還節(jié)省冷卻水，達(dá)到節(jié)能的目的 [6]。主精餾塔操作壓力稍高于預(yù)精餾塔，但也可以認(rèn)為是常壓操作，塔頂?shù)玫骄状籍a(chǎn)品，塔底含微量甲醇及其它重組分的水送往水處理系統(tǒng) [5]。粗甲醇 塔中部加料口送入，輕組分由塔頂排出，高沸點(diǎn)的重組分在進(jìn)料板以下 塔板處引出，水從塔底排出，產(chǎn)品甲醇在塔頂以下若干塊塔板引出 [4]。甲醇還可經(jīng)生物發(fā)酵生成甲醇蛋白，用作飼料添加劑，有著廣闊的應(yīng)用前景。石油作為及其重要的能源儲(chǔ)量是有限的，而甲醇燃料以其安全、廉價(jià)、燃燒充分，利用率高、環(huán)保的眾多優(yōu)點(diǎn)，替代汽油已經(jīng)成為車(chē)用燃料的發(fā)展方向之一。目前甲醇的深加工產(chǎn)品已達(dá) 120多種，我國(guó)以甲醇為原料的一次加工產(chǎn)品已有近 30 種。又如甲醇可以裂解制烯烴。 甲醇具有上述多種重要的物理化學(xué)性質(zhì)，使它在許多工業(yè)部門(mén)得到廣泛的用途，特別是由于能源結(jié)構(gòu)的改變，和 C1 化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，甲醇的許多重要的工業(yè)用途正在研究開(kāi)發(fā)中。 2 第 一 章 綜述 甲醇簡(jiǎn)介 純甲醇為無(wú)色透明略帶乙醇?xì)馕兜囊讚]發(fā)液體，沸點(diǎn) 65℃，熔點(diǎn) ℃，和水相對(duì)密度 。單醇生產(chǎn)中脫去的是還原性物質(zhì)，所采用高錳酸鉀工藝在聯(lián)醇生產(chǎn)中可以取消（由于聯(lián)醇中還原物質(zhì)較少）大大簡(jiǎn)化了精餾工藝。甲醇化學(xué)也得到較快發(fā)展。 twin tower1 引 言 在 常壓下下，甲醇的沸點(diǎn) 176。選取精餾塔為板式浮閥精餾塔，塔高為 ，塔體的公稱(chēng)直徑為 1800mm，總塔板數(shù)數(shù)為 29 塊 ，第五塊板為進(jìn)料板，精餾塔壁厚為 6mm，通過(guò)本設(shè)計(jì) 所精餾的粗甲醇含甲醇量為 %符合 工業(yè)上 所需的要求。經(jīng)過(guò)對(duì)甲醇精餾單塔、雙塔、三塔 和四塔 各自?xún)?yōu)缺點(diǎn)分析及比較，考慮到節(jié)約能耗，簡(jiǎn)單，便于操作，容易控制的前提下， 一般來(lái)說(shuō)，甲醇精餾產(chǎn)量規(guī)模在每年 5 萬(wàn)噸以下的宜選擇雙塔精餾工藝。 年產(chǎn) 5 萬(wàn)噸甲醇雙塔精餾工藝設(shè)計(jì) The Process Design Of Twin Towers Distillation Based On 50kt/a Methanol 目錄 摘要 ............................................................... I Abstract ......................................................... II 引 言 .................................