【正文】 mol/h V = (R+1)D =73= kmol/h(二)平均摩爾密度 ρv= = = kg/m3 ρL = kg/m3(三)液體的平均表面張力 δL = mN/m 塔徑計算精餾段的汽、液體積流率為 == m3/s= = m3/s，板上液層高度hl= m，則 HThl== m umax = 式() （第四版上冊），北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2009，圖1241，史密斯關(guān)聯(lián)圖，得C20 = 。H2O合計100此設(shè)計選用浮閥塔。 第三章 預(yù)精餾塔工藝設(shè)計及其附件選型 設(shè)計依據(jù) 預(yù)精餾塔設(shè)計已知條件根據(jù)物料衡算和給定的工藝參數(shù)，進行塔設(shè)備計算是進行工藝設(shè)計的必要步驟。則甲醇的回收率回收率滿足要求。Tray Rating 模擬輸入?yún)?shù) 1Tray Rating 模擬輸入?yún)?shù) 2運行后，得到塔板 profiles 結(jié)果，如圖所示 profiles 結(jié)果 經(jīng)過 aspen 軟件的模擬，并且對甲醇回收塔的尺寸設(shè)計和校核，可知加壓塔的實際塔板數(shù)為2實際回流比 1 以及具體的塔板的幾何結(jié)構(gòu)等。物流連接和圖 。 Tray Rating 模擬輸入?yún)?shù) 1Tray Rating 模擬輸入?yún)?shù) 2運行后，得到塔板 profiles 結(jié)果，如圖所示 profiles 結(jié)果經(jīng)過 aspen 軟件的模擬，并且對甲醇常壓塔的尺寸設(shè)計和校核，可知加壓塔的實際塔板數(shù)為 3實際回流比 以及具體的塔板的幾何結(jié)構(gòu)等。物流連接和圖 。 profiles 結(jié)果經(jīng)過 aspen 軟件的模擬，并且對加壓塔的尺寸設(shè)計和校核，可知加壓塔的實際塔板數(shù)為 1實際回流比 以及具體的塔板的幾何結(jié)構(gòu)等。 理論板數(shù)分析 圖 理論板數(shù)與甲醇回收率關(guān)系 塔頂乙醇回收率與理論板數(shù)關(guān)系 回流比分析圖 圖 塔頂乙醇回收率與回流比關(guān)系 塔頂餾出量分析圖 圖 進料板位置分析圖 進料板位置與能耗關(guān)系 運用上述條件，運用 Radfrac 模塊中的 Tray Sizing 進行加壓塔的尺寸設(shè)計，其輸入數(shù)據(jù)如下圖所示Tray Sizing 模擬輸入?yún)?shù) 1Tray Sizing 模擬輸入?yún)?shù) 2運行結(jié)果如下圖所示運行后，得到的 profiles 結(jié)果如圖所示 圖 profiles 結(jié)果運用上述條件，運用 Radfrac 模塊中的 Tray Rating 進行加壓塔的尺寸校核，其輸入數(shù)據(jù)如下圖所示。年工作日按330天計，則精甲醇每日每小時產(chǎn)量 每小時所需粗甲醇的量 預(yù)塔物料衡算 預(yù)塔簡捷計算流程圖設(shè)置參數(shù)如下： 流股輸入?yún)?shù) 模塊輸入?yún)?shù)圖 模塊運算結(jié)果 加壓塔的物料衡算圖 加壓塔簡捷計算流程圖設(shè)置參數(shù)如下： 模塊輸入?yún)?shù) 換熱器輸入?yún)?shù) 加壓塔簡捷計算模擬列于下表： 加壓塔模擬結(jié)果 運用上述條件，運用Radfrac模塊進行靈敏度分。H2O合計含量（wt%）注釋 ：粗甲醇中甲醇回收率不小于99%(重量百分含量)，精餾工段產(chǎn)品為精甲醇，%(重量百分含量)。ASPEN PLUS模擬思路如下：通過物料恒算得出塔頂采出量D，通過DSTWU模塊進行四塔的簡捷計算，得出Actual reflux ratio（即回流比R）、Number of stages(即塔板數(shù))、Feed stage（進料板）的數(shù)值，考慮到實際情況，用以上值乘一適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)做為實際四塔的模擬數(shù)據(jù)，結(jié)合物料恒算的結(jié)果，在RadFrac模型下進行整個四塔的實際模擬。對于一個模擬過程來說，準(zhǔn)確無誤地選擇物性是模擬結(jié)果好壞的關(guān)鍵。(3)塔的性質(zhì)，如塔板數(shù)、塔的壓力分布、回流比、氣相產(chǎn)品占塔頂總產(chǎn)品比率或塔頂出料、塔底出料、回流量等。對于精餾模擬必須確定以下條件：(1)進料性質(zhì)(包括進料的組成、溫度、壓力、進料量、相數(shù)等)和進料位置。適用于兩相系統(tǒng)、窄沸程和寬沸程系統(tǒng)以及液相具有強的非理想程度系統(tǒng)。(2)嚴格法模型：MultiFrac(嚴格法多塔精餾模型)、PetroFrac(嚴格法分餾塔)、RateFrac(精餾的核算與設(shè)計模型)、Extract(嚴格萃取塔模型)。 Aspen Plus工藝流程模擬流程模擬就是將一個由許多個單元過程組成的化工流程用數(shù)字模型進行描述，并且在計算機上通過改變各種有效條件得到所需要的結(jié)果，如操作條件等。這時，在回流比仍屬適宜的情況下，只需對精甲醇的采出量稍作調(diào)節(jié)，就可達到塔溫穩(wěn)定，物料和氣液又趨平衡；如果粗甲醇的組分變化較大時，則需適當(dāng)改變其進料板的位置，或是改變回流比，才能保證粗甲醇的分離效率。但是預(yù)精餾后的含水甲醇中，甲醇濃度總會有些小幅度波動。隨著進料量的調(diào)節(jié)，各層塔板上的氣液組成重新分配，可以控制一定的靈敏板溫度與之相適應(yīng)。因此生產(chǎn)上常用測量和控制靈敏板的溫度來保證產(chǎn)品的質(zhì)量。對高純度分離時，一般不能用測量塔頂溫度來控制塔頂組成。對于餾出液和釜殘液也有對應(yīng)的露點和泡點，通?？捎盟敎囟确从仇s出液組成，用塔底溫度反映釜殘液組成。生產(chǎn)中某一因素的干擾（如熱量、xF等發(fā)生變動）將影響產(chǎn)品的質(zhì)量，因此應(yīng)及時予以調(diào)節(jié)控制。如進料狀況改變而進料位置不變，必然引起餾出液和釜殘液組成的變化。 進料組成和進料熱狀況的影響當(dāng)進料狀況(xF和q）發(fā)生變化時，應(yīng)適當(dāng)改變進料位置?；亓鞅茸兓瘯r，再沸器和冷凝器的傳熱量也相應(yīng)發(fā)生變化。反之，當(dāng)回流比減小時，xD減小而xw增大，使分離效果變差?；亓鞅仁怯绊懢s塔分離效果的主要因素，生產(chǎn)中經(jīng)常用改變回流比來調(diào)節(jié)、控制產(chǎn)品的質(zhì)量，直接關(guān)系著塔內(nèi)各層扳上的物料濃度的改變和溫度的分布。根據(jù)全塔物料衡算可知，對于一定的原料液流量F，只要確定了分離程度xD 和xw，餾出液流量D和釜殘液流量W也就被確定了。由此可見，影響精餾操作的因素十分復(fù)雜，一下就其中主要因素予以分析。精餾塔操作的基本要求是在連續(xù)穩(wěn)態(tài)和最經(jīng)濟的條件下處理更多的原料液，達到預(yù)定的分離要求（規(guī)定的xD和xw)或組分的回收率，即在允許范圍內(nèi)采用較小的回流比和較大的再沸器傳熱量。第三階段為甲醇回收系統(tǒng)，既要控制回收的精甲醇質(zhì)量，還要控制塔底廢水中總醇含量要求，塔底廢水送生化處理。第二階段在加壓精餾塔和常壓塔中完成，主要獲得精甲醇；預(yù)塔精餾塔底餾分送入加壓精餾塔，加壓精餾塔頂?shù)臍庀噙M入冷凝器，利用加壓塔和常壓塔塔頂、塔底的溫差，為常壓塔塔底提供熱源，同時對加壓塔塔頂氣相冷凝，冷凝后的精甲醇進入回流罐，一部分作為加壓精餾塔回流，一部分作為精甲醇產(chǎn)品出裝置；加壓精餾塔主要有兩個作用：為常壓精餾塔塔提供熱源及獲得部分高純度精甲醇。四塔流程（）包含預(yù)精餾塔、加壓精餾塔、常壓精餾塔和甲醇回收塔。由于雙塔精餾和三塔精餾工藝完全能夠保證工業(yè)上對精甲醇質(zhì)量的要求，因此一般不必采用帶高錳酸鉀反應(yīng)的精餾工藝。目前，國內(nèi)甲醇精餾工藝主要分為雙塔精餾工藝、帶有高錳酸鉀反應(yīng)的精餾工藝和三塔精餾工藝。據(jù)說，利用能夠代表國外甲醇生產(chǎn)水平的英國ICI公司和德國Lurgi公司技術(shù)的國外生產(chǎn)設(shè)備占據(jù)了至少70%，現(xiàn)在擁有最高生產(chǎn)能力的單一反應(yīng)器是Lurgi聯(lián)合反應(yīng)器。 甲醇國內(nèi)外合成技術(shù)現(xiàn)狀 國外大規(guī)模甲醇合成技術(shù)現(xiàn)狀甲醇精餾是甲醇生產(chǎn)中重點研究與攻關(guān)的課題之一，多年來世界各國對此開展了大量的工作，特別是世界著名的英國ICI、法國的Lurgi 和日本三菱瓦斯等均開發(fā)出了自己獨特的精餾技術(shù)。小火用二氧化碳、干粉、121抗溶泡沫、霧狀水滅火，以使用大量水滅火效果較好。甲醇也容易引發(fā)大火。因此，甲醇中毒者，可以通過飲用烈性酒（酒精度通常在60度以上）的方式來緩解甲醇代謝，進而使之排出體外。其原理是，甲醇本身無毒，而代謝產(chǎn)物有毒，因此可以通過抑制代謝的方法來解毒。甲醇攝入量超過4克就會出現(xiàn)中毒反應(yīng)，誤服一小杯超過10克就能造成雙目失明，飲入量大造成死亡。急性中毒癥狀有：頭疼、惡心、胃痛、疲倦、視力模糊以至失明，繼而呼吸困難，最終導(dǎo)致呼吸中樞麻痹而死亡。甲醇的致命劑量大約是70毫升。中國具有富煤、缺油、少氣的能源資源特點，因地制宜地利用煤或者天然氣為原料合成甲醇，進一步發(fā)展有機化學(xué)工業(yè)和燃料工業(yè)的路線是合理可行的，而由合成氣合成甲醇是煤間接液化的成熟技術(shù)，是煤轉(zhuǎn)化利用的重要途徑。也可以從甲醇出發(fā)合成乙烯和丙烯，代替石油生產(chǎn)乙烯和丙烯的原料路線。用于電子工業(yè)，常用作清洗去油劑。甲醇為清洗去油劑，MOS級主要用于分立器件，中、大規(guī)模集成電路，BVⅢ級主要用于超大規(guī)模集成電路工藝技術(shù)。主要用于制造甲醛、醋酸、氯甲烷、對苯二甲酸二甲酯、甲胺和硫酸二甲酯等多種有機產(chǎn)品。工業(yè)上合成甲醇幾乎全部采用一氧化碳加壓催化加氫的方法，工藝過程包括造氣、合成凈化、甲醇合成和粗甲醇精餾等工序。表1