【正文】 兩個(gè)比較突出的問題。如果裝置運(yùn)行狀況良好，105 kJ／CH3OH左右(～)。盡管國(guó)內(nèi)粗甲醇的生產(chǎn)多樣，粗甲醇的質(zhì)量也有較大差異，但經(jīng)雙塔精餾后精甲醇的質(zhì)量，除去乙醇含量之外，基本能達(dá)到國(guó)內(nèi)一級(jí)品標(biāo)準(zhǔn)，已能較廣泛地滿足甲醇的用途。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，最終在主精餾塔格甲醇與水、重組份及殘余輕組份進(jìn)行有效分離，得到精甲醇產(chǎn)品。現(xiàn)粗甲醇精餾方法，除引進(jìn)的和國(guó)產(chǎn)化的魯奇流程外，其余均采用雙塔常壓精餾工藝。(4) 雙塔流程描述80年代初，國(guó)內(nèi)高壓法甲醇合成由鋅鉻催化劑改為銅系催化劑以后，隨之也改進(jìn)了繁復(fù)的粗甲醇精餾方法。 (3) 單塔流程描述單塔流程(見圖12)為粗甲醇產(chǎn)品經(jīng)過一個(gè)塔就可以采出產(chǎn)品。在確定粗甲醇精餾的工藝流程時(shí)，應(yīng)對(duì)生產(chǎn)過程中能耗、自動(dòng)程度、精甲醇質(zhì)量要求等進(jìn)行綜合考慮，合理選擇適當(dāng)?shù)木s方法。一塔流程多用于燃料級(jí)甲醇，其它幾種流程多用于生產(chǎn)精甲醇。根據(jù)甲醇質(zhì)量要求不同，甲醇精餾可分為一塔流程、雙塔流程和三塔流程。甲醇是重要基礎(chǔ)有機(jī)化工原料。甲醇市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)非常激烈，特別是近年來(lái)，隨著甲醇精餾技術(shù)的進(jìn)步和計(jì)算機(jī)在該領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，老的工業(yè)裝置由于能耗過高，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力下降，技術(shù)更新和進(jìn)步成為必走之路。預(yù)精餾部分除了對(duì)粗甲醇進(jìn)行萃取精餾脫出某些烷烴的作用之外，另外的還可以脫除二甲醚，和其它輕組分有機(jī)雜質(zhì)。合成的粗甲醇濃度一般達(dá)不到使用要求，所以需要進(jìn)行甲醇的精制過程。對(duì)于甲醇生產(chǎn)的設(shè)備相關(guān)研究正在開展，也可見到一些相關(guān)報(bào)導(dǎo)。浮閥塔板效率高分離精度好，浮閥塔板的形式多種多樣，應(yīng)用到甲醇精餾上很普遍，其它的幾種塔盤在國(guó)內(nèi)甲醇行業(yè)多有應(yīng)用。3) 設(shè)備的設(shè)計(jì)與改造甲醇精餾系統(tǒng)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)均為板式塔。上述兩方面的要求似乎相互制約，精餾需耗能，提高產(chǎn)品質(zhì)量可能使精餾過程復(fù)雜化，結(jié)果增加了能耗和降低了產(chǎn)品收率：反之，片面強(qiáng)調(diào)降低精餾能耗，有可能難以全部滿足精餾操作條件而降低了產(chǎn)品質(zhì)量。顯然，在追求降低甲醇生產(chǎn)總能耗的同時(shí)對(duì)降低精餾的能耗亦不容忽視。因?yàn)榻陙?lái)精餾部份的實(shí)際能耗相對(duì)穩(wěn)定，故隨著甲醇生產(chǎn)總能耗的下降，精餾部份所占比例反而上升。但它畢竟是高能耗產(chǎn)品、如何進(jìn)一步降低其單位產(chǎn)品能耗，始終是技術(shù)進(jìn)步要執(zhí)著探求的首要課題。而在精餾過程中，由于乙醇的揮發(fā)度與甲醇比較接近，不易分離，國(guó)內(nèi)一般工業(yè)生產(chǎn)精甲醇中乙醇含量常在0．01％～％，這就要求精餾工藝根據(jù)乙醇的性質(zhì)，控制精甲醇中乙醇的含量。該工藝要求甲醇中含乙醇極少(l00ppm，愈低愈好，避免乙醇與一氧化碳合成丙酸而影響醋酸的質(zhì)量)。但隨著甲醇衍生產(chǎn)品的開拓，對(duì)甲醇的質(zhì)量提出了新的要求。表15 國(guó)內(nèi)甲醇產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)Table 15 Intermal criterion of methanol product指標(biāo)一級(jí)二級(jí)三級(jí)外觀無(wú)色透明液體，無(wú)可見雜質(zhì)無(wú)色透明液體，無(wú)可見雜質(zhì)無(wú)色透明液體，無(wú)可見雜質(zhì)色度（鉑鈷）號(hào)≤51015密度（20）g/cm2~~~餾程（，760mmHg）沸程~~~蒸餾量，ml98以上98以上98以上溫度范圍（177。不論甲醇合成工藝如何改進(jìn)，粗甲醇中總是含有較多的雜質(zhì)，需通過精餾方法除去雜質(zhì)，所以最終決定精甲醇質(zhì)量的步驟仍在精餾工序。粗甲醇的質(zhì)量決定了精餾過程的難易。一般說(shuō)來(lái)甲醇除用作摻燒燃料外，作為甲醇的衍生產(chǎn)品(個(gè)別產(chǎn)品如甲醛除外)，對(duì)其精甲醇的質(zhì)量都有一定要求。根據(jù)甲醇的工業(yè)生產(chǎn)方法和實(shí)際使用情況，將我國(guó)和國(guó)外精甲醇的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)分別列于表17和表18。大致可以分為以下幾個(gè)工序，見以下圖示：甲酵生產(chǎn)流程示意圖 Fig．1—1 Flow chart of producing methanol近年來(lái)甲醇生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展很快，其中節(jié)能降耗和如何提高產(chǎn)品質(zhì)量是被關(guān)注較多的兩個(gè)方面。自從1923年工業(yè)上實(shí)現(xiàn)了這人工合成甲醇的方法以后，甲醇生產(chǎn)迅速發(fā)展，成為目前世界上規(guī)模生產(chǎn)甲醇的唯一工業(yè)方法。顯然，一氧化碳與氫合成僅生成甲醇，這甲醇生產(chǎn)這是所需要的，而二氧化碳與氧合成甲醇需多消耗一分子氧，生成一分子水。如果發(fā)生泄漏，救護(hù)人員首先必須切斷所有火源，戴好防毒面具與手套，用水沖洗，對(duì)污染地面進(jìn)行通風(fēng)處理。一旦發(fā)生火災(zāi)，救護(hù)人員必須穿戴防護(hù)服和防毒面具。而甲醇已經(jīng)代謝產(chǎn)生的甲酸，可以通過服用小蘇打（碳酸氫鈉）的方式來(lái)中和。甲醇和乙醇在人體的代謝都是同一種酶，而這種酶和乙醇更具親和力。甲醇中毒，通?？梢杂靡掖冀舛痉āＢ灾卸痉磻?yīng)為：眩暈、昏睡、頭痛、耳鳴、現(xiàn)力減退、消化障礙。甲醇有較強(qiáng)的毒性，對(duì)人體的神經(jīng)系統(tǒng)和血液系統(tǒng)影響最大，它經(jīng)消化道、呼吸道或皮膚攝入都會(huì)產(chǎn)生毒性反應(yīng)，甲醇蒸氣能損害人的呼吸道粘膜和視力。 甲醇的安全性、　　 甲醇的毒性及常用急救方法；甲醇被人飲用后，就會(huì)產(chǎn)生甲醇中毒。還是重要的溶劑，亦可摻入汽油作替代燃料使用。表14 與甲醇生成共沸混合物的性質(zhì)和共沸物的沸點(diǎn)Table 14 Boiling point and property of azeotropic admixture with methanol化合物沸點(diǎn)℃共沸混合物沸點(diǎn)℃甲醇濃度丙酮CH3COCH3醋酸甲酯CH3COOCH3甲酸乙酯HCOOC2H3雙甲氧基甲烷甲醛丁酮CH3COC2H5丙酸甲酯C2H5COOCH3甲酸炳酯HCOOC3H7二甲醚（CH3）2O乙醛縮二甲醇乙基丙烯酸酯甲酸異丁酯HCOOC4H環(huán)己烷C6H12二內(nèi)醚（C3H7）2O甲醇的用途；甲醇用途廣泛，是基礎(chǔ)的有機(jī)化工原料和優(yōu)質(zhì)燃料。這對(duì)石油化工原料的多樣化，面對(duì)石油資源日漸枯竭對(duì)能源結(jié)構(gòu)的改變，具有重要意義。甲醇加一氧化碳加氫可以合成乙醇。例如甲醇可以裂解制氫，用于燃料電池，日益引人注目。由于有共沸混合物的生成，且沸點(diǎn)與甲醇的沸點(diǎn)相接近，將影響到蒸餾過程對(duì)有機(jī)雜質(zhì)的消除。S， 1dyn=106N 甲醇的沸點(diǎn)隨壓力變化如表13所示。同樣，也難以從甲醇中清除有機(jī)雜質(zhì)，％以下。甲醇可以和水以及許多有機(jī)液體如乙醇、乙醚等無(wú)限地混合，但不能與脂肪族烴類相混合。甲醇的電導(dǎo)率，主要決定于它含有的能電離的雜質(zhì)，如胺、酸、硫化物和金屬等。其一般性質(zhì)列于表11。 甲醇生產(chǎn)工藝進(jìn)展及國(guó)內(nèi)發(fā)展前景甲醇的分子式為CH3OH?！熬盼濉逼陂g國(guó)內(nèi)甲醇需求將以15％～20％速度遞增，2000年需求達(dá)到210萬(wàn)噸。甲醇深加工產(chǎn)品目前己達(dá)120多種，中國(guó)以甲醇為原料的一次加工產(chǎn)品近30種。大約有90％的甲醇用于化學(xué)工業(yè)，作為生產(chǎn)甲醛、甲基叔丁基醚、醋酸、甲酸甲酯、氯甲烷、甲胺、二甲醛等的原料,還有10％用于能源工業(yè)。關(guān)鍵詞：甲醇精餾、常壓精餾塔、ASPEN模擬、流程圖AbstractUnderstanding of the issue through the design development process and the methanol distillation research status at home and abroad, introduces the methanol distillation process, the singletower process, process towers, three towers and four towers process technology processes are described, showing the superiority of fourtower process. Familiar with the methanol distillation process and technical equipment. Methanol distillation section in the whole process of the material balance, analyzes the atmospheric distillation process design. ASPEN PLUS simulation system applied in the chemical and DSTUW, RADFRAC atmospheric distillation column distillation simulation module. Methanol distillation process through the material balance and the atmospheric distillation process of study, master the industrial production of methanol distillation tower role, access to material conditions, plate number and other relevant parameters of the calculation. Finally, draw the flow chart, flow chart with a control point of materials, equipment diagrams and equipment layout. Key words: methanol distillation, atmospheric distillation, ASPEN simulation, flowsheet 目錄摘要 I目錄 III第一章 文獻(xiàn)綜述 1 甲醇生產(chǎn)工藝進(jìn)展及國(guó)內(nèi)發(fā)展前景 1 1 4 甲醇的安全性、 4 甲醇的生產(chǎn)工藝 5 5 6 9 13 三塔精餾系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) 13 14 本課題來(lái)源及思路 15第二章 物料衡算 17 17 物料衡算 17 預(yù)塔物料衡算 18 加壓塔的物料衡算 19 常壓塔物料衡算 21 回收塔物料衡算 22第三章 常壓塔工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 26 物料處理量 26 原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分率 2塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量 26 回流比及塔板數(shù)的確定 26 求最小回流比及操作回流比。通過對(duì)甲醇精餾工藝流程的物料衡算和常壓精餾塔工藝的研究，掌握甲醇精餾工業(yè)生產(chǎn)中各塔的作用、進(jìn)出料情況、塔板數(shù)等相關(guān)參數(shù)的計(jì)算。對(duì)甲醇精餾工段全流程進(jìn)行物料衡算,著重分析常壓精餾塔的工藝設(shè)計(jì)。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文)專 業(yè) 班 級(jí) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 課 題 30萬(wàn)噸/年甲醇精餾工段的初步設(shè)計(jì) —— 常壓精餾塔工藝設(shè)計(jì)及分析