【正文】 等)混溶，并形成恒沸混合物。本論文的研究目標(biāo)是：甲醇精餾工段進(jìn)行初步設(shè)計(jì)（1）通過(guò)熱力學(xué)原理對(duì)甲醇精餾工段的工藝流程進(jìn)行選擇，進(jìn)行物料衡算和能量衡算；（3）根據(jù)換熱器的熱力計(jì)算、流動(dòng)計(jì)算、結(jié)構(gòu)計(jì)算和強(qiáng)度設(shè)計(jì)，對(duì)換熱器進(jìn)行合理的選型；（4）利用Auto CAD軟件，繪制甲醇精餾工段的物料流程圖、帶控制點(diǎn)的工藝流程圖、冷卻器的設(shè)備圖、。因此，對(duì)甲醇精餾工藝作系統(tǒng)的研究對(duì)于甲醇精餾系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)、通過(guò)設(shè)備改造和調(diào)整工藝來(lái)降低甲醇精餾的能耗、提高甲醇產(chǎn)品質(zhì)量和收率有突出的現(xiàn)實(shí)意義。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。在確定粗甲醇精餾的工藝流程時(shí)，應(yīng)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中能耗、自動(dòng)化程度、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?；瘜W(xué)處理主要用堿破壞在精餾過(guò)程中難以分離的雜質(zhì)，并調(diào)節(jié)pH。粗甲醇中含有多種有機(jī)雜質(zhì)和水分，需要精制。目前，我國(guó)甲醇產(chǎn)能已占世界總產(chǎn)能的1/4，而且，隨著甲醇衍生物及其下游產(chǎn)品的迅速發(fā)展和甲醇燃料的應(yīng)用，甲醇需求量還會(huì)越來(lái)越大，因此提高甲醇產(chǎn)品質(zhì)量和降低生產(chǎn)消耗就越來(lái)越引起人們的關(guān)注。第一章 文獻(xiàn)綜述在世界基礎(chǔ)有機(jī)化工原料中，甲醇是僅次于乙烯、丙烯和苯，列居第四位的重要基本有機(jī)化工原料之一。對(duì)于甲醇工業(yè)的發(fā)展具有重要的意義?，F(xiàn)本文通過(guò)查閱國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)和實(shí)際生產(chǎn)中的工藝資料，利用流程模擬軟件，使用專有的物性熱力學(xué)包模擬計(jì)算了四塔甲醇精餾工藝流程，并和實(shí)際的工藝數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比，同時(shí)對(duì)常規(guī)甲醇精餾工藝的不同流程的設(shè)計(jì)參數(shù)和操作參數(shù)進(jìn)行了總結(jié)和分析，提出了甲醇精餾系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)原則和設(shè)備設(shè)計(jì)原則。同時(shí)，國(guó)內(nèi)甲醇產(chǎn)能的擴(kuò)張很迅速，但是目前新項(xiàng)目設(shè)計(jì)還是沿襲以往設(shè)計(jì)為主、沒有足夠的甲醇精餾系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用理論研究基礎(chǔ)。應(yīng)用流程模擬軟件，對(duì)工藝流程進(jìn)行模擬，則很容易實(shí)現(xiàn)對(duì)流程的考察，可以改進(jìn)工藝流程布置，優(yōu)化工藝操作參數(shù)，只要選擇的模型及熱力學(xué)方法適當(dāng)，模擬結(jié)果是相當(dāng)可靠的，可以用來(lái)指導(dǎo)生產(chǎn)，或者為裝置改造以及新裝置的設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。精餾投資約占項(xiàng)目總投資的30%40%。甲醇精餾工藝對(duì)整個(gè)甲醇生產(chǎn)流程的生產(chǎn)能力、產(chǎn)品質(zhì)量、能源消耗與原料消耗、環(huán)境保護(hù)都有重大影響。關(guān)鍵詞：甲醇精餾，Aspen Plus模擬，換熱器計(jì)算，設(shè)備選型ABSTRACTMethanol is the very important basic product of chemical industry. In The synthesized methanol industry, the purification of raw methanol is not only the important process determining the quality of product, but also a key factor influencing the energy cost of production. The heat exchanger is one kind of general important thermal equipment in the Petroleum chemical industry production. The shellandtube heat exchanger is widely applied in the industrial production due to its simple structure, reliability and the operation flexibility. Compared with the traditional distillation process, this novel process could reduce the heat consumption and softwater consumption. However, this novel process enhances the coupling of different units in the system and the interactions between distillation columns, which results in the plexity of system responses and control. Therefore, it is necessary to study the behavior of this methanol distillation process of four columns before putting it into implementation of industrial application.Keywords： methanol distillation, simulation of , heat exchanger, design and typeselection目 錄摘 要 I前 言 1 第一章 文獻(xiàn)綜述 3 3 3 4 甲醇的簡(jiǎn)介 4 甲醇精餾流程發(fā)展 5 工藝流程概述 5 典型的工藝流程 6 影響精餾操作的因素與調(diào)節(jié) 9 第二章 甲醇精餾工段物料衡算 12 甲醇精餾原理 12 預(yù)精餾塔的作用 12 加堿對(duì)甲醇精餾的改善 13 萃取精餾在甲醇精餾中的應(yīng)用 13 加壓塔的節(jié)能效應(yīng) 14 回流比的選擇 14 四塔精餾工段工藝的物料衡算 14 甲醇精餾工段物料衡算任務(wù) 14 甲醇精餾工段物料衡算計(jì)算原理[18] 15 甲醇精餾工段物料衡算 16 第三章 常壓塔冷卻器的設(shè)計(jì) 25 25 [18] 25 26 工藝結(jié)構(gòu)尺寸 27 28 29 29 確定折流擋板形狀和尺寸 34 波形膨脹節(jié) 35 設(shè)備主要附件的選擇[17] 36 接管及法蘭的選型 36 左管板的選型 38 換熱管的選擇 39 左管箱短節(jié)的選擇 40 左管箱封頭的選擇 40 左管箱隔板的選擇 40 左管箱法蘭和密封墊片的選型 41 右管板 41 右管箱設(shè)計(jì) 41 鞍座的選型 42 設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表 42 第五章 結(jié)論 44 參考文獻(xiàn) 45 致 謝 47 前 言甲醇是重要的有機(jī)基本產(chǎn)品，用途非常廣泛。 本文的研究對(duì)象是四塔甲醇精餾工藝，與傳統(tǒng)工藝相比新工藝能夠節(jié)約能量，節(jié)約軟水；但是同時(shí)新工藝增加了系統(tǒng)的藕合程度，加強(qiáng)了塔之間的關(guān)聯(lián)性，提高了系統(tǒng)對(duì)于進(jìn)料波動(dòng)的響應(yīng)的復(fù)雜性，給控制帶來(lái)了很大的難題。畢業(yè)設(shè)計(jì) 240kt/a甲醇精餾工藝設(shè)計(jì)摘 要甲醇是C1化工中非常重要的有機(jī)產(chǎn)品，在甲醇合成工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，粗甲醇的精制不僅是決定甲醇產(chǎn)品質(zhì)量的重要工序，而且也是影響甲醇生產(chǎn)成本的關(guān)鍵因素之一。換熱器是化工生產(chǎn)中重要的通用熱工設(shè)備之一，管殼式換熱器以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、牢固、操作彈性大等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。為了能夠?qū)崿F(xiàn)新工藝的工業(yè)應(yīng)用，對(duì)新工藝進(jìn)行詳細(xì)的研究。甲醇的產(chǎn)品質(zhì)量、能耗指標(biāo)是甲醇精餾系統(tǒng)的關(guān)鍵因素。精餾過(guò)程占總能耗的很大部分，甲醇生產(chǎn)能耗其中約60%就用于精餾過(guò)程。要研究和開發(fā)一種新工藝，傳統(tǒng)的方法是先進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，再經(jīng)過(guò)小試、中試、工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)等等逐級(jí)放大的過(guò)程，周期長(zhǎng)，投資大。國(guó)內(nèi)一些甲醇生產(chǎn)裝置，甲醇精餾能耗較高、產(chǎn)品收率較低、甚至一些裝置的甲醇產(chǎn)品質(zhì)量較差。因此，對(duì)甲醇精餾工藝作系統(tǒng)的研究對(duì)于甲醇精餾系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)、通過(guò)設(shè)備改造和調(diào)整工藝來(lái)降低甲醇精餾的能耗、提高甲醇產(chǎn)品質(zhì)量和收率有突出的現(xiàn)實(shí)意義。在此基礎(chǔ)之上對(duì)于甲醇精餾系統(tǒng)提出了新的改進(jìn)流程和全新流程的開發(fā)。由于本人水平有限，文章中有不妥之處還望老師批評(píng)指正。其生產(chǎn)原料可以是天然氣、煤炭、焦炭、渣油、石腦油、乙炔尾氣等，從世紀(jì)年代起，天然氣逐步成為合成甲醇的主要原料。甲醇精餾是甲醇生產(chǎn)裝置的最后一道工序，其能耗約占甲醇生產(chǎn)總能耗的20％左右，甲醇精餾技術(shù)的好壞直接關(guān)系到精甲醇的質(zhì)量，因此選擇適合企業(yè)生產(chǎn)需要的精餾技術(shù)，是降低成本、節(jié)能降耗、提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要舉措。精制過(guò)程包括精餾與化學(xué)處理。精餾主要是除去易揮發(fā)組分，如二甲醚、以及難以揮發(fā)的組分，如乙醇、高級(jí)醇、水等[1]。甲醇精餾過(guò)程的物耗與粗甲醇質(zhì)量關(guān)系很大，隨著甲醇合成條件改進(jìn)，甲醇精餾工藝出現(xiàn)了較大變化。另外，ICI公司上世紀(jì)80年代末為節(jié)省能耗，還將雙塔流程改為四塔流程。現(xiàn)本文通過(guò)查閱國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)和實(shí)際生產(chǎn)中的工藝資料，利用流程模擬軟件，使用專有的物性熱力學(xué)模擬計(jì)算了四塔甲醇精餾工藝流程，并和實(shí)際的工藝數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比，同時(shí)對(duì)常規(guī)甲醇精餾工