甲醇分离器结构设计

高效甲醇气液分离器

新型结构的高效甲醇分离器一种名为除腊型高效集成膜甲醇分离器在河南蓝天集团30万吨每年的甲醇生产装置中已运行一年多，据在线分析记录的数据，反映出的分离效果如下：1 除腊型高效集成膜甲醇分离器设计保证值1.1 设计条件：1）入口压力：7．1Mpa2）温度：40℃3）流量：51×104Nm3/h4）出塔气中甲醇含量：（6－7）%（Vol%）2.2 保证值：1）分离器出口气体中甲醇含量：≤0.5%(Vol%)2) 初期压降：≤0.015Mpa2 实际生产中操作值：2.1 条件：1）入口压力：约7.0Mpa2 ) 温度：约35℃3）流量：约48.5×104 Nm3/h4）出塔气中甲醇含量：约6％（Vol%）2.2 操作值：1）压降：＜0.015MPa2）出口气体中醇含量：（0.1－0.28）％3 效果通过半年多的运行，可以看上出：运用这种内件后，分离器出口气中甲醇含量的实测值为（0.1－0.28）％，低于设计保证值≤0.5%，这样使入塔气中甲醇含量大幅下降。

在原料气能保证供应的工况下，和普通甲醇分离器相比，合成部分能力能提高（5－10）％，真正体现了该内件的节能、增产、降耗的效果。

如果天然气能满足供应，当设备达到满负荷生产时，各种参数达到设计值，分离效果会更显著。

目前该分离器的气体进口压降实测值＜0.015Mpa,也在设计保证值之内，说明结腊现象还没有影响到正常的运行。

当结腊现象加重，分离器气体进出口压差增大时，该内件的除腊功能将发挥作用，通过除腊的操作，它可以保证气体进出口压降保持在≤0.015Mpa。

这是保证设备长周期连续运行的有效措施。

传统的分离器就是螺旋、漩流加过滤元件，靠机械力加丝网除沫除去气相中的甲醇和水，只能除去大粒径的液滴，因此分离气中仍然有气体和液滴状态存在的甲醇和水，人们将惯性力分离称为一级分离。

该分离器是将传统的螺旋、漩流、过滤元件(主要是丝网除沫器)和现代微滤（用4－50微米的不锈钢丝毡加工而成）、超滤（用小于1微米的三维超细硅硼纤维加工而成）元件强化组装在一个分离内外筒中，增加其分离效率，与传统的相比可使分离器中甲醇含量有原来的0.8－1.0％（vol）下降到0.4－0.5％（vol）,并在筒体内增设除腊元件和筒外增加旁路阀设计来完成不停车除腊的功能。

甲醇分离器结构设计进展及效果

正常生产时，反应气先经螺旋元件和旋流元件丝网，大部分甲醇与水被分离，再经微滤元件和超滤元
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甲醇分离器结构设计进展及效果
张
（．天集团中原甲醇厂生产技术处，１蓝河南
刚张文效２．
驻马店４３０；．学工业第二设计院，６００２化山西太原０００）３０１
维普资讯
第２第５７卷期
２００７年１０月
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收稿日期：０７０．２２０．７０
线方向进入甲醇分离器，在离心作用下，气体在向下旋转中将甲醇与水从气相中分离出来；分出的粗甲醇送中间槽，离了甲醇和水的气体从底部向上翻转经分
丝网除沫后由出气管排走。分离气中甲醇体积分数为０８．％～１０既有气态（．％，蒸气）也有液态（，雾沫夹
气体中，甲醇体积分数约０５．％。
离气
离效果下降的问题，致生产系统因此被迫停产、导检
修。为了解决挂蜡现象，保证系统长期稳定运行，西安超滤化工公司设计出了除蜡型甲醇分离器［，５结构Ｊ
如图４所示。
ｔ分离气
甲醇
图２低压法合成工艺中甲醇分离器示意图

甲醇-乙醇分离过程精馏塔设计

课程设计说明书（浮阀塔设计）专业：班级：姓名：指导教师：目录一、设计方案与工艺流程图 (4)二、基础数据 (4)1、进料流量及组成 (4)2、进料流量 (4)三、物料横算 (5)四、确定操作条件 (5)1确定操作压力 (5)2确定操作温度 (5)五、确定q及最小回流比 (6)六、理论板数与实际板数及适宜回流比 (7)七、确定冷凝器与再沸器的热负荷 (8)冷凝器 (9)再沸器 (11)八、塔径的计算及板间距的确定 (12)1汽、液相流率 (13)2将以上求得的流率换成体积流率 (13)3塔径的计算 (14)九、堰及降液管的设计 (15)1取堰长 (15)2取堰宽及降液管面积 (15)3、停留时间 (15)4、堰高 (15)5、降液管底端与塔板之间的距离 (15)6、塔板布置及浮阀数目与排列 (16)十、塔板流体力学验算 (17)精馏段 (17)提馏段 (19)十一.塔板的负荷性能图 (20)精馏段 (20)精馏段 (23)十二、主要接管尺寸的选取 (26)1、进料管 (26)2、回流管 (26)3、釜液出口管 (26)4、塔顶蒸汽管 (27)5、加热蒸汽管 (27)化工原理课程设计任务书：专业：班级：一、设计题目：浮阀塔的设计二、设计任务：甲醇-乙醇分离过程精馏塔设计三、设计条件：四、设计的容和要求：一、设计方案与工艺流程图1、设计方案本次课程设计的任务是设计乙醇精馏塔，塔型为浮阀塔，进料为两组分进料（甲醇、乙醇）。

因为甲醇为轻组分乙醇为重组分，甲醇由塔顶蒸出，而乙醇则存在于塔底产品中。

因此，可用一个塔进行精馏分离。

由于要分离的混合物各组分在常压下是液相，无法分离，因此必须在常压下进行蒸馏分离。

同时在塔顶设置冷凝器，在塔底设置再沸器，由于塔顶不需汽相出料，故采用全凝器。

2、工艺流程图二、基础数据1、进料流量及组成（1）将进料组成由质量分数转化为摩尔分数2、进料流量平均分子质量:、物料组成W=34000000/(46.07×300×24)=102.5kmol/h.(1)原料热力学状态进料温度：20℃(2)冷却介质及温度，加热介质及温度冷却介质为水，加热介质为水蒸气三、物料横算=0.03其中： xW则q nF=196.07kmol/h.四、确定操作条件1确定操作压力：P28Kpa2确定操作温度：由t-X-Y图知：塔顶温度为65.6摄氏度，塔底温度为77.8摄氏度如上图所示：五、确定q及最小回流比已知进料温度为20℃，由t-x-y得泡点温度70.6℃，则查得45.3℃（取进料温度和泡点温度的平均值）情况下对应甲醇乙醇的比热容分别为：查得此时的甲醇乙醇的汽化潜热分别为则所以q线方程为如图所示的操作线的图：由q线方程与操作线方程可知其交点为六、理论板数与实际板数及适宜回流比由吉利兰求理论板数，先求出最小理论板数，再根据吉利兰关系式求理论板数N。

甲醇-水分离精馏塔设计完整版

5 共 30 页
u －空塔气速 m/s u0－气体通过筛孔的速度 ,m/s uo,min－漏液点气速， m/s tF－进料板温度℃ tD－塔顶温度℃ tW－塔底温度℃ tm－平均温度℃ W－釜残液流量 kmol/h wc －边缘区宽度 m wd －弓形降液管的宽度 m ws －破沫区宽度 m x －液相中易挥发组分的摩尔分率 y －气相中易挥发组分的摩尔分率 Z －塔高 m
6 共 30 页
二、精馏塔的物料衡算
1、原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率
甲醇的摩尔质量水的摩尔质量
xF
M甲醇 32kg / kmol M水 18kg / kmol
0.46 / 32 =0.324 0.46 / 32 0.54 / 18 0.98 / 32 xD =0.965 0.98 / 32 0.02 / 18 0.005 / 32 xW =0.00282 0.005 / 32 0.995 / 18
2、原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量
MF 0.324 32 (1 0.324) 18 22.54kg / kmol
MD 0.965 32 (1 0.965) 18 31.51kg / kmol MW 0.00282 32 (1 0.00282) 18 18.04kg / kmol
1 0.4 4.04 0.4(1 0.729)

2

3
4
则
0.9194 (1 0.8741) 1.643 0.8741 (1 0.9194)来自 m
1 2 3
4
4
4.65
相平衡方程为；
y x/ 1 ( 1x )

甲醇分离器的结构设计

甲醇分离器的结构设计黄德华;王欢【摘要】以某项目中甲醇合成装置的甲醇分离器为例,对低温复合板容器的裙座对接结构、接管补强结构设计进行比较分析,提出符合低温容器结构特点的方案,为类似设备的结构设计提供参考.【期刊名称】《化工设备与管道》【年(卷),期】2016(053)002【总页数】3页(P23-24,32)【关键词】甲醇;低温;结构设计;翻边锻管【作者】黄德华;王欢【作者单位】中石化宁波工程有限公司,浙江宁波315207;黎明化工研究设计院有限责任公司,河南洛阳471001【正文语种】中文【中图分类】TQ050.3;TH122甲醇分离器是对上游气化、净化装置产生的甲醇合成气（粗甲醇、循环气）进行净化分离的容器，是甲醇合成装置的关键设备。

该设备的工作环境温度较低，但是压力较高，随着使用温度的降低，设备可能会发生脆性破坏。

为了避免这种危害的发生，在设备设计时应充分考虑：（1）结构应尽量简单，减少约束；（2）尽量避免结构形状的突然变化，减少局部应力；（3）接管与壳体连接部位应圆滑过渡，接管端部内壁倒圆[1]。

本文从裙座对接结构和接管结构设计两方面论述此类低温高压厚壁容器的设计问题。

甲醇分离器的结构形式如图1所示，设备主要由筒体、球形封头、法兰、锻管、裙座组成。

设备主体材料采用16MnDR+S30403复合板，所有接管法兰及加强锻管采用16Mn Ⅳ锻件+S30403（堆焊），密封结构采用环连接面（RJ）密封形式，支撑形式为裙式支撑。

产品技术参数见表1。

由于设备所在服役环境恶劣，为低温冰冻工况，因此在操作过程中裙座顶部内外温差较大。

裙座与下封头之间的焊缝容易产生冷裂纹，甚至开裂，致使设备造成破坏，所以有必要对裙座与下封头的焊缝进行设计优化。

图2为两种对接接头的结构图。

节点（a）为国家标准[2]中推荐的塔器裙座与塔壳对接形式（图2a），一般为塔器所通用的结构。

而节点（b）的做法是先将一段300～500 mm的裙座筒节与封头焊接，然后再将上段与裙座下段立式组对。

国内甲醇分离器的设计与发展

甲醇分离器的作用是将经过水冷器冷凝下来
分离器按其原理划分的形式有３种：械式甲醇机
分离器、滤式甲醇分离器和水洗式甲醇分离器。超
的液态甲醇进行气液分离，分离的液态甲醇从被
分离器底部减压后送人粗甲醇贮槽。
ｇ —重力加速度，／ — ｍｓ。
除沫器分离出甲醇雾滴后从分离器顶部出口管排出。液态甲醇从分离器底部排液管排出。其结构
如图１示。所
由式（）以看出：醇液滴的沉降速度与１可甲
液滴的直径、甲醇液与混合气体的密度差的平方
混合气体的密度越大，液滴在混合气中的相对密度降低，降的速度减少，离困难。如果降沉分
出。其结构如图２所示。
２３带内筒的甲醇分离器．
低压力，气体的密度相应降低，是压力降低的同但
时也降低了甲醇在气相中的平衡分压，相的扩液散也相应增加，使分离变得更加困难；且混合气而还需经压缩机循环段增压后再送至甲醇合成塔参加反应，必增加动力消耗。势围绕增大甲醇液滴、高甲醇液滴的沉降速提度，而提高甲醇分离器的分离精度，进各设计单位
甲醇分离器是１台比较关键的设备，接决定了直甲醇的产品质量和能耗，以选择合适的甲醇分所
离器，于新建企业要慎重，其对于大型、对尤高压的甲醇装置而言，为关键。更

甲醇合成反应器与分离器工艺设计

Ｋｅｙｗｏｒｄｓｍｅｔｈａｎｏｌｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓｅｐａｒａｔｏｒ
甲醇合成反应器是低压合成甲醇的关键设备之一。近年来，随着甲醇装置的大型化（由单套
３０ｋｔ／ａ发展至目前的３５０ｋｔ／ａ，甚至更大），甲醇
具有设计先进性与可行性。关键词甲醇反应器分离器
ＰｒｏｃｅｓｓＤｅｓｉｇｎｏｆＭｅｔｈａｎｏｌＣｏｎｖｅｒｔｅｒａｎｄＳｅｐａｒａｔｏｒ
ＷａｎｇＢｉｎｇｈｕａｉ，ＷｕＳｈｅｎ￣ｕｎ（ＬａｎｚｈｏｕＡｅｒｏｓｐａｃｅＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎＧａｎｓｕＬａｎｚｈｏｕ７３００５０）
ｐｒｅｓｓｕｒｅｓｔｅａｍｉｓ１．０ｔｐｅｒｔｏｎｏｆｍｅｔｈａｎｏｌ，ａｎｄｔｈｅｙａｒｅｈｉｇｈｉｎｏｐｅｒａｔｉｏｎａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｉｎｐｒｏｄｕｃｔｑｕｌｉａｔｙ．Ｔｈｅｍｅｔｈａｎｏｌｓｅｐａｒａｔｏｒａｄｏｐｔｓｔｈｅｆｕｌｌｒｅｃｏｖｅｒｙｍｅｔｈｎｏａｌｓｅｐａｒａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｉｔｓｒｅｃｏｖｅｒｙｒａｔｅｉｓｎｅａｒｌｙｌ０ｏ％，ａｎｄａｆｔｅｒｓｅｐｒａａｔｉｏｎｔｈｅｇａｓｐｈａｓｅｃｏｎｔａｉｎｓ＜０．１％，ｖｏｌｕｍｅｆｒａｃｔｉｏｎｏｆｍｅｔｈａｎｏ１．Ａｃｔｕｌａｐｒｄｕｏｃｔｉｏｎｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｔｗｏｐｉｅｃｅｓｏｆｅｑｕｉｐｍｅｎｔａｒｅａｄｖａｎｃｅｄｉｎｄｅｓｉｇｎａｎｄｆｅａｓｉｂｌ第４０卷

羽叶分离器用作甲醇装置粗甲醇分离器设计方案

羽叶分离器用作甲醇装置粗甲醇分离器设计方案诺卫能源技术（北京）有限公司在甲醇合成装置中，大量合成气需要经循环气压缩机升压后参与循环反应。

能否从冷却后的循环气中高效捕集分离粗甲醇，不仅影响核心循环气压缩机运行维护成本，同时也影响合成反应中杂质形成及含量。

在国内外甲醇合成工艺包中，均不约而同选择羽叶式高效气液分离器，技术升级取代以往的重力沉降分离罐、丝网分离器和滤芯分离器。

这里，以实例采用羽叶式高效气液分离器作为粗甲醇分离器，与大家一起讨论。

从事过甲醇合成装置运行管理和作业的同行都知道，在甲醇合成反应器中，羰化和脱羟基反应同时进行，即在合成甲醇的同时，也发生着甲醇脱羟基形成多碳烃的反应。

尤其在合成装置新开车阶段，反应产生的低分子石蜡等杂志在循环气中明显存在。

以往国内甲醇装置中的粗甲醇分离器，往往采用丝网分离器、滤芯分离器分离冷却循环气中的粗甲醇。

这种借助纤维丝相互架桥形成“物理孔格”以阻挡拦截方式净化气流，比较适于对气流中携带的当量尺寸不发生变化的固体颗粒物脱除，而不太适用于分离过程中气流携带质当量尺寸发生显著改变的液滴液沫脱除，从而表现出气液分离效率既不高且不稳定。

更让人头疼的是，反应器中的部分催化剂也会在冲击载荷下破碎粉化进入循环气流，采用丝网分离器、滤芯分离器虽然对这类当量尺寸不发生显著变化的固体颗粒物有效滤除，但是这些固体颗粒物会在丝网和滤芯内件表层、中层、深层累积，尤其当其与低分子石蜡相互混合集聚在丝网和滤芯内件表层、中层、深层，会引起内件过流通道堵塞，运行压降不断升高，分离效率不断恶化。

最终，不得不定期或不定期停车更换内件，导致丝网和滤芯分离器运行和维护成本按年月累积增加。

从2005年前后起，国际上甲醇合成工艺包专利提供商如戴维、拓普索、鲁奇、卡萨利等，纷纷选用羽叶式高效气液分离器作为以往丝网分离器技术升级方案，尤其是中、大规模甲醇项目。

由于中、大规模甲醇项目，比如单线60万吨/年、85万吨/年、120万吨/年、180万吨/年，不仅循环气量很大，且需要脱除的粗甲醇量更多，采用传统的丝网分离器、滤芯分离器则要求直径很大的分离器壳体，其制造、运输成本和难度都远大于羽叶式高效气液分离器，而分离效率和操作弹性反倒不如羽叶分离器。

甲醇—水精馏分离板式塔设计

3.3.5 提馏段平均摩尔质量
MVm 25.67 18.08 2 21.88 Kg mol
M
Lm
20.1118.01
2 19.06 Kg
mol
4.精馏塔的塔体工艺尺寸
4.1 精馏段塔径的计算
由上面可知精馏段 L 45 Kmol h V 68 Kmol h
精馏段的气、液相体积流率为
Vs VMVm 3600 Vm 68 28.73 3600 1.01 1.481 m3 s
根据回收率： xD D xF F 99%
则有：
D 23 Kmol h
由总物料衡算： F D W
以及:
xF F xD D W xW
容易得出： W 94 Kmol h , xW 0.0012
2.塔板数的确定
2.1 逐板计算法求取理论板层数 NT
甲醇-水汽液平衡数据：
x
y
x
y
3600 Af
HT Lh
3600 0.0448 0.40 3600 0.0084
21.31s5s 其中 HT 即为板间距
0.40m， Lh 即为每小时的体积流量
验证结果为降液管设计符合要求。 5.1.1.4 降液管底隙高度 ho
10
ho Lh 3600 lw uo 取 uo 0.07 m s ho 0.0084 3600 3600 0.6 0.07 0.020024 m0.02m
故精馏塔有效高度为 Z Z精 Z提 0.8 10.4m
5.塔板主要工艺尺寸
5.1 精馏段塔板工艺尺寸计算
5.1.1 溢流装置计算
9
因塔径
，
所以可选取单溢流弓形降液管，采用凹形受液盘。( 此种溢流方式液体流径较长，塔板效率较高，塔板结构简单，加工方便，在直径小于 2.2m 的塔中被广泛使用。) 各项计算如下：

设计一台分离甲醇_乙醇板式精馏塔

1•概述（内容至少2页，同学间的相似度不能超过30%。

与精馏知识相关）2. 设计任务书（1）设计题目甲醇-乙醇精馏塔工艺设计（2）设计条件生产能力：34560吨/年（年工作日360天，每天开动设备24小时计算）原料中甲醇含量：40%+0.003X（摩尔分数，X为学号的后两位）设计要求：塔顶甲醇的含量不低于96%（摩尔分数）塔底甲醇的含量不咼于4%（摩尔分数）操作压力常压进料热状况q=0.7回流比自选单板压降O.8KPa3. 工艺流程图及流程说明（1）工艺流程图（模仿仿真精馏中的工艺流程图设计，要包括原料储罐，精馏塔，冷凝器，再沸器，塔顶产品储罐，塔底产品储罐和泵设备，CAD作图）（2）工艺流程说明4. 设备形式的选择本设计选择板式精馏塔，塔板为浮阀式。

（选择依据自己查，本质就是本设计用浮阀塔的优点）5. 工艺计算5.1确定塔顶、塔底物料量及组成5.2确定塔板数和进料位置（作图）5.3塔径及塔板结构尺寸的确定5.3.1精馏段（1）塔径的确定（2）溢流装置（3）塔板布置及浮阀数排列（做出阀孔分布图）（4）塔板流体力学验算（5）塔板负荷性能图5.3.2提馏段（1）塔径的确定（2）溢流装置（3）塔板布置及浮阀数排列（做出阀孔分布图）（4）塔板流体力学验算（5）塔板负荷性能图5.4塔高的确定5.5精馏装置附属设备的设计（1）冷凝器的选型（换热器的设计）――采用水为冷流体，进口温度25o C,出口温度35 °C;甲醇为热流体，仅有相变。

（2）再沸器的选型一一以120°C的过热水蒸气作为热源（3）泵的选型(4) 储罐的选择(计算内容为一天的进料量或产量所需储罐的体积，储罐的储料系数为0.8)a. 原料储罐b. 塔顶产品储罐c. 塔底产品储罐5.6数据汇总6. 参考文献7. 设计心得8. 致谢目录课程设计任务书............................................ 2……1. ................................................................................................................ 设计方案的确定及工艺流程的说明. (3)1.1流程示意图............................................. 3........1.2流程和方案的说明及论述................................... 3 •-1.2.1流程的说明........................................... 3........1.2.2设计方案确定........................................ 3……2. 精馏塔的工艺计算....................................... 4……2.1精馏塔的物料衡算....................................... 4……2.1.1物料衡算............................................. 4.......2.1.2相对挥发度的计算..................................... 4 ••…2.2塔板数的确定........................................... 4……2.2.1理论板数的计算...................................... 4 ........ 222精馏塔塔效率的计算..................................... 6••…2.3塔的工艺条件及物性数据计算................................ 7 -2.3.1混合液平均摩尔质量计算................................ 7…2.3.2平均密度计算......................................... 7……2.3.3液体平均表面张力.................................... 8 ••…2.3.4提馏气液相体积流量.................................... 8••…2.4塔体工艺尺寸计算...................................... 8……2.4.1精馏段塔径计算....................................... 8……2.4.2精馏塔高度计算...................................... 10 ••…2.4.3溢流装置计算........................................ 10 ••…2.5塔板负荷性能........................................... 10……2.5.1浮阀计算及其排列.................................... 10••…2.6塔板流体性能校核...................................... 11••…2.6.1泡沫夹带量校核...................................... 11……2.6.2塔板阻力计算......................................... 12……2.6.3降液管液面校对...................................... 12 ••…2.6.4液体在降液管内停留时间校核 (12)2.6.5严重漏液校核........................................ 13- ••…2.6.6塔板负荷性能图...................................... 13 ••…2.7换热器的计算........................................... 14……2.7.1原料预热器.......................................... 14- 2.7.2塔顶冷凝器. (15)2.7.3塔底再沸器........................................... 15 •2.7.4贮罐体积计算........................................ 15-2.7.5进料罐线直径....................................... 15-3. 设备结果汇总表......................................... •4. 主要参考文献........................................... 1-课程设计任务书一、设计题目：分离甲醇一乙醇板式精馏塔的设计二、设计要求工艺条件与数据(1)原料液含甲醇79% (质量，下同)；含乙醇21%(2)馏出液含甲醇99.85% ,残留液含甲醇2% ;(3)年产10万吨精甲醇，设每年工作时间为7200小时；(4)料液可视为理想溶液，取g0.5 , K=1 ;(5)常压操作，泡点进料。

【精品完整版】甲醇-水分离板式精馏塔毕业设计

毕业设计（论文）说明书题目：甲醇水废液处理工艺及设备设计（50t/d）系名化工系专业过程装备与控制工程学号6011208009学生姓名刘博宇指导教师景园琳2015年5 月20 日摘要甲醇是一种重要的化工产品，用途广泛。

但在甲醇的生产或使用过程中，由精馏塔底部排除的蒸馏残液仍含有一定比例的甲醇。

甲醇废水会对环境造成严重污染，所以甲醇废水不能直接排放，需要处理后，方能排放。

本设计是以甲醇—水为分离物系，设计一套板式精馏塔装置。

主要进行了以下工作：1、对主要生产工艺流程进行了选择和确定。

2、对生产的主要设备—板式塔进行了设计计算,其中包括：（1）精馏塔的物料衡算；（2）塔板数的确定；（3）精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算；（4）精馏塔的塔体工艺尺寸计算；（5）板式塔塔板的设计计算。

3、绘制了生产工艺流程图和精馏塔设计条件图。

根据某厂的排污情况（污水含甲醇60% 、水40%，排污量50t/d），设计一套精馏设备分离污水中的甲醇，设计结果最终能够达到甲醇≤0.1%的排污要求。

本设计简明、合理，能满足生产工艺的需要，有一定应用价值。

关键字：甲醇—水；分离过程；精馏塔ABSTRACTMethanol is a kind of important chemical products, widely used. But in the process of the production or use of methanol, from the bottom of the column of distillation residue shall still contain a certain proportion of methanol. Methanol wastewater can cause serious pollution to the environment, so the methanol wastewater can't direct emissions, to deal with, can discharge. This design is based on methanol - water separation system, design a set of plate column device. Mainly for the following work: 1, the main production process for the selection and determine. 2, to the production of plate column has carried on the design and calculation, which is the main equipment including: (1) the material balance of rectification tower; (2) to determine the plate number of; (3) the technological conditions of rectification tower and calculation of data related to physical properties; (4) the tower body process dimension calculation of rectification tower; (5) the calculation in the design of tray column plate. 3, map production process flow diagram and rectification tower design conditions. According to a certain factory blowdown circumstance (emissions of sewage containing methanol 60%, water 40%, 50 t/d), and design a set of distillation separation of methanol in sewage equipment, design result eventually be able to meet the requirements of methanol 0.1% or less pollution. This design simple, reasonable, which can meet the need of production process, have certain application value.Key words:methyl -alcohol；separating process；fractionating tower design目录第一章绪论................................... - 1 - 1.1 甲醇的简介.................................... - 1 - 1.2 甲醇精馏工艺国内外发展状况.................... - 1 - 1.3 设计开展的目的和意义.......................... - 2 - 1.4 设计的原则.................................... - 3 -第二章设计方案的确定......................... - 1 - 2.1 设计任务...................................... - 1 - 2.2 操作条件...................................... - 1 - 2.3 工艺流程...................................... - 2 -第三章精馏塔的工艺计算....................... - 4 - 3.1 ................................ - 4 - 3.2 理论塔板数的计算.............................. - 4 - 3.3 实际板数的确定................................ - 7 -第四章塔体基本尺寸的设计.................... - 10 - 4.1 设计参数..................................... - 10 - 4.2 塔径与板间距................................. - 13 - 4.3 精馏塔有效高度............................... - 15 -第五章塔板结构的设计........................ - 16 - 5.1 溢流装置的确定............................... - 16 - 5.2 安定区与边缘区的确定......................... - 18 - 5.3 塔板布置及阀孔排列........................... - 19 -第六章塔板性能校核.......................... - 22 - 6.1 塔板的流体力学验算........................... - 22 - 6.2 气液负荷性能计算............................. - 24 -第七章辅助设备的计算及选型.................. - 26 - 7.1 塔顶全凝器的工艺计算......................... - 26 - 7.2 再沸器的工艺计算............................. - 27 - 7.3 管径的设计计算............................... - 36 - 7.4 塔体零部件设计............................... - 38 -参考文献...................................... - 40 - 外文资料............................................。

甲醇设计(参考)讲解

2 煤制甲醇概述2.2操作条件（1）年产甲醇量：36万t/a（2）年操作时间：7200小时（本次请你330天计算）2.3设计依据（1）.西安建筑科技大学化工教研室下发的“毕业论文设计任务书”；（2）.中华人民共和国煤、甲醇行业标准；（3）.中华人民共和国化工行业标准；（4）.中华人民共和国国家钢制压力容器标准。

2.4设计原则（1）采用先进成熟的Lurgi低压法甲醇合成工艺；（2）依国内现有的技术、设备及条件的基础上，对工艺流程及合成反应器进行改进（3）采用一乙醇胺法脱硫工艺，加氢串氧化锌工艺脱硫提高脱硫效果，保证合成气总硫≤0.1×10-6；（4）甲醇精馏采用三塔流程，提高精馏效率，保证了精甲醇的质量，降低蒸汽消耗；（5）回收甲醇合成弛放气并返送至合成氨系统，降低原料消耗，减少污染。

2.5工艺原理及流程2.5.1流程图图2.1 甲醇合成工艺流程2.5.2流程介绍首先制气，将原料煤和水及蒸汽通入气化炉进行加热反应，其中的煤尘要降尘，灰通入循环水槽回收以防止污染环境。

从气化炉出来的气体经洗涤器通入废热锅炉进行预热，其后的气体要净化。

先进行煤气脱硫，因为出来的气体含有大量的灰尘及硫化物，通入入口水封的水箱后进入煤气脱硫塔进行脱硫，由于出来的气体含有大量的油雾，所以要先通入旋流板除雾器后进入气柜。

其中的气体先进行CO变换，从气柜出来的气体通入活性炭过滤器，然后再进入第一、二煤气换热器换热后通入变换炉变换后将变换气冷却至45℃进行分离，通入变换气脱硫塔进行脱硫后，通入CO2吸收塔将CO2吸收，后通入净化气冷却器将气体冷却，然后通入净化器分离器进行分离后，净化气再进行干法脱硫.由于甲醇合成催化剂要求气体总含硫量≤0.1×10-6,所以还要进行干法脱硫以达到要求。

先后分别通入预脱塔、预热器、水解塔、精脱塔后才能进行甲醇合成。

新鲜气先压缩通入甲醇合成塔进行合成，后经中间换热器换热，再经过甲醇分离器进行分离后通入粗甲醇储罐，其中甲醇分离器分离的部分气体有驰放气去氨系统，一部分经循环气压缩机再通入甲醇合成塔进行循环。

甲醇水分离过程板式精馏塔的设计_课程设计任务书精品

第一章设计任务书1.1 设计题目设计题目：甲醇—水分离过程板式精馏塔的设计设计要求：年产纯度为99.5%的甲醇12000吨，塔底馏出液中含甲醇不得高于0.1%，原料液中含甲醇40%，水60% 。

1.2操作条件1) 操作压力常压2) 进料热状态自选3) 回流比自选4) 塔底加热蒸气压力0.3Mpa（表压）1.3塔板类型筛孔塔1.4 工作日每年工作日为330天，每天24小时连续运行。

1.5 设计说明书的内容(1) 流程和工艺条件的确定和说明(2) 操作条件和基础数据(3) 精馏塔的物料衡算；(4) 塔板数的确定；(5) 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算；(6) 精馏塔的塔体工艺尺寸计算；(7) 塔板主要工艺尺寸的计算；(8) 塔板的流体力学验算；(9) 塔板负荷性能图；(10)主要工艺接管尺寸的计算和选取(11) 塔板主要结构参数表(12) 对设计过程的评述和有关问题的讨论第二章设计原则2.1确定设计方案的原则确定设计方案总的原则是在可能的条件下，尽量采用科学技术上的最新成就，使生产达到技术上最先进、经济上最合理的要求，符合优质、高产、安全、低消耗的原则。

必须具体考虑如下几点：2.1.1满足工艺和操作的要求⑴首先必须保证产品达到任务规定的要求，而且质量要稳定。

这就要求各流体流量和压头稳定，入塔料液的温度和状态稳定，从而需要采取相应的措施。

⑵其次所定的设计方案需要有一定的操作弹性，各处流量应能在一定范围内进行调节，必要时传热量也可进行调整。

因此，在必要的位置上要装置调节阀门，在管路中安装备用支线。

计算传热面积和选取操作指标时，也应考虑到生产上的可能波动。

再其次，要考虑必需装置的仪表(如温度计、压强计，流量计等)及其装置的位置，以便能通过这些仪表来观测生产过程是否正常，从而帮助找出不正常的原因，以便采取相应措施。

2.1.2满足经济的要求要节省热能和电能的消耗，减少设备及基建费用。

如前所述在蒸馏过程中如能适当地利用塔顶、塔底的废热，就能节约很多生蒸汽和冷却水，也能减少电能消耗。

甲醇分离器可行性报告

甲醇分离器可行性报告1. 背景甲醇，又称甲基醇，是一种常用的工业原料和溶剂。

在许多化工生产过程中，甲醇需要进行分离和提纯。

为了实现高效的甲醇分离，甲醇分离器成为一个重要的设备。

2. 目的本报告旨在评估甲醇分离器的可行性，包括其设计方案、运行原理、技术要求、优缺点等方面的内容。

3. 设计方案3.1 分离原理甲醇分离器主要基于蒸馏原理，通过蒸馏将混合液中的甲醇和其它成分进行分离。

### 3.2 结构设计甲醇分离器通常包括进料口、塔板、蒸汽进口、上升管、冷凝器、出料口等组件。

### 3.3 运行原理当混合液经过加热后，其中的甲醇蒸发成为蒸气，通过与其它成分的不同沸点进行分离，最终得到纯净的甲醇。

### 3.4 技术要求甲醇分离器需要具备耐高温、高压、耐腐蚀等特性，以确保其长时间稳定运行。

4. 优缺点分析4.1 优点•原理简单，操作方便；•可实现甲醇的高效分离和提纯；•结构紧凑，占地面积小。

4.2 缺点•能耗较高，蒸汽消耗量大；•对设备材质要求高，成本较高。

5. 可行性评估综合以上分析，甲醇分离器在工业生产中具有一定的可行性。

在需要大量甲醇分离并实现高纯度要求时，甲醇分离器是一种有效的分离设备。

然而，应根据具体情况综合考虑其优缺点，并选择其他分离方法进行比较。

6. 结论甲醇分离器作为一种用于甲醇分离和提纯的设备，在特定情况下具有一定的可行性。

在实际应用中，应根据实际情况进行方案选择，以达到经济高效的生产目标。

以上为甲醇分离器可行性报告的内容概要，希望对甲醇分离器的设计和应用提供参考和指导。

分离甲醇、水混合物的板式精馏塔设计

课程设计设计题目分离甲醇、水混合物的板式精馏塔设计学生姓名徐然学号20103281专业班级化学工程与工艺10-2班指导教师姚运金杨则恒2013年7月26日合肥工业大学课程设计任务书目录摘要: (1)关键词: (1)1 引言 (3)2 正文 (6)2.1 物性参数 (6)2.2 最小回流比min R 和操作回流比R (8)2.2.1 物料衡算 (8)2.2.2相对挥发度的确定 (9)2.2.3 Rmin 和R 的确定 (9)2.3 塔板数和塔效率的计算 (11)2.3.1精馏段和提馏段气液流量的确定 (11)2.3.2精馏段及提馏段操作线方程的确定 (11)2.3.3理论板数及全塔效率的确定 (12)2.3.4实际塔板数 N (15)2.4结构设计 (15)2.4.1 塔的工艺条件及物性数据计算 (15)2.4.1.1操作压强m p (15)2.4.1.2温度m t (16)2.4.1.3平均摩尔质量m M (16)2.4.1.4 平均密度m ρ (17)2.4.1.5 液体表面张力m σ (18)2.4.1.6 液体粘度Lm μ (18)2.4.1.7 气液负荷计算 (19)2.4.2 塔和塔板主要工艺尺寸计算 (19)2.4.2.1 塔径 (19)2.4.2.2 溢流装置 (21)2.4.2.3塔板布置 (24)2.4.2.4筛板孔数n 与开孔率ϕ (24)2.4.2.5塔的有效高度Z (25)2.4.2.6 塔实际高度的计算 (25)2.4.3 筛板的流体力学验算 (25)2.4.3.1气体通过筛板压降 (25)2.4.3.2雾沫夹带量e的验算 (27)V2.4.3.3漏液验算 (27)2.4.3.4 泛液验算 (27)2.4.4 塔板负荷性能图 (28)2.4.4.1精馏段 (28)2.4.4.2提馏段 (31)2.4.5 附属设备设计及接管尺寸 (33)2.4.5.1冷凝器的选择 (33)2.4.5.2再沸器的选择 (34)2.4.5.3换热器的选择 (35)2.4.5.4 离心泵的选择 (40)2.4.5.6接管尺寸 (41)2.4.5.7法兰、封头、裙座等 (43)2.5强度设计 (45)2.5.1 质量载荷计算 (45)2.5.2 风载荷 (46)2.5.3 风弯矩 (47)2.5.4 地震载荷的计算 (47)2.5.4.1塔的自震周期 (47)2.5.4.2 地震载荷计算 (48)2.5.5 塔体稳定性校核 (48)2.5.6 裙座的强度及稳定性校核 (49)2.5.6.1 裙座底部0-0截面的强度计稳定性校核 (50)2.5.6.2焊缝强度 (50)2.5.7裙座基础环的设计 (50)2.5.8地脚螺栓的计算 (51)2.6 设计小结 (52)3 课程设计心得 (54)[ 参考文献 ] (55)摘要:现要求设计一筛板式精馏塔，年产量9.5万吨的甲醇-水的分离系统，其中料液的甲醇质量分数70%，设计要求馏出液中甲醇的质量分数不少于99.9%，残液中甲醇质量分数小于0.5%。

甲醇分离器内件的优化

加热。

加热之后，合成气会进入甲醇合成塔，进而形成合成气，然后需要添加催化剂。

在催化作用下，它们会在合成塔内发生甲醇合成反应，此时会释放出大量的因化学反应而产生的热量，然后由被合成的锅炉给水带出这些热量，以此来维持住反应床层温度，让温度维持在一个合适的数值区间。

这些气体从甲醇合成塔出来后，会首先经过人塔气换热器的管程、除盐水预热器的管程与甲醇水冷器的壳程，然后在甲醇分离器中进行气液的分离。

一大部分气体从甲醇分离器出来后，会作为循环气重新返回到合成气压缩机中，而回收装置会把其他的小部分气体回收(作为弛放气，去氢)。

粗甲醇在减压后会从甲醇分离器进入闪蒸槽，而大部分的闪蒸出来的被溶解于粗甲醇中的气体会被送至燃料气管网，粗甲醇被闪蒸后经过去甲醇精馏工序后被送至去粗甲醇罐。

1.2 存在的主要问题在进行过大量的实地实验以后，经过对实际发生的数据进行精确的分析和对比，我们发现，在甲醇分离器的出口循环气中含有严重超标的甲醇含量，这些甲醇含量严重超标的循环气将大量的甲醇液带入到合成气压缩机中，可能损坏合成气压缩机的叶轮，也可能会因为甲醇合成塔被带入了大量的甲醇液体，从而造成甲醇合成塔的温度变得偏低的情况，还有一种更大的危害就是也会大幅度降低催化剂的单程转化率，由此产生降低催化器使用寿命的情况。

1.3 原因分析根据我们进行的实测研究显示，丝网除沫器的分离效果比较差，其主要表现为：当气速过高的时候，液滴会非常不容易从丝网上面掉落下来，这样会导致捕集到的雾沫又飞溅脱离开来，最后再一次的被气体携带出去；其次，循环水较脏，虽然经过处理，但水温高、水质差、富含微生物，易使换热器结垢，影响换热效果，因为甲醇水冷器出口的温度是高于设计指标的，这就导致甲醇含量在甲醇分离器的出口循环气中数值偏高。

所以，在水温无法被改变的情况下，只能通过提高甲醇分离器分0 引言甲醇装置中粗甲醇分离器是一个特别关键的设备，粗甲醇分离器的内件结构对粗甲醇气液相分离效率有着决定性的影响，这些“决定性的影响”会直接影响粗甲醇产品的产量和质量，此外，粗甲醇分离器的内件结构还好影响甲醇合成催化剂的使用寿命以及其他设备的运行情况。

分离甲醇--水混合液的筛板精馏塔

前言精馏是利用液体混合物中各组分挥发性的差异对其进行加热，然后进行多次混合蒸气的部分冷凝和混合液的部分加热汽化以达到分离目的的一种化工单元操作。

精馏操作应在塔设备中完成，塔设备提供气液两相充分接触的场所，有效地实现气液两相间的传热、传质，以达到理想的分离效果，因此它在石油化工生产中得到广泛应用。

该设计选用逐级接触式的筛板塔作为分离设备，一个完整的板式塔主要是由圆柱形塔体、塔板、降液管、溢流堰、受液盘及气体和液体进、出口管等部件组成，这就需要对各个部件做出选择并给出合理的工艺尺寸,因此我们对精馏塔进行物料衡算，由y x t --间的关系并差取相关数据，确定相对挥发度和回流比求出相平衡方程和操作线方程，然后通过逐板计算法算得理论塔板数并由全塔效率确定实际塔板数，最后对塔高、塔径、溢流装置等各个部件进行计算与核算校验（如负荷性能图），最终得到符合工艺要求的精馏塔并能完成生产任务。

第一章设计方案简介设计中采用泡点进料，塔顶上升蒸汽采用全冷凝器冷凝，冷凝液在泡点下回流至塔内该物系属易分离物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的2倍。

塔釜采用间接蒸汽加热具体如下：塔型的选择本设计中采用筛板塔。

筛板塔的优点是结构比浮阀塔更简单，易于加工，造价约为泡罩塔的60％，为浮阀塔的80％左右。

处理能力大，比同塔径的泡罩塔可增加10～15％。

塔板效率高，比泡罩塔高15％左右。

压降较低。

缺点是塔板安装的水平度要求较高，否则气液接触不匀。

加料方式和加料热状况的选择：加料方式采用泵加料。

虽然进料方式有多种，但是饱和液体进料时进料温度不受季节、气温变化和前段工序波动的影响，塔的操作比较容易控制；此外，饱和液体进料时精馏段和提馏段的塔径相同，无论是设计计算还是实际加工制造这样的精馏塔都比较容易，为此，本次设计中采取泡点进料。

塔顶冷凝采用全冷凝器用水冷却。

甲醇和水不反应而且容易冷却，故使用全冷凝器，塔顶出来的气体温度不高冷凝回流液和产品温度不高无需进一步冷却，此分离也是为了得到甲醇故选用全冷凝器。