【正文】 Pap ???? ???? 滿足要求 1)換熱介質 高壓水： 784kPa 110℃ 液態(tài)水 )/(1 8 KkgkJC p ?? 密度 33 /102 mkgOH ?? 年產 10 萬噸甲醇生產的初步設計 17 飽和水蒸汽潛熱 kgkJr /? ，溫度 170℃ 管程 hkJhk m o lm o l V A cJQ /???? 取安全系數(shù)為 則殼層 12 ? 設水進口質量流量為 inOHG ,2 取液態(tài)水進口流速為 ，進口管口直徑 100mm 管口橫截面積 232 4 mA s ????? ? ∴ hkgskgAuG OHsOHOH /2 8 2 6 0/222 ?????? ? 設出口蒸汽的量為 gG 根據 gOHp rGTTGCQ ??? )( 1222得： hkgG g /20686? hkgGl /7574? 2） 折流板型式 由于反應器中間不排管，最好選用環(huán)盤型折流板。 mdp ? 3/ mkg?? smu /10? sPa ??? ?? 3 7 0 ????? pbb ??? 年產 10 萬噸甲醇生產的初步設計 16 ∴ 2903 6 ?? ??? ?m 7 8 9 0 3/)3 7 0 (1 5 ????mf Pap b 2 ???????? ∴ Pap d in, ?? 取 Papd 3738?? smu /42??? ? 0 1 4 1 7 3 82 3 0 2 4 22 ?? ?????dgpu??? 2)板厚 取厚度 10mm。所以： )3500, a x (m in, Papp bd ??? 床層壓力降 bp? [12] ???????? ??? b bpmb dufHp ? ?? 120 （ ） ???????? ??? mbm baf Re1 ? （ ） ?? 0Re udpm ? （ ） 式中 p—— 壓力， Pa。 A. 均勻布氣壓降 Richardson 建議分布板的阻力至少應是氣流阻力的 100 倍，即： ecd pp ??? 100, B. 穩(wěn)定性壓降 Agarwal 等指出，穩(wěn)定性壓降應不小于列管式固定床層壓降的 10％，即 bsd pp ??? , 并且在任何情況下，其最小值約為 3500Pa。 g? —— 氣體密度， 3/mkg 。 工業(yè)應用的氣體分布板形式很多，主要有直流式、測流式、填充式、短管式，以及無分布板的漩流式等。 另，取管板厚度 14mm。區(qū)間陣列而成。 根據經驗 取塔高徑比為 H/D=5： 1 V= 24D? H= 24D? 5h 則 D= 圓整后 D= 則 H=5 =9m 壁厚計算 Pc=（ ~） Pw= 通體材料通用 16MnR 計算壁厚 ? ?PcPcDit ?? ??? 2= 52 ???? ? mm 腐蝕余量 C2 =2mn 年產 10 萬噸甲醇生產的初步設計 14 設計厚度 2Cd ???? =+2= 鋼板負偏差 C1 = 名義厚度 mmCdn ???????? ?? 有效厚度 ??????? CCne ?? mm 設備總重約 m= 4 22 ????? ）（? 初值設定：反應器進口溫度 220℃ 反應器進口 VAc質量分數(shù) 0反應器出口 VAc質量分數(shù) 反應器出口 VAc 質量分數(shù) 計算結果：催化劑填充高度 5m 反應管長度 7m 其他設計 反應列管： ?? （外徑為 38mm）反應管根數(shù)： 3536 2 ??rA 反應管排布 [11] 反應器列管的布置與普通換熱器有很大不同。 反應器的設計計算 反映其出口甲醇質量流量 m=統(tǒng)計催化劑 時空產率 催化劑裝填量為 179。 根據以上計算，則粗甲醇生產消耗量及生產量及組成列表 22。 忽略原料氣帶入份，根據 ②、③、④得反應⑤生成的水的量為：? = kmol/h，即在 CO 逆變換中生成的 H2O 為 kmol/h，即 Nm3/h。這時由塔 13 頂部向下的系第 4~6 塊板采出精甲醇，采出兩一般與回流量的質 量比為 1： (4~5) . 二、 甲醇生產的物料平衡計算 . 反應器物料平衡計算 已知：年產 100000 噸精甲醇，每年以 300 個工作日計。 如果進第三精餾塔 13 的物料中輕組合含量很少，且可以忽略計時，其塔頂餾出物中甲醇含量最少為 %，溫度為 55~80，在冷凝器 15 中全部冷凝。塔 13 的底部溫度為 75~90，約含30%~90%甲醇、高級醇 1%~20%（包括乙醇）、其他有機物 %和地獄 50%的水，年產 10 萬噸甲醇生產的初步設計 10 從塔釜采出一小部分，約為進塔量的 %~14%，以排除乙醇和高級醇以及其他雜質。 第二精餾塔塔 10 的氣相溜出物主要是甲醇并含有少量的水和乙醇以及微量的高沸點和低沸點雜質，溫度一般為 65~ 10 的氣相餾出物通過冷凝器 12 部發(fā)冷凝成液體，一般餾出量的 65%~85%，返回塔內回 流；未冷凝的餾出物從塔 13 中部的一塊塔板進入。 第二精餾塔 10 的釜液溫度一般為 90~110，大約含有甲醇 0~15%，水 85%~100%，以及少量高級醇類和有機雜質，出塔后分為兩路流經熱交換器 3 和 4，分別預熱粗甲醇和塔 2 回收甲醇后， 用作塔 5 的溶劑水和塔 2 的洗滌水。要求塔 10 餾出液含高級醇類的很少，一般為 %~2%其中乙醇應低于 %，而含水量以 ~%為宜，否則將影響第三精餾塔 13 的操作。在塔 10 內從甲醇中分離出大部分水。 第一精餾塔的釜底液一般含甲醇 15%~35%，溫度 70~90，送入第二精餾塔 10 中部。冷凝液大部分返回塔 5 一部分高沸物被脫除掉。餾出物的溫度控制在 60~ 8 中部分冷凝以后，再在冷卻器 9 中進一步冷卻到常溫。 從閃蒸罐出來的粗甲醇，加入氫氧化鈉中和有機酸 后，經過換熱器 4 被萃取水加熱至 60~80，進入塔 5。洗滌塔底部的甲醇溶液經過熱交換器 3，與第二精餾塔 10 底部出來的萃取水進行年產 10 萬噸甲醇生產的初步設計 9 熱交換，被加熱直接進去第一精餾塔 5 頂部溫度（ 60~80），與萃取水匯合后進入塔 5 的頂部下面的第 3~4 塊板。粗甲醇經閃蒸后，把溶解在液 體中的 HCO、 CO2 和二甲醚等放出。 CO2 + 3H2 ? CH3OH(g) + H2O 這也是一個可逆放熱反應，熱效應 ? ? mo lKJKH / 9 8 ??? 經過凈化的原料氣，合成氣經循環(huán)壓縮機 C301（合成壓縮機）至 10MPa(或5MPa)，與循環(huán)氣混合后經循環(huán)壓縮機 C302（循環(huán)壓縮機）送至合成塔 R301（合成塔）。 反應熱力學 一氧化碳加氫合成甲醇的反應式為 CO+2H2? CH3OH(g) 這是一個可逆放熱反應，熱效應 ? ? mo lKJKH / 9 8 ??? 。甲醇精餾就是同時并且多次地運用汽化和部份冷凝的方法，以達到完全分離混合液中各組份的連續(xù)操作過程。 合成的粗甲醇除水外，還含有不同數(shù)量的多種雜質，為了獲得符合標準要求的產品甲醇必須將雜質除去。 生產規(guī)模 產品名稱 設 計 能 力 生產時間 產 量 工業(yè)甲醇 300 天 100000 噸 /年 334 噸 /天 生產工藝過程 生產工藝原理 造氣工段：使用二步法造氣 CH4+H2O(氣 )→ CO+ kJ/mol CH4+O2→ CO2+2H2+ kJ/mol CH4+21 O2→ CO+2H2+ kJ/mol CH4+2O2→ CO2+2H2O+ kJ/mo 甲醇合成 甲醇合成氣經預熱后進入甲醇合成塔，在銅基催化劑的作用下，發(fā)生如下反應： CO+2H2=CH3OH+Q CO2+3H2=CH3OH+H2O+Q 反應過程中尚有以