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年產(chǎn)30萬噸粗甲醇精餾工段的設(shè)計畢業(yè)論文-文庫吧資料

2025-07-04 13:29本頁面
  

【正文】 堿 二甲醚 異丁醇 高級醇 合計kg/h 粗甲醇 堿液 軟水 合計 出料:塔底:甲醇:塔底水:粗甲醇含水: 堿液帶水 :98%= 補加軟水 : 合計 :塔底異丁醇及高沸物:塔頂二甲醚及低沸物:預(yù)塔出料如表36所示。工作日為330天/年。根據(jù)質(zhì)量守恒定律,通過物料衡算,可以得知進入控制體的物料質(zhì)量和組成與離開控制體的物料質(zhì)量和組成之間的關(guān)系。工藝流程圖如下2121工藝流程圖15第3章 工藝設(shè)計計算表31 加壓下甲醇水平衡數(shù)據(jù)表溫 度t液相中甲醇氣相中甲醇溫 度t液相中甲醇氣相中甲醇℃的摩爾分數(shù)的摩爾分數(shù) ℃的摩爾分數(shù)的摩爾分數(shù)134129135140145130148150155158131160165168132170172133表32 甲醇的汽化熱溫度,℃汽化熱,kJ/kg溫度,℃汽化熱,kJ/kg溫度,℃汽化熱,kJ/kg080160201001804012020060140220表33常壓下甲醇水平衡數(shù)據(jù)表溫 度t液相中甲醇氣相中甲醇溫 度t液相中甲醇氣相中甲醇℃的摩爾分數(shù)的摩爾分數(shù)℃的摩爾分數(shù)的摩爾分數(shù)100 物料衡算的意義和作用質(zhì)量守恒定律在對化工過程進行定量的分析計算中的應(yīng)用,是建立數(shù)學模型的一個重要手段,是化工計算的重要組成部分。當甲醇外運時,啟動精甲醇泵,將甲醇輸送到甲醇裝卸棧臺,通過火車鶴管進入火車槽車,通過汽車鶴管進入汽車槽車。由甲醇精餾來的精甲醇貯存到精甲醇貯槽(V0105A,B)中。甲醇精餾系統(tǒng)各塔排出的不凝氣去燃料氣系統(tǒng)。產(chǎn)品精甲醇由精甲醇泵從精甲醇計量槽(V0105A,B)送至甲醇罐區(qū)裝置。常壓塔再沸器(E0107)以加壓精餾塔(T0102)塔頂出來的甲醇氣作為熱源。預(yù)精餾塔(T0101)底部粗甲醇液經(jīng)加壓塔進料泵(P0104A,B)進入加壓精餾塔(T0102),加壓塔再沸器(E0105),加壓塔塔頂餾出甲醇氣體(,122℃)經(jīng)常壓塔再沸器(E0107)后,甲醇氣被冷凝,精甲醇回到加壓塔回流槽(V0104),一部分精甲醇經(jīng)加壓塔回流泵(P0103A,B),回到加壓精餾塔(T0102)作為回流液,另一部分經(jīng)加壓塔甲醇冷卻器(E0106)冷卻后進入精甲醇計量槽(V0105A,B)中。綜合比較上面四種塔,和我們目前的生產(chǎn)狀況以及國內(nèi)的生產(chǎn)情況,我們選擇新型垂直篩板塔是最優(yōu)選擇,目前該塔被廣泛使用,該塔傳質(zhì)效率高,傳質(zhì)空間利用率好,處理能力大,操作彈性大,結(jié)構(gòu)簡單可靠,投資小,板液面梯度小,液面橫向混合好無流動傳質(zhì)死區(qū)。(4)新型垂直篩板 新型垂直篩板的傳質(zhì)單元,是由塔板開有升氣孔及罩于其上的帽罩組成。塔總高一般為浮閥塔的一半。目前該塔仍被廣泛使用,但有使用逐漸減少的趨勢。該類型塔板效率高,操作彈性大,操作適應(yīng)性強,單位面積生產(chǎn)能力大,造價較低。該塔已經(jīng)逐漸被其他塔代替。其各自結(jié)構(gòu)及特點如下:(1)泡罩塔 泡罩塔十多層板式塔,每層塔板上裝有一個活多個炮罩。所以要根據(jù)企業(yè)的實際條件選擇合適的高效精餾塔。本設(shè)計中甲醇產(chǎn)量為20萬t/a,遠大于5萬t/a,綜合考慮各項因素,所以設(shè)計采用三塔精餾工藝。隨著三塔精餾生產(chǎn)規(guī)模的擴大,能耗還有進一步下降的空間。由于雙塔精餾具有流程簡單,運行穩(wěn)定的特點,所以在操作上較三塔精餾要方便簡單。三塔精餾的流程較雙塔精餾流程要復(fù)雜,所以在投資方面,同等規(guī)模三塔精的設(shè)備投資要比雙塔精餾高出20%~30%。三塔精餾與雙塔精餾在產(chǎn)品質(zhì)量上最大的不同是三塔精餾制取的精甲醇中乙醇含量低,一般小于50106,而雙塔精餾制取的精甲醇中乙醇含量為400106~500106,%,含有的有機雜質(zhì)相對較少。在消耗方面,由于常壓塔加壓塔的蒸汽冷凝熱作為加熱源,所以三塔精餾的蒸汽消耗相比雙塔精餾要低。這樣,在同等的生產(chǎn)條件下,降低了主精餾塔的負荷,并目常壓塔利用加壓塔塔頂?shù)恼羝淠裏嶙鳛榧訜嵩?,所以三塔精餾既節(jié)約蒸汽,又節(jié)省冷卻水。1 預(yù)精餾塔 2加壓精餾塔 3 常壓精餾塔圖22 三塔工藝流程(1)工藝流程。粗甲醇預(yù)熱器的熱量由精甲醇提供,也不需要外供熱量。如作為特殊需要,則再經(jīng)過常壓精餾塔的進一步提純。脫除低沸點組分后,采用加壓精餾的方法,提高甲醇氣體分壓與沸點,減少甲醇的氣相揮發(fā),從而提高了甲醇的收率。預(yù)精餾塔后的冷凝器采用一級冷凝,用以脫除二甲醚等低沸點的雜質(zhì),控制冷凝器氣體出口溫度在一定范圍內(nèi)。對企業(yè)的達標排放構(gòu)成了較大的威脅。該工藝適合于原料粗甲醇中二甲醚等輕組分、還原性雜質(zhì)量較低的粗甲醇加工1預(yù)精餾塔; 2主精餾塔圖21 甲醇雙塔工藝流程近年來,許多企業(yè)原有甲醇雙塔精餾裝置己不能滿足企業(yè)的需要。%以上的符合國家指標的精甲醇產(chǎn)品。經(jīng)粗甲醇預(yù)熱器加熱到45℃后進入預(yù)精餾塔。雙塔精餾工藝流程見下圖。因此,目前工業(yè)上均采用雙塔流程進行精餾。顯然,單塔流程對節(jié)約投資和減少熱能損耗都是有利的。近年來在大、中型企業(yè)中得到了推廣和應(yīng)用。粗甲醇生產(chǎn)中的副反應(yīng)減少和雜質(zhì)的降低,此工藝流程己經(jīng)很少采用。其在聯(lián)醇裝置中得到了迅速推廣。 甲醇精餾按工藝主要分為三種:雙塔精餾工藝技術(shù)、帶有高錳酸鉀反應(yīng)單塔的精餾工藝技術(shù)和三塔精餾工藝技術(shù)。用于精餾的塔設(shè)備有兩種,即板式塔和填料塔,但常用的是板式塔。本產(chǎn)品(精甲醇)執(zhí)行國家《GB338—92》標準,具體指標見下表表11 國家標準甲醇《GB338—92》6項 目指標優(yōu)等品一等品合格品色度(鉑—鈷),號 ≤510密度(200C),g/cm3~~溫度范圍(0℃,101325Pa),℃沸程(177。 原料及產(chǎn)品規(guī)格 主要原料規(guī)格及技術(shù)指標粗甲醇:相對密度: 甲醇含量:85%88%精甲醇:甲醇含量:(質(zhì)量分數(shù)) 產(chǎn)品規(guī)格甲醇是一種無色、透明、易燃、易揮發(fā)的有毒液體,略有酒精氣味。其中生產(chǎn)能力為30萬噸甲醇,堿液年耗量較高。參照《GB管道設(shè)計標準》等相關(guān)國家標準,以及《化工設(shè)備機械基礎(chǔ)》、《化工原理》、《化工容器及設(shè)備簡明設(shè)計手冊》、《化工設(shè)計手冊》和《甲醇工學》等圖書資料設(shè)計。 設(shè)計依據(jù)根據(jù)湖南師范大學下達的任務(wù)書,設(shè)計題目為以煤為原料生產(chǎn)甲醇的粗甲醇精餾工段的設(shè)計(年產(chǎn)30萬噸)。如此反復(fù),低沸點組分不斷提高。因低沸點組分易于氣化,則所得氣相中低沸點組分含量高于液相中的含量,而液相中高沸點組分含量,較氣相中高。 產(chǎn)品的生產(chǎn)方法概述精餾是將沸點不同的組分所組成的混合液,在精餾塔中,同時多次部分氣化和多次部分冷凝,使其分離成純態(tài)組分的過程。在有甲醇蒸汽的現(xiàn)場短時間工作時,要配戴防毒面具、橡皮手套、防護眼鏡等安全用具。空氣中常規(guī)允許濃度為5mg/m3。甲醇經(jīng)呼吸道、胃腸道和皮膚吸收可致人中毒。甲醇不具酸性,同時其分子組成雖有能作為堿性特征的羥基,但也不呈堿性,對酚酞及石蕊均呈中性。甲醇燃燒時無煙,火焰呈藍色?!妫?,℃,℃,(100mmHg ℃),%%(體積)。 盡管我國已成為最主要的甲醇生產(chǎn)國,但目前國內(nèi)甲醇生產(chǎn)企業(yè)還屬內(nèi)向型企業(yè),產(chǎn)品幾乎全部面向國內(nèi)市場,建設(shè)項目的市場分析和決策幾乎也全部依賴于國內(nèi)市場,出口量微乎其微,根本無暇顧及到國際市場上的需求和變化。一般股東構(gòu)成包括投資商、專利商、銷售商和資源供應(yīng)商等,且投資商和股東委托專業(yè)資產(chǎn)管理公司協(xié)助運營。這對于動轍投資上百億元的甲醇及下游產(chǎn)品項目來說,無疑加大了融資難度和投資風險。而國外甲醇生產(chǎn)商大多在世界各地建有大型甲醇中轉(zhuǎn)基地和儲運設(shè)施,擁有自己或長期租用的甲醇運輸船隊。據(jù)統(tǒng)計,從中東、中南美洲和澳洲地區(qū)將甲醇運到亞洲主港地每噸產(chǎn)品的運費只有25美元左右,運輸費用較低。甲醇產(chǎn)地與消費地相距較遠,導致交通運輸成為今后我國甲醇發(fā)展的主要瓶頸。許多業(yè)內(nèi)專家都向記者提到了國內(nèi)甲醇生產(chǎn)的一個先天不足:我國甲醇生產(chǎn)所需原料煤炭、天然氣主要集中在經(jīng)濟較落后、交通不便的西部,而我國甲醇市場消費中心在華東和華南地區(qū)?!×硗?,由于我國甲醇生產(chǎn)大多采用煤基路線,酸性氣體和灰渣排放量較大,需投入較多資金建設(shè)環(huán)保處理設(shè)施。我國小型聯(lián)醇裝置每噸產(chǎn)品耗能則高達70吉焦。國內(nèi)煤基甲醇每噸產(chǎn)品能耗為50~60吉焦,耗水22~30噸。2010年之前,國外甲醇以低價沖擊中國市場幾無懸念。種種因素進一步削弱了煤基甲醇的價格競爭力。而我國大部分甲醇生產(chǎn)以煤為原料,氣化裝置規(guī)模有限和占地面積大的先天缺陷制約著甲醇生產(chǎn)裝置向大型化發(fā)展。相對煤基甲醇技術(shù),天然氣轉(zhuǎn)化技術(shù)成熟可靠,轉(zhuǎn)化規(guī)模受甲醇規(guī)模影響較小,裝置緊湊,占地面積小。據(jù)石油和化工規(guī)劃院分析,目前國外天然氣產(chǎn)地在建的大型甲醇生產(chǎn)裝置成本只有60~80美元/噸。2008年4月底,沙特甲醇公司170萬噸/年的巨型甲醇裝置在阿爾朱拜勒投產(chǎn),使得該公司5套大型甲醇裝置的總產(chǎn)能達到480萬噸/年。而以中東和中南美洲為代表的國外甲醇裝置普遍規(guī)模較大。一旦出現(xiàn)市場供過于求的局面,國內(nèi)甲醇價格有可能要下跌到約2000元/噸,甚至更低。據(jù)了解,我國有近200家甲醇生產(chǎn)企業(yè),但其中10萬噸/年以上的裝置卻只占20%,最大的甲醇生產(chǎn)裝置產(chǎn)能也就是60萬噸/年,其余80%都是10萬噸/年以下的裝置。目前國內(nèi)甲醇裝置規(guī)模普遍較小,且多采用煤頭路線,以煤為原料的約占到78%;單位產(chǎn)能投資高,約為國外大型甲醇裝置投資的2倍,導致財務(wù)費用和折舊費用高。從我國能源結(jié)構(gòu)出發(fā),甲醇由煤制的技術(shù)已經(jīng)成熟,近幾年由煤制甲醇的工藝已經(jīng)全面工業(yè)化生產(chǎn),將來在我國甲醇有希望替代石油燃料和石油化工的原料,蘊藏著潛在的巨大市場。特別是隨著能源結(jié)構(gòu)的改變,甲醇有未來主要燃料的候補燃料之稱,需用量十分巨大。甲醇在深加工后可作為一種新型清潔燃料,也加入汽油摻燒。主要應(yīng)用與精細化工,塑料等領(lǐng)域,用來制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲胺、硫酸二甲酯等多種有機產(chǎn)品,也是農(nóng)藥。甲醇是比較好的人工合成蛋白的原料,蛋白轉(zhuǎn)化效率高,發(fā)酵速率快,安全無毒性,價格便宜。年產(chǎn)30萬噸粗甲醇精餾工段的設(shè)計畢業(yè)論文目 錄第1章 總 論 1 概述 1 1 國內(nèi)外現(xiàn)狀 1 產(chǎn)品性質(zhì)與特點 4 產(chǎn)品的生產(chǎn)方法概述 5 設(shè)計依據(jù) 5 設(shè)計規(guī)模 6 原料及產(chǎn)品規(guī)格 6 主要原料規(guī)格及技術(shù)指標 6 產(chǎn)品規(guī)格 6第2章 設(shè)計方案 8 工藝原理 8 8 8 8 9 10 11 12 13第3章 工藝設(shè)計計算 16 16 物料衡算的意義和作用 17 物料衡算 17 總物料衡算表 20 21 23 25 27 31第4章 主要設(shè)備的工藝計算及選型 32 32 32 34 34 36 38 41 負荷性能 43 46 預(yù)精餾塔模
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