甲醇精馏的设计
年产20万吨甲醇精馏工艺设计
目录摘要 (2)ABSTRACT (3)第一章综述 (4)2.1加压精馏塔工艺计算 (8)2.2常压精馏塔工艺计算 (11)2.3 回收精馏塔工艺计算 (15)第三章设备选型 (20)第四章车间布置 (22)3.1 厂房布局 (22)3.2 设备布置的设计 (22)3.3 水电气管线布局 (22)第五章甲醇生产对环境的污染及处理 (23)1、废气的来源及处理 (23)2、废水的来源及处理 (23)3、废渣的来源及处理 (23)摘要甲醇是重要的化工原料之一,它主要用于甲醛的生产制造,当然作为甲基化剂,还可以用来生产其它多种化工产品。
除此之外,它还是性能良好的能源和车用燃料,所以这就意味着,作为未来的候补燃料之一,社会对它有十分巨大的需求量,故大量而且合格甲醇的生产十分有意义。
但是在甲醇的实际生产中,由于粗甲醇产品中大量杂质的影响使产品甲醇的质量大大降低,因此在甲醇的生产中,精馏系统是极为重要且关键的部分。
改进和优化甲醇的精制工艺,节省精馏过程的能量,并且提高产品甲醇的质量等等,它们都是推动甲醇生产进一步发展的重要技术环节。
通过多年的生产实践证明,我国普遍采用的甲醇双塔精馏工艺虽然具有流程简单、操作方便和运行稳定的优点,但存在能耗高的缺陷。
本文就以甲醇精馏提高产量、节能降耗为目的,以兖矿国宏年产50万吨甲醇的现有精馏工艺为基础,进行过程模拟计算和优化,即主要是从工艺的角度对生产过程和主要设备进行了物料衡算、塔设备简捷法计算及热量衡算等工艺计算,并针对目前运行的系统提出了合理的优化建议,然后根据优化建议制定出改造方案,从而使甲醇产量显著提高,并为甲醇精馏的节能降耗提供了依据。
关键词:甲醇精馏;过程模拟;改造优化;提高产量;节能降耗ABSTRACTMethanol is an important chemical raw materials, it is mainly used in formaldehyde production, but as a methylating agent, can also be used for the production of a variety of other chemical products.In addition, it is the good performance of the energy and the car uses fuel, so it means that, as the future of the alternate fuel, society to have great demand, so large and qualified methanol production is very meaningful.But in the actual production of methanol in crude methanol, due in a great lot of impurity effects make methanol product quality are greatly reduced, thus in the production of methanol, rectification system is extremely important and critical part.Improvement and optimization of methanol purification process, save the energy of distillation process, and improve the products of methanol quality and so on, they are promoting the further development of methanol production an important technicallink.Through years of practice, our country uses generally methanol distillation process although Twin Towers has the advantages of simple process, convenient operation and stable operation has the advantages of high energy consumption, but the existence of defects.This paper to methanol distillation yield improvement, energy conservation, take Yankuang Guohong, an annual output of 500000 tons of methanol distillation process based on existing, process simulation and optimization, which is mainly from the angle of technology on production process and main equipment for the material balance, tower equipment simple calculation and heat balance calculation process calculation, and the operation of the system put forward reasonable suggestions to optimize the formulation, then according to the optimization suggestions of reforming scheme, so that the methanol yield increased significantly, and for methanol distillation energy saving provides basis.Key words: methanol distillation; process simulation; optimization; yield; energysaving第一章综述1.1概况1.1.1 甲醇的性质和用途甲醇为无色透明液体,又叫木醇,易挥发,略带酒精气味,属于最简单的一种饱和醇,是甲基氢氧化物。
毕业设计(论文)-甲醇精馏再沸器设计
毕业设计(论文)-甲醇精馏再沸器设计1. 引言甲醇是一种广泛应用的有机化合物,在医药、化工等领域有着重要的用途。
甲醇的精馏过程是其中一种重要的分离方法,而再沸器作为精馏塔中的核心设备之一,对甲醇的分离效果有着重要影响。
本文旨在设计一个高效的甲醇精馏再沸器,提高甲醇的纯度和回收率。
2. 再沸器的作用和原理再沸器是精馏塔中的重要设备,其主要作用是将下塔的部分液体再次蒸发,并与上塔的汽液混合,增加塔内气液交换,从而提高分离效果。
再沸器一般为一个闭式容器,内部有加热元件,通过加热使液体蒸发并与塔内气相充分接触,以提高传质效果。
3. 设计要求甲醇精馏再沸器的设计要求如下:3.1 蒸发效率要高再沸器的主要作用是将下塔液体再次蒸发,因此其蒸发效率直接影响到分离效果。
设计中需要选择适当的加热元件和控制方法,确保再沸器蒸发效率高。
3.2 控制温度稳定由于甲醇的物性随温度变化较大,再沸器需要能够精确控制温度。
设计中需要选择合适的温度传感器和控温装置,以保证再沸器内的温度稳定在设定值附近。
3.3 与精馏塔连接紧密再沸器需要与精馏塔进行紧密连接,以确保液体的顺利转移和气液的有效交换。
设计中需要考虑再沸器与精馏塔的连接方式和密封性,以避免泄漏和传质效果不佳的问题。
4. 设计方案根据以上设计要求,本文设计了以下甲醇精馏再沸器方案:4.1 加热元件选择考虑到加热速度和控制精度,本设计采用电加热元件作为加热源。
电加热元件有较快的升温速度和较高的温度控制精度,能够满足再沸器的要求。
4.2 温度传感器和控温装置选择本设计选择了Pt100温度传感器作为温度测量元件,它具有较高的测量精度和稳定性。
控温装置采用PID控制算法,根据传感器测量到的温度值与设定值的偏差,调节加热元件的加热功率,以达到控制温度稳定的效果。
4.3 连接方式和密封性设计再沸器需要与精馏塔进行紧密连接,以确保气液的有效交换。
设计中采用法兰连接方式,并在连接处设置密封垫圈,以保证连接的密封性。
甲醇精馏工段工艺设计的工艺流程完整描述
甲醇精馏工段工艺设计的工艺流程完整描述下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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40万吨煤制甲醇精馏工艺设计
40万吨煤制甲醇精馏工艺设计煤制甲醇是一种重要的化学品和燃料,广泛应用于化工、能源等领域。
煤制甲醇的工艺设计及精馏过程对于提高甲醇纯度和产量具有重要意义。
本文将对40万吨煤制甲醇精馏工艺设计进行探讨。
煤制甲醇的工艺设计包括煤气化、变换、气体净化、甲醇合成以及甲醇的精馏过程。
其中,精馏过程是整个工艺流程中最为重要和关键的环节之一、甲醇的纯度和产量直接影响到产品的质量和经济效益。
首先,我们将介绍40万吨煤制甲醇的主要精馏塔。
在整个工艺设计中,主要有石油炼制在内的一些工艺和装置经验可供参考。
为了保证高效的工艺运行和良好的甲醇品质,我选择了石油炼制中常用的主塔、副塔和补充塔结构来设计40万吨煤制甲醇精馏工艺。
主塔是煤制甲醇精馏工艺中最重要和核心的精馏塔。
它主要对原料进行精馏,将甲醇从其他组分中分离出来。
主塔内部设置有多个塔板,每个塔板上都有装有分离器的分隔孔板,用于分离液体和气体。
在主塔中,煤制甲醇产物通过加热和冷却交替作用,实现了甲醇的分离和提纯。
通过调节加热和冷却的温度和压力,可以获得所需的甲醇纯度和产量。
副塔是主塔的辅助装置。
它用于处理主塔产物中的副产物和杂质。
副塔通过加热和冷凝过程,将副产物从主塔的副产物中分离出来,并与主塔产物再次混合。
这样可以提高甲醇的纯度和产量。
补充塔是为了进一步提高甲醇的纯度而设置的。
它能够有效地去除主塔和副塔的后处理中残留的杂质和副产物。
补充塔在主塔和副塔之间设有进出料口,能够添加其他处理剂来增加甲醇的纯度。
除了以上的主塔、副塔和补充塔,煤制甲醇的工艺设计中还需要考虑回收装置和热力系统。
回收装置用于回收主塔和副塔中的副产物和废水,减小环境污染,同时也能够获得更高的经济效益。
热力系统用于提供主塔和副塔中所需的加热和冷却能量,保证工艺稳定和高效运行。
总结而言,40万吨煤制甲醇精馏工艺的设计需要考虑到主塔、副塔和补充塔的结构和运行参数的合理设计,同时还需要配置回收装置和热力系统来提高甲醇的纯度和产量。
甲醇精馏工艺设计
~30kt/a甲醇精馏工艺设计The Design Of 30kt/a Methanol Distillation Process{目录摘要 (I)Abstract (II)引言 (1)第1章概述 (2)第2章甲醇工艺流程 (4)精馏反应设计方案的选择 (4)精馏原理以及塔设备的选择 (5)精馏原理 (5)《进行精馏反应的塔设备的选择 (7)塔板的类型与选择 (9)工艺流程简介 (11)第3章精馏塔设备的主要计算 (13)设计任务和基本的物性数据 (13),设计方案的确定及流程说明 (13)精馏塔的物料衡算 (13)塔板数的确定 (14)精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (18)操作压力的计算 (18)<操作温度计算 (18)平均摩尔质量计算 (18)平均密度计算 (19)液体平均表面张力的计算 (19)液体平均粘度 (20).精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (20)塔径的计算 (20)精馏塔有效高度的计算 (21)塔板主要工艺尺寸的计算 (21)溢流装置计算 (21)"塔板布置 (23)塔板的流体力学验算 (24)塔板压降 (24)液面落差 (25)液沫夹带 (25)—漏液 (25)液泛 (25)塔板负荷性能图 (26)漏液线 (26)液沫夹带线 (27)&液相负荷下限线 (27)液相负荷上限线 (28)液泛线 (28)筛板塔设计计算结果 (30)精馏塔接管尺寸计算 (31))塔顶蒸气出口管的直径 (31)回流管的直径 (31)进料管的直径 (32)塔底出料管的直径 (32)结论 (33)!致谢 (34)参考文献 (35)附录 (36)30kt/a甲醇精馏工艺设计摘要:甲醇作为极其重要的有机化工原料,是碳一会化学工业的基础产品,在国民经济中占有重要的地位。
在化工生产中,甲醇可用于制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲胺等。
在世界范围内的所有化工产品中,其产量仅次于乙烯、丙烯、苯,居第四位。
甲醇精馏毕业设计
甲醇精馏毕业设计甲醇精馏毕业设计在化学工程领域,精馏是一项重要的分离技术,广泛应用于石油、化工、制药等行业。
而甲醇精馏作为一种常见的精馏过程,也是化学工程专业学生毕业设计中的常见课题之一。
本文将探讨甲醇精馏毕业设计的相关内容,从原理到实践,为读者提供一些参考和思路。
1. 甲醇精馏的原理甲醇精馏是一种通过不同组分的沸点差异实现分离的过程。
在甲醇精馏过程中,通过加热混合物使其汽化,然后通过冷凝使其液化,从而实现组分的分离。
甲醇精馏通常采用多塔分离塔来实现,其中包括顶塔、底塔和中间塔。
通过在不同塔中设置不同的温度和压力条件,可以实现对甲醇和其他组分的分离。
2. 甲醇精馏过程中的关键参数在进行甲醇精馏毕业设计时,需要考虑一些关键参数,以确保分离过程的效果和经济性。
其中包括塔板数目、进料温度、塔底温度、回流比等。
塔板数目的选择直接影响到分离的效果,过多的塔板会增加设备成本,而过少的塔板会影响分离效果。
进料温度和塔底温度的控制也是关键,过高或过低的温度都会影响到分离效果。
回流比的选择需要综合考虑经济性和分离效果,过高的回流比会增加能耗,而过低的回流比会降低分离效果。
3. 甲醇精馏毕业设计的实践在进行甲醇精馏毕业设计时,学生需要进行一系列的实验和模拟,以验证设计的可行性和优化分离过程。
首先,可以通过实验室的小型精馏设备进行基础实验,确定关键参数的范围和优化条件。
然后,可以使用化工软件进行模拟,通过调整参数和优化设计,得到更加合理的分离方案。
最后,可以进行中试实验,验证设计的可行性和稳定性。
4. 甲醇精馏的应用甲醇精馏在工业生产中有广泛的应用。
甲醇作为一种重要的化工原料,广泛用于合成甲醛、甲乙醇、甲苯等化工产品。
通过甲醇精馏,可以实现对甲醇和其他组分的高效分离,提高产品纯度和质量。
甲醇精馏还可以用于废水处理、石油提炼等领域,具有重要的经济和环保意义。
5. 甲醇精馏毕业设计的挑战和展望甲醇精馏毕业设计虽然是一个常见的课题,但也面临一些挑战。
甲醇精馏系统设计总结
甲醇精馏系统设计总结甲醇精馏系统是一种常见的化工装置,在化工生产中起着至关重要的作用。
通过对甲醇精馏系统的设计总结,我们可以深入了解甲醇精馏系统的工艺特点、设计考虑要点以及系统运行中可能遇到的问题,并为今后类似系统的设计和优化提供参考。
本文将从以下几个方面对甲醇精馏系统进行总结。
一、甲醇精馏系统概述甲醇是一种重要的化工原料,广泛应用于有机合成、塑料加工等领域。
甲醇的制备过程中,需要对甲醇进行精馏,去除其中的杂质,得到纯度较高的甲醇产品。
甲醇精馏系统一般包括进料系统、精馏塔、冷却系统、浓缩系统和产品收集系统等组成。
二、甲醇精馏系统的设计考虑要点1. 精馏塔的选择:精馏塔是甲醇精馏系统中最核心的部分,选取合适的精馏塔对系统的性能有着重要影响。
在选择精馏塔时,需要考虑流体性质、流量、操作压力和温度等因素,以确保精馏塔能够满足系统的要求。
2. 进料预处理:为保证甲醇精馏系统的正常运行,必须对进料进行适当的预处理。
预处理主要包括沉淀、过滤和脱水等步骤,以去除其中的杂质和水分。
3. 热力学计算:在甲醇精馏系统设计过程中,需要进行热力学计算,以确定塔板塔压、回流比和冷凝温度等参数。
这些参数的选择直接影响系统的能耗和产品质量。
4. 冷却系统设计:冷却系统在甲醇精馏系统中起着非常重要的作用,可以将蒸汽冷凝为液体,从而促使精馏塔中的溶质凝聚。
在冷却系统的设计中,需要考虑冷凝器的换热面积、冷却介质的选择以及冷凝水的排放等问题。
5. 安全措施:在甲醇精馏系统设计过程中,必须重视安全问题。
甲醇具有易燃、易爆和有毒的特性,因此需要在系统设计中考虑到这些特点,合理配置防爆设备和防火措施,并确保系统在运行中具有良好的安全性能。
三、甲醇精馏系统设计中可能遇到的问题1. 能耗高:甲醇精馏系统在操作过程中容易产生大量废热,导致能耗较高。
为了解决这个问题,可以采取适当的措施,如增加热耗散装置和优化换热设备等。
2. 运行不稳定:甲醇精馏系统的精馏塔易受到进料质量波动的影响,容易出现运行不稳定的情况。
年产3万吨甲醇精馏工艺设计
年产3万吨甲醇精馏工艺设计The Design of Single Tower Distillation Process 30kt/aMethanol目录摘要 ............................................................................................................................ 错误!未定义书签。
Abstract..................................................................................................................... 错误!未定义书签。
引言 .. (1)第一章文献综述 (2)1.1本课题研究的目的和意义 (2)1.2甲醇的简介 (2)1.2.1甲醇的性质 (2)1.2.2甲醇的用途 (2)1.3甲醇工业的发展及现状 (3)1.3.1甲醇的消费量 (3)1.3.2 世界甲醇工业的发展 (3)1.3.3我国甲醇工业发展 (3)1.4甲醇精馏的方法 (4)1.5工艺流程的选择 (4)1.6单塔工艺流程的描述 (5)1.7塔设备的选择 (6)第二章精馏塔物料衡算及热量衡算 (7)2.1 精馏塔的物料衡算 (7)2.1.1原料液及塔顶和塔底的摩尔分率 (7)2.1.2原料液及塔顶和塔底产品的平均摩尔质量 (7)2.1.3物料衡算 (7)2.2 热量衡算 (8)2.2.1塔顶冷凝器的热量衡算 (8)2.2.2 全塔的热量衡算 (10)第三章精馏塔工艺设计计算 (13)3.1回流比及塔板数的确定 (13)3.1.1求最小回流比及操作回流比 (13)3.1.2采用逐板法求理论板层数 (14)3.1.3实际板层数的求取 (15)3.2精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (16)3.2.1操作压力 (16)3.2.2操作温度 (16)3.2.3平均摩尔质量计算 (16)3.2.4平均密度计算 (17)3.2.5液体平均表面张力的计算 (18)3.2.6平均粘度计算 (19)3.3精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (20)3.3.1 塔径计算 (20)3.3.2精馏塔有效高度的计算 (22)3.4塔板主要工艺尺寸的计算 (22)3.4.1溢流装置计算 (22)3.4.2塔板布置 (24)3.5塔板的流体力学验算 (25)3.5.1塔板压降 (25)3.5.2液面落差 (26)3.5.3液沫夹带 (26)3.5.4漏液 (27)3.5.5液泛 (27)3.6塔板负荷性能图 (28)3.6.1精馏段塔板负荷性能图 (28)3.6.2提留段塔板负荷性能图 (32)3.7塔附件及总塔高设计 (35)3.7.1塔附件设计 (35)3.7.2 塔总体高度的设计 (36)3.8接管的设计 (37)3.8.1塔顶蒸气出口管的直径 (37)3.8.2回流管的直径 (37)3.8.3 进料管的直径 (38)3.8.4塔底出料管的直径 (38)3.8.5加热蒸汽进口管 (38)3.9筛板塔设计计算结果 (39)结论 (40)致谢 .................................................................................................................................. 错误!未定义书签。
年产45000吨甲醇精馏工段工艺设计
【年产45000吨甲醇精馏工段工艺设计】一、引言甲醇是一种重要的化工原料,广泛应用于涂料、塑料、纺织品等行业。
而甲醇精馏工段则是甲醇生产中至关重要的环节。
本文将对年产45000吨甲醇精馏工段工艺设计进行全面评估,并撰写有价值的文章。
二、甲醇精馏工段工艺设计1. 工艺流程甲醇精馏工段主要包括蒸馏塔、再沸器、冷凝器、分馏塔等设备。
在年产45000吨的工艺设计中,应充分考虑原料质量、生产能力、能源消耗等因素,进行合理的工艺流程设计。
2. 设备选型在工艺设计中,设备选型直接影响着甲醇精馏工段的效率和成本。
应根据生产规模和工艺要求,选择性能稳定、耗能低的设备,确保生产稳定、能耗低。
3. 过程控制合理的过程控制是甲醇精馏工段工艺设计的关键。
应建立完善的监测系统,对关键参数进行实时监控,并采取相应的调整措施,确保工艺参数在合理范围内,避免产生不必要的损失。
三、对年产45000吨甲醇精馏工段工艺设计的个人观点和理解在进行对年产45000吨甲醇精馏工段工艺设计的评估时,我深刻理解了其在化工生产中的重要性。
合理的工艺设计可以提高生产效率,降低能耗,减少生产成本,增强企业竞争力。
在工艺设计中需要充分考虑各种因素,确保设计方案的全面性、深度和广度,以实现最佳的生产效果。
四、总结与回顾通过本文对年产45000吨甲醇精馏工段工艺设计的全面评估,我对该主题有了更加深入的了解。
在工艺设计中,需要充分考虑工艺流程、设备选型、过程控制等方面,以确保生产稳定、能耗低。
在实际的生产过程中,我将更加注重细节,不断优化工艺流程,提高生产效率,为企业的可持续发展贡献力量。
以上是本文对年产45000吨甲醇精馏工段工艺设计的评估和撰写,希望对您有所帮助。
甲醇精馏工段的工艺设计是化工生产过程中极为重要的一环,它直接影响着甲醇生产的效率和品质。
在年产45000吨甲醇的工艺设计中,需要充分考虑原料质量、生产能力、能源消耗等因素,以确保工艺设计的合理性和可行性。
甲醇精馏工艺设计设计及计算
2. 甲醇精馏工艺设计设计及计算2.1 操作条件1. 粗甲醇组成(wt%)2. 技术指标精甲醇收率≥99.6%;精甲醇浓度≥99.95%;蒸汽消耗≤1.2吨/吨精甲醇;循环水消耗≤60吨/吨精甲醇;废水中甲醇含量<50ppm;电耗≤4度/吨精甲醇;全塔压降≤8/10/10/10kPa。
3. 粗甲醇进料量按年30万吨精甲醇计算,而粗甲醇中含甲醇量为90.5%。
年工作日按7200小时计,则精甲醇每小时产量为300000/7200=41.667 t/h =41667 kg/h每小时所需粗甲醇的量41667/0.905=46040.88 kg/h2.2预精馏塔工艺计算2.2.1 物料衡算1. DSTWU简捷计算通过DSTWU简捷计算确定完成分离要求的理论板数和回流比。
图2.1 预塔DSTWU简捷计算流程图(1)设置模拟参数①定义流股条件:②定义单元模型(Blocks)定义回流比与最小回流比值(Reflux ratio) 输入-1.2定义再沸器和冷凝器的压力(Pressure) Condenser 1.35 barReboiler 1.43 bar 定义轻重关键组分的回收率(Key component recoveries)轻关键组分(Light key):Comp CH3OCH3Recov 0.990重关键组分(Heavy key):Comp CH3OHRecov 0.008 定义冷凝器类型(Condenser specifications):选择Total Condenser ( Distillate vapor fraction:0 )③确定物料计算方法Base method:NRTL-RK(2)模拟结果表2.2 预塔模拟结果表2.3 预塔模拟结果2.3加压精馏塔工艺计算2.3.1 物料衡算1. DSTWU简捷计算图2.2 加压塔DSTWU简捷计算流程图(1)设置模拟参数①定义流股条件②定义单元模型(Blocks)定义回流比与最小回流比值(Reflux ratio) 输入-1.5定义再沸器和冷凝器的压力(Pressure) Condenser 800kPa barReboiler 810kPa 定义轻重关键组分的回收率(Key component recoveries)轻关键组分(Light key):Comp CH3OHRecov 0.5重关键组分(Heavy key):Comp H2ORecov 0.001 定义冷凝器类型(Condenser specifications):选择Total condenser ( Distillate vapor fraction:0 )③确定物料计算方法Base method:NRTL-RK(2)模拟结果表2.4 加压塔模拟结果表2.5 加压塔塔模拟结果因此,理论板数取25块,第18块进料,回流比为1.87。
年产6万吨甲醇双塔精馏装置设计
设计内容
(1)单元操作流程设计 ①单元操作方案选择及论证。根据指定的设计任务,查阅相关的资料,对可用
的生产工艺进行比较,筛选出技术先进、经济合理、安全可靠的操作流程 。绘制出工艺流程简图,并对之进行详细说明。 ②物料及热量衡算计算。要求对过程中涉及到的物料平衡和能量平衡全部采用 手工计算,不得使用各种模拟软件(如Aspen等); ③编制物料及热量平衡计算书; ④绘制物料流程图(PFD)。 (2)设备的工艺设计计算 ①过程中所出现的各种设备(包括管线)均采用手工进行工艺设计计算,不得 使用各种模拟软件(如Aspen等)获得结果,并编制详细的计算说明书; ②过程中的机、泵可作为标准设备出现,但要根据计算结果,进行选型说明; ③编制设备一览表。 (3)绘制工程图样 ①工艺流程简图一张; ②物料流程图(PFD)一张,要求对管道进行标注; ③主体设备装配图一张,其他附属设备使用条件图,不绘制3D效果图。
塔板数的确定
图解法求理论塔板层数 可求得结果为 总理论塔板数NT为14块(包括再沸器) 进料板位置NF为自塔顶数起第5块
理论板层数NT的求取 精馏段实际塔板数 7块 提馏段实际塔板数 17块
理论塔板数 块 14
精馏段实际塔 板数 块
7
实际塔板数 块 24
提馏段实际塔 板数 块
17
m3 / S
塔塔,径塔,板效率的计算
设计任务书
一、设计题目
拟建立一座板式精馏塔将生产过程中粗甲醇提浓精制,要求: 塔顶的甲醇含量不小于95%(质量分数),塔底的甲醇含量不大于 0.5 %(质量分数) 。
原料液含甲醇质量分数为50%,原料液温度:常温,料液的 处理量为60000 吨/年,每年实际生产天数:300天。
二、操作条件
年产15万吨煤制甲醇精馏工艺初步设计
年产15万吨煤制甲醇精馏工艺初步设计1. 引言煤制甲醇是一种重要的化工原料,在能源转化和化学工业领域有着广泛的应用。
为了满足市场需求,设计并建设年产15万吨煤制甲醇精馏装置具有重要意义。
本文将围绕该装置的初步设计展开讨论。
2. 工艺流程2.1 原料准备煤炭作为煤制甲醇的原料,需要经过粉磨、烘干和气化等步骤进行准备。
首先,原料煤炭经过粉磨设备进行细磨,以提高煤的可燃性和可气化性。
然后,细磨后的煤炭被送入烘干设备,在高温环境下除去水分,以提高气化效率。
最后,干燥的煤炭进入气化炉进行气化反应,产生合成气。
2.2 合成气净化合成气中含有多种杂质,如硫化氢、一氧化碳和氰化物等。
这些杂质会影响后续甲醇合成反应的催化剂活性,因此需要进行净化处理。
净化过程包括变换反应器、冷却器和吸收塔等单元,通过吸收、吸附和洗涤等操作,使得合成气中的杂质得到去除。
2.3 甲醇合成经过净化处理后的合成气进入甲醇合成反应器,通过催化剂的作用,将一氧化碳和氢气合成甲醇。
甲醇合成反应需要控制温度、压力和催化剂的选择,以提高反应的转化率和甲醇的纯度。
2.4 甲醇精制甲醇合成反应产生的甲醇还含有少量的杂质,如水、醇醚和酸性物质等。
为了获得高纯度的甲醇产品,需要进行精制处理。
甲醇精制过程通常包括精馏塔和萃取塔等设备,通过控制温度和压力,利用甲醇和杂质在不同条件下的挥发性差异实现分离。
3. 设备选型与操作参数3.1 粉磨设备粉磨设备需要具备较高的细磨能力和良好的耐磨性。
常用的粉磨设备有煤磨机和煤粉回旋流磨等。
3.2 烘干设备烘干设备应具有较高的热效率和稳定的工艺指标。
常用的烘干设备有回转窑和流化床干燥器等。
3.3 气化炉气化炉是实现煤气化反应的核心设备,需要具备高效的转化率和稳定的操作性能。
常见的气化炉有固定床气化炉和流化床气化炉等。
3.4 甲醇合成反应器甲醇合成反应器需要选择合适的催化剂,常用的催化剂有铜基和锌基催化剂。
此外,反应器的操作参数包括温度、压力和空速等,需要根据具体情况进行优化。
甲醇精馏工艺流程设计研究方法和手段
甲醇精馏工艺流程设计研究方法和手段1. 引言1.1 概述甲醇精馏工艺是一种常用的分离提纯技术,在化工行业中具有广泛的应用。
随着工艺技术的不断发展和改进,如何合理设计和优化甲醇精馏工艺流程成为了研究的重点之一。
本文旨在探讨甲醇精馏工艺流程设计的研究方法和手段,为实际生产过程中的优化提供指导。
1.2 研究背景甲醇是一种重要的有机化学品,在合成气、石油化工等领域具有广泛应用。
其制备通常需要通过甲醇精馏来实现高纯度产品的获取。
然而,在实际生产过程中,由于原料质量、操作条件等因素的影响,常常会出现产品纯度低、能耗较高等问题。
因此,针对甲醇精馏工艺进行研究和优化显得尤为重要。
1.3 研究意义甲醇精馏工艺流程设计涉及到多个方面,包括实验设计与数据采集方法、数值模拟技术应用以及设备调整和优化策略等。
通过对这些方法和手段的深入研究,可以为实际生产中的甲醇精馏工艺改进提供有效的指导和支持。
同时,本文还将结合具体案例进行分析,探讨不同设计方案的优劣,并提出改进方向。
通过本文的研究,可以为甲醇行业提供更加科学、高效的工艺流程设计方法和手段,并为相关行业的发展带来积极影响。
同时,本文也可为其他类似分离提纯过程的研究提供借鉴和参考价值。
在优化工艺过程中减少能源消耗、提高产品质量是未来发展趋势,因此本文也将对行业未来发展提出一些建议。
以上就是本文“甲醇精馏工艺流程设计研究方法和手段”的引言部分内容介绍。
接下来,将在第二部分对甲醇精馏工艺进行概述, 让读者更好地了解其基本原理与应用背景。
2. 甲醇精馏工艺概述2.1 甲醇精馏工艺流程简介甲醇精馏是一种常用的分离技术,用于从混合物中提取纯净的甲醇。
其基本原理是通过利用不同组分的沸点差异,将混合物中的甲醇蒸发出来,并在冷凝器中重新液化收集。
一般而言,甲醇精制可通过多级塔式或托管式精馏设备完成。
在多级塔式精馏过程中,混合物被逐步加热至不同温度区段,使得各组分按其沸点高低逐级气化并冷凝。
甲醇精馏工艺及其塔器优化设计
甲醇精馏工艺及其塔器优化设计一、本文概述甲醇精馏工艺是化学工业中一项重要的技术,主要用于从原料中分离和提纯甲醇。
随着现代化工的快速发展,对甲醇纯度的要求日益提高,因此,优化甲醇精馏工艺及其塔器设计显得尤为重要。
本文旨在深入探讨甲醇精馏工艺的基本原理、流程设计以及塔器优化的关键技术,以期为提高甲醇生产效率和纯度提供理论支持和实践指导。
本文将首先概述甲醇精馏工艺的基本原理和流程,包括原料预处理、精馏过程以及产品分离等关键步骤。
随后,将重点分析塔器设计的关键因素,如塔型选择、塔径和塔高的确定、填料或塔板的选型等,并对不同设计方案的优缺点进行比较和评价。
在此基础上,本文将探讨塔器优化设计的策略和方法,包括结构优化、热效率提升以及操作条件优化等方面。
通过本文的研究,期望能够为甲醇精馏工艺的改进和塔器设计的优化提供有益的参考和借鉴,推动甲醇生产技术的进步,为化工行业的可持续发展做出贡献。
二、甲醇精馏工艺概述甲醇精馏是甲醇生产过程中的重要环节,主要目的是通过精馏过程将粗甲醇提纯至符合工业或高纯度要求的产品。
甲醇精馏工艺涉及到热力学、流体力学和化学工程等多个领域的知识,是一个复杂而又精细的过程。
甲醇精馏的基本原理是利用甲醇与其他组分的沸点差异,在精馏塔内通过多次部分汽化和部分冷凝,实现不同组分的分离。
在精馏过程中,甲醇和杂质组分在塔内不同高度上达到气液平衡,通过控制操作条件和塔内各段的温度、压力以及回流比等参数,可以实现甲醇与杂质的有效分离。
甲醇精馏塔是精馏过程的核心设备,其设计优劣直接关系到甲醇产品的质量和生产效益。
塔器设计需要考虑多种因素,包括原料组成、产品纯度要求、操作条件、塔型选择、塔板结构、填料类型以及传热传质性能等。
合理的塔器设计可以提高精馏效率,降低能耗和物耗,从而实现生产过程的优化。
随着科学技术的进步和工业生产的需求,甲醇精馏工艺及其塔器优化设计已成为当前研究的热点。
新型塔板、填料以及高效传热传质技术的不断开发和应用,为甲醇精馏工艺的改进和塔器性能的提升提供了有力支持。
Φ800甲醇精馏塔设计
Φ800甲醇精馏塔设计在甲醇生产中,甲醇精馏塔是一个重要的设备,用于将甲醇从原料中分离出来。
本文将对Φ800甲醇精馏塔的设计进行详细说明。
首先,我们需要了解甲醇精馏过程的基本原理。
甲醇精馏过程是在常压下进行的,通过不同馏分的沸点差异来分离甲醇。
在甲醇精馏塔中,原料进入塔底,经过加热和汽化后,将沸点较低的甲醇汽相逐渐冷凝成液相,然后从塔顶蒸出。
同时,在塔中还有一系列的塔板,用于增加接触面积,加快蒸馏过程。
接下来,我们对Φ800甲醇精馏塔的设计进行具体说明。
首先,我们需要确定塔的高度。
塔的高度与分离效果息息相关。
一般来说,塔的高度越高,分离效果越好。
在实际设计中,可以根据甲醇精馏过程的需求来确定塔的高度。
另外,塔的宽度也需要确定,一般来说,塔的宽度越大,分离效果越好。
在Φ800甲醇精馏塔的设计中,塔的高度可以根据经验值进行初步确定。
其次,我们需要确定塔板的数量。
塔板的数量越多,分离效果越好。
在设计中,可以根据甲醇精馏过程的需求及经验值来确定塔板的数量。
另外,塔板的布置也需要考虑。
在Φ800甲醇精馏塔的设计中,可以采用均匀布置的塔板,以提高分离效果。
然后,我们需要确定塔板的尺寸。
塔板的尺寸与甲醇精馏过程的需求及塔的尺寸有关。
在实际设计中,可以根据塔板上液相和汽相的流动速度来确定塔板的尺寸。
同时,还需要考虑气液分布的均匀性,可以采用分散器等设备来改善气液分布情况。
最后,我们需要确定加热方式和冷凝方式。
在Φ800甲醇精馏塔的设计中,可以采用外加热的方式,通过外部加热器对原料进行加热。
同时,可以采用冷凝器对甲醇汽相进行冷凝。
在实际设计中,可以根据加热和冷凝的需求来选择合适的设备。
综上所述,Φ800甲醇精馏塔的设计需要考虑塔的高度、宽度、塔板的数量和尺寸,以及加热和冷凝方式等因素。
在设计过程中,需要根据甲醇精馏过程的需求及经验值来进行合理的确定。
同时,还需要注意安全和运行稳定性等方面的考虑,以保证甲醇精馏塔的正常运行。
年产30万吨甲醇精馏提纯的工段设计毕业设计
毕业设计题目:年产30万吨甲醇精馏提纯的工段设计院(系):化学化工学院专业:化学工程与工艺学号:姓名:指导教师:完成日期:2014.6目录第一章文献综述 (4)1.1 甲醇生产工艺进展及国内发展前景 (4)1.1.1甲醇简介 (4)1.1.2甲醇的用途 (8)1.1.3甲醇的安全性 (9)1.1.4甲醇国内外合成技术现状 (10)1.3影响精馏操作的因素与调节 (12)1.3.1影响精馏操作的主要因素简析 (12)1.3.2精馏塔的产品质量控制和调节 (13)1.4 Aspen Plus工艺流程模拟 (14)第二章物料衡算和能量衡算 (16)2.1操作条件 (16)2.2物料衡算 (16)2.2.1 预塔物料衡算 (17)2.2.2 加压塔的物料衡算 (18)2.2.3 常压塔的物料衡算 (29)2.2.4 回收塔的物料衡算 (37)2.2.5 四塔实际模拟 (45)2.4整个四塔甲醇的回收率 (55)2.5加压塔、常压塔、回收塔采出甲醇的浓度 (55)第三章预精馏塔工艺设计及其附件选型 (55)3.1 设计依据 (55)3.1.1 预精馏塔设计已知条件 (55)3.1.2 塔板工艺条件计算 (56)3.1.3 塔径计算 (57)3.1.4 塔高计算 (58)3.1.5 塔板的工艺尺寸 (60)3.1.6 塔板流体力学验算 (64)3.2 预精馏塔附件选型 (71)3.2.1 管口设计 (71)3.2.2 设备管口表 (73)参考文献 (74)附录 (74)致谢 (75)年产30万吨甲醇精馏提纯的工段设计学生:xxx 指导老师:xxx摘要:本设计是关于甲醇精馏的工段及其预塔设备的设计,文中着重介绍了四塔流程。
按照课程设计任务书上的要求,文中具体内容包括:甲醇及精馏的相关内容;甲醇精馏流程介绍;精馏全流程的物料衡算和能量衡算;Aspen对全流程的模拟及分析以及Radfrac模块中的Tray Sizing对加压、常压、回收塔的尺寸设计;预精馏塔的塔设备计算及塔附件选型等。
甲醇水精馏课程设计
4.3.2 前言在炼油、石油化工、精细化工、食品、医药及环保等部门,塔设备属于使用量大,应用面广的重要单元设备。
塔设备广泛用于蒸馏、吸收、萃取、洗涤、传热等单元操作中。
所以塔设备的研究一直是国内外学者普遍关注的重要课题。
塔设备按其结构形式基本上可分为两类:板式塔和填料塔。
以前,在工业生产中,当处理量大时多用板式塔,处理量小时采用填料塔。
近年来由于填料塔结构的改进,新型的、高负荷填料的开发,既提高了塔的通过能力和分离效能又保持了压降小以性能稳定等特点。
因此填料塔已被推广到大型汽液操作中。
在某些场合还代替了传统的板式塔。
如今,直径几米甚至几十米的大型填料塔在工业上已非罕见。
随着对填料塔的研究和开发,性能优良的填料塔必将大量用于工业生产中。
板式塔为逐级接触式汽液传质设备,它具有结构简单、安装方便、操作弹性大、持液量小等优点。
同时也有投资费用较高、填料易堵塞等缺点。
本设计目的是分离甲醇-水混合液,处理量不大,故选用填料塔。
塔型的选择因素很多。
主要因素有物料性质、操作条件、塔设备的制造安装和维修等。
1 与物性有关的因素①易起泡的物系在板式塔中有较严重的雾沫夹带现象或引起液泛,故选用填料塔为宜。
因为填料不易形成泡沫。
本设计为分离甲醇和水,故选用填料塔。
②对于易腐蚀介质,可选用陶瓷或其他耐腐蚀性材料作填料,对于不腐蚀的介质,则可选金属性质或塑料填料,而本设计分离甲醇和水,腐蚀性小可选用金属填料。
2 与操作条件有关的因素①传质速率受气膜控制的系统,选用填料塔为宜。
因为填料塔层中液相为膜状流、气相湍动,有利于减小气膜阻力。
②难分离物系与产品纯度要求较高,塔板数很多时,可采用高效填料。
③若塔的高度有限制,在某些情况下,选用填料塔可降低塔高,为了节约能耗,故本设计选用填料塔。
④要求塔内持液量、停留时间短、压强小的物系,宜用规整填料。
4.3.3 流程确定和说明1 加料方式加料方式有两种:高位槽加料和泵直接加料。
采用高位槽加料,通过控制液位高度,可以得到稳定的流量和流速。
甲醇精馏设计总结
甲醇精馏设计总结介绍本文档总结了甲醇精馏设计的相关内容。
甲醇精馏是一种常用的分离技术,可用于提纯甲醇以满足特定的质量要求。
本文将对甲醇精馏的工艺流程、设备设计和操作参数进行详细讨论。
工艺流程甲醇精馏的工艺流程通常包括以下几个步骤:1.进料预处理:原料甲醇通过事先的脱色、脱水等处理,以提高进料的纯度和质量。
2.加热:将进料甲醇加热至适当的温度,以使其蒸发。
3.精馏塔:在精馏塔中,甲醇将与其他组分(如水、杂质等)进行分离。
在塔中,通过利用不同组分的沸点差异,通过冷凝和回流等操作,实现组分的分离。
4.冷凝:将蒸汽冷凝成液体,以回收高纯度的甲醇。
5.分离和回收:将分离后的甲醇和其他组分进行进一步的处理,以回收可再利用的物质,同时满足环保要求。
设备设计甲醇精馏的设备设计需要考虑以下几个方面:1.精馏塔设计:精馏塔是甲醇精馏的核心设备。
在塔内,应设置适当的塔板或填料来增大表面积,以便更好地实现液相和气相的接触。
应根据进料的性质和要求,选择合适的塔板和填料材料。
2.加热设备:加热设备通常采用蒸汽加热方式。
应计算加热器的尺寸和传热面积,以确保能够提供足够的热量,并保持适宜的升温速率。
3.冷凝器设计:冷凝器用于将蒸汽冷凝成液体。
应根据进料流量和温度要求选择适当的冷凝器类型,并设计合适的冷凝面积。
4.控制系统:精馏过程需要精确的温度和压力控制。
应设计一个可靠的控制系统,以确保操作参数的稳定性和精度。
操作参数甲醇精馏的操作参数对分离效果至关重要。
以下是一些常见的操作参数:1.温度:温度是影响馏分的重要参数。
应控制好精馏塔内的温度梯度,以确保在不同的塔板上可以实现合适的汽液平衡。
2.压力:压力对甲醇和其他组分的相平衡有直接影响。
应根据进料的性质和要求,调整适当的操作压力。
3.进料流量和回流比:进料流量和回流比是实现有效甲醇分离的关键参数。
应根据进料的纯度和要求,控制好进料流量和回流比,以确保最佳的分离效果。
4.塔板间液位差:塔板间液位差的控制对精馏效果有很大影响。
年产1万吨甲醇精馏工段设计毕业设计论文
甲醇是一种重要的化工原料,广泛运用于化工、医药、农药、涂料、塑料等行业。
为了满足市场需求,提高甲醇的纯度和品质,需要设计并建造一个年产1万吨甲醇精馏工段。
本文将对该工段的设计进行详细探讨。
1.工段流程首先,原料进料,经过预处理后,进入精馏塔。
在精馏塔中,甲醇混合物经过加热、汽化、冷凝等步骤,分离出不同纯度的甲醇产品和副产品。
最后,收集产品,进行质量检验,合格产品用于出售,废物进行处理,以达到环保要求。
2.设备选择在年产1万吨甲醇精馏工段中,需要选择适当的设备来完成不同步骤。
首先,需要选用适当的进料设备,确保原料的稳定供应。
在预处理步骤中,可以使用蒸发器和分离器等设备,对原料进行脱除杂质和浓缩处理,提高甲醇混合物的纯度。
在精馏步骤中,需要选择适当的精馏塔,以实现高效的分离。
常见的精馏塔包括板式塔和填料塔,根据实际情况选择合适的塔板排列和填料材料。
在产品收集步骤中,需要选择合适的容器进行产品的存储和质量检验。
同时,要设计相应的输送系统,将产品输送到下一步骤或外部仓储。
3.过程控制在年产1万吨甲醇精馏工段中,需要进行合适的过程控制,以确保产品的质量和工段的稳定运行。
可以使用自动化控制系统,监测和调节温度、压力、流量等关键参数。
同时,可以安装传感器和仪表,实时监测工段的运行状态。
通过合适的控制策略,可以调节进料流量和温度,调整精馏塔的操作参数,以达到实现预期产品纯度和产量的目标。
4.安全与环保在设计年产1万吨甲醇精馏工段时,安全和环保是非常重要的考虑因素。
可以考虑添加安全阀和保护装置,确保系统在异常情况下能够实现安全停机和排放处理。
同时,要进行废物处理,确保废物不对环境造成污染。
可以建立废物处理系统,包括废物收集、中转和处理步骤,并严格遵守相关的环保法规和标准。
5.经济与能耗在设计年产1万吨甲醇精馏工段时,经济与能耗也必须考虑。
可以考虑优化工段的能源利用,通过热交换和能量回收等方式降低能源消耗。
同时,要对工段进行经济评估,包括设备投资、运行成本和产值等方面,以确保工段的经济可行性。
年产30万吨甲醇精馏设计
设计方案
设 计 步 骤
甲醇ห้องสมุดไป่ตู้馏系统选定之后,对工艺进行计算,对全流 程进行物料衡算、热量衡算。能量衡算需要化工模 拟软件辅助。对常压塔冷却器进行工艺设计和设备 设计。 介绍甲醇精馏原理、工艺(双塔精馏工艺技术法、 三塔精馏工艺技术法、四塔精馏工艺技术)和选 定设计工艺流程技术。
查阅与甲醇相关的中文文献资料,阅读后归纳出结 论,并完成文献综述,其中文献综述包括甲醇的性 质、用途和生产概况
时间进程
1-3 周 设计出符合生产的生产流程图和合理 的关键设备,满足工艺的指标需要; 4-9 周 对该工段进行物料计算,热量衡算, 设备设计与选型,车间布置等符合现实中 安全生产的要求 方案的可行性分析 9-11周 产品的技术经济指标及化工厂污染处 理、排放符合国家环保的要求 12-15周 仔细检查整个工艺设计过程,并且 完成设计论文撰写和修改
年产30万吨甲醇精馏工段的工艺设计
指导教师: 班级:xxx 学生:xxx 学号:xxx
设计的结构和主要内容
1、研究目的和意义
国内外发展情况 2、国内外发展情况
3、设计的目标
设计方案 4、设计方案
5、方案的可行性分析 6、时间进程 7、参考文献
研究目的和意义
甲醇逐步发展成为重要的能源替代品
精甲醇的市场前景很好
减少蒸馏 的热负荷
四塔精馏
采用三个塔精馏+回收塔的工艺流程,预塔的主要目的是除去粗 甲醇中溶解的气体及低沸点组分,加压塔及常压塔的目的是除去 水及高沸点杂质(如异丁基油),同时获得高纯度的优质甲醇产品。 另外,为减少废水排放,增设甲醇回收塔,进一步回收甲醇,减少 废水中的甲醇含量。
设计方案
四塔精馏框图
主要参考文献 [1] 郭树才,胡浩权.煤化工工艺学.北京:化学工业出 版社,2012.8 [2] 宋维端,肖任坚, 房鼎业.甲醇工学[M].北京: 化学 工业出报社,1991. [3] 陈声宗主编.化工设计.北京:化学工业出版社, 2012.6 [4] 孙达军.甲醇四塔精馏建模与变负荷能耗优化研究[ 学位论文].上海:上海交通大学,2012. [5] 马俊睿.国际国内甲醇市场分析与预测[J].油化工技 术经济, 2006(2): 41-47. [6] 李雅静.某厂煤制甲醇低温甲醇洗工艺的模拟与改造 [学位论文].大连:大连理工大学,2013.
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#目录设计任务书(委托书) (2)前言 (3)工艺流程图 (4)主机(精馏塔)的设计和计算 (5)1、平衡关系图 (5)2、R min,R的选取及N的确定 (7)3、物料衡算 (8):4、塔型的选择及依据 (11)5、塔径D,塔高Z及压降△P的计算 (12)6、计算结果列表 (15)辅机(辅助设备)的选型计算 (16)1、储槽 (原料液储槽) 的选型计算 (16)2、换热器的选型计算 (17)3、泵的选型计算 (19)4、流量计,温度计,压力计的选择 (21),5、接管的选择 (21)设备一览表 (23)选用符号说明 (24)参考文献 (25)后记 (25)前言甲醇俗称木醇,是最简单的饱和脂肪族醇类的代表。
分子式为CH3OH,分子量。
为有特殊气味的易挥发、易燃烧的液体。
有毒,人饮后能致盲。
比重(20℃),沸点℃,能与水和多数有机溶剂混溶.是多种有机产品的基本原料和重要的溶剂,广泛的运用于有机合成、燃料、医药、涂料和国防等工业。
随着技术的发展和能源结构的改变,甲醇有开辟了许多新的用途,如用于人工合成蛋白,可以单独或与汽油混合作为汽车燃料等。
正在研究开发和工业化中,甲醇化工已成为化学工业中的一个重要的领域。
^甲醇的精馏本设计中就是要将粗甲醇精制成一定纯度的精甲醇以及使排出的废水中甲醇的含量达到预定的要求。
本次委托设计的精馏塔的设计要求如下:年处理量为85000吨,粗甲醇的质量浓度为%,要求出塔是甲醇的质量浓度为%,塔釜排放的废水中甲醇的质量浓度为%。
由于塔顶出塔时甲醇的浓度较高,产品的质量较好,可直接送罐场;而塔釜排出液甲醇的浓度很低,可节省成本(现今甲醇市场价为1100~1300元每吨),提高经济效率,而且符合环保要求,无须再进行处理,可直接排放地沟。
由于出塔的浓度要求较高,塔釜排放的釜液甲醇的含量要低,故所要求的塔分离效率要高,塔板效率也要高,采用填料塔则造价比相同处理量的板式塔更低,操作弹性大,生产能力大,压力降小等优点;且在本项设计中,物料的物性对精馏塔的操作没有影响,料液处理量也不是特别大,总的来说很适合采所以本设计采用填料塔代替传统的板式塔。
总的来说本设计符合设计要求,而且合理正确。
工艺流程图1-原料储槽2-进料泵3-过滤器4-进料预热器 5-甲醇精馏塔 6-回流泵7-塔顶水冷器 8-冷冻液冷凝 9-缓冲槽!a-进料b-直接水蒸气加热c-釜液出料d-出料 e-排空流程说明:流程如图所示由原料储槽储存原料或上一工段送来回收的甲醇液。
料液通过进料泵加压泵出,再经过滤器、进料预热器,打进精馏塔加料板进料。
大部分的塔顶气相由水冷的冷凝器冷凝,含有不凝性气体的小部分产品甲醇通过冷冻剂的冷凝器冷冻成液体,不凝性气体放空。
所有的冷凝液先是存在缓冲槽内,一部分由回流泵打回塔顶作为回流液,另一部分则作为产品输送到罐场。
由于是甲醇-水混合体系,可直接用蒸汽加热,所以没有设计再沸器。
塔釜釜残液甲醇浓度为%(wt%),可直接排放入地沟,无须再进行处理。
主机(精馏塔)的设计计算1、平衡关系图图一为作图求得的全回流下的最小理论板数,图二为图一的部分放大图。
作图求得的最小理论板数为N min=。
图一x W x F x D —图二x W2、R min 、R 的选取及N 的确定@由进料浓度:% 塔顶浓度:% 塔底浓度:%可得 x F = x D = x W = 由于泡点进料,可由图得x q =x F = y q = 故有:9052.02694.06418.06418.09789.0Rmin =--=--=q q q D x y y x对于指定的物系,R Min 只取决于分离要求,这是设计型计算中达到一定分离程度所需回流比的最小值,实际操作回流比应大于最小回流比。
适宜回流比的数值范围为 R=(~)R Min ,因为增大回流比,起初显著降底所需塔板层数,设备费用明显下降。
再增加回流比,虽然塔板层数仍可继续减少,但下降的非常慢。
与此同时,随着回流比的加大,塔内上升蒸气量也随之增加,致使塔径、塔板面积、再沸器、冷凝器等设备尺寸相应增大。
因此,回流比增至某一数值时,设备费用和操作费用同时上升,回流比的采用原则是使设备费用和操作费用的总费用最小。
为此,我们采用简捷法对N(R+1)进行优化处理。
根据吉利兰图计算式X X Y /002743.0591422.0545827.0+-= 式中 1+-=R R R X Min2+-=N N N Y Min 故对R 取不同的数值,有不同的N(R+1)值,列表如下:计算示例:R==×=04534.019957.09052.09957.01=+-=+-=R R R X MinY =54.215795.019.70.5795212=-+⨯=-+=Y N Y N Min 由表中数据可得当R=时,N(R+1)的值最小此时R= N=}图三、图四为作图法求解理论塔板数其中,图三为全视图,图四为图三的部分放大图 作图得,所求的理论塔板数N = 由图三得:加料口为第八块理论板3.物料衡算年处理量:85000吨 年生产时间:7200h x F = x D = x W =进料量F =平均分子量总生产时间年处理量1⨯!246.542)2694.01(182694.03217200105.87=-⨯+⨯⨯⨯=Kmol/h⎪⎩⎪⎨⎧+=+=+=+D R V Wx Dx Fx W D V F W D F )1(00 代入已知量F 、x F 、x D 、x W 及R 可解得: V o =h D=h W=h 图三x W x F x D 图四:、x W4、塔型的选择及依据选择塔型时,必须根据分离物料的性质和负荷,要求精馏过程的压力降、温度以及腐蚀程度等条件而决定的,目前主要有板式塔和填料塔两种。
根据计算,该塔要求分离效率高,应采用填料塔。
填料塔比板式塔具有以下优点:1、生产能力大,单位截面积上,填料塔的生产能力高于板式塔;2、分离效率高,工业填料塔每米理论级大都在2级以上,最多可达10级以上,而常用板式塔,每米最多不超过2级;3、压降小,通常,填料塔的压降为板式塔的1/5;4、持液量小,填料塔,持液量一般小于6%而板式塔高达8%~12%;5、操作弹性大,填料塔的操作弹性决定于塔内件的设计,可根据实际需要确定填料塔的操作弹性,而板式塔的操作弹性受塔板液泛、液沫夹带的限制,一般较小。
该填料塔设计采用散装填料,颗粒体以散装方式堆积塔内,散装填料则选择鲍尔环填料,填料材质为金属。
金属填料通量大,气体阻力小,具有较高抗冲击能力、由计算所得的结果来看,要达到设计要求的分离效果,需要较多的理论板数。
如采用板式塔,其分离效率低,每米理论板数少,塔高较高,压降大,能耗高,金属耗量大,设备造价高,经济效益低。
所以在本次设计中考虑采用填料塔。
这是因为填料塔具有以下优点:生产能力大,分离效率高,压降小,能耗低,操作弹性大,持液量小。
而且在本次设计的甲醇—水体系的物性对精馏塔的操作没有影响,应用填料塔是很适宜的。
*5、塔径D 、塔高Z 及压降△P 的计算⑴填料塔压降△P 的计算安托尼方程为:CT BA LnP s +-= 甲醇的安托尼方程系数:A= B= C=– 水的安托尼方程系数: A= B= C=– 塔顶压力(t D =66℃)P 0A= P 0B = x A = x B =1- x A】故P D = P 0A ×x A + P 0B ×x B=×+×=塔釜的压力(t W =104℃)P 0A = P 0B = x A = x B =1- x A 故P W = P 0A ×x A + P 0B ×x B=×+×=所以得精馏塔压力降△P=P W -P D =、塔径的计算 塔顶各物料的物性:…甲醇:3/753m Kg A =ρ S mPa A ⋅=36.0μ 15.19-⋅=m mN A σ水 :3/96.979m Kg B =ρ S mPa B ⋅=43.0μ 165-⋅=m mN B σ 故∑--⋅⨯=+==13310324.196.979012.0753988.01Kg m m i iL ρρ 得3287.755-⋅=m Kg L ρ17041.3118/012.032/988.01-⋅=+=Kmol Kg M D1915.1324.101910.10515.33915.2734.227041.314.2200=⨯⨯=⨯⨯=P P T T M D D D V ρ29747.1287.75596.9792===ψL O H ρρ∑⋅=⇒-==S mPa Log x Log L i i L3318.04791.3μμμ|因为W L /W V =R/(R+1),所以根据埃克特通用关联图有:02349.0287.7551915.1448.2448.15.05.0=⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫⎝⎛L V V L W W ρρ 填料采用DN50金属鲍尔环,此时166-=Φm f g=1-⋅Kg N 查表得21.02.02=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛ψΦL L V f f g u μρρ 故解得u f =s 因设计的填料塔采用的是散装填料,故取泛点率为故u==×=s在常压下的操作,使得可以用理想状态方程求得V S V S =nRT/P D =(R+1)D ×RT/P D @=+1)×××3600=s故得塔径m m u V D S 19927.0488.314.3698.244==⨯⨯=⨯⨯=π塔釜各物料的物性:甲醇: 3710-⋅=m Kg A ρ S mPa A ⋅=23.0μ 11.15-⋅=m mN A σ 水: 344.955-⋅=m Kg B ρ S mPa B ⋅=28.0μ 12.59-⋅=m mN B σ133100468.144.9559995.07100005.01--⋅⨯=+==∑Kg m m i iL ρρ 故得3274.955-⋅=m Kg L ρ10039.1818/9995.032/0005.01-⋅=+=Kmol Kg M W?6719.0324.101945.11615.37715.2734.220039.184.2200=⨯⨯=⨯⨯=P P T T M W D W V ρ1384.44.9552===ψL O H ρρ∑⋅=⇒-==S mPa Log x Log L i i L 28.055286.3μμμ 由于L W '/V W '=L '/V '=(L+F )/V =(RD+F )/(R+1)D 所以根据埃克特通用关联图有:0551.0274.9556719.0012.149448.2246.542012.149448.15.05.0=⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛L V V L W W ρρ 填料采用DN38金属鲍尔环,此时192-=Φm f g=1-⋅Kg N 查表得:19.02.02=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛ψΦL L V f f g u μρρ 故解得u f =s 《V S =nRT/P W =(R+1)D ×RT/P W=+1)×××3600=取内径D=1m 可解得u f =4×V S /πD 2=s 故泛点率:562.00956.6424.3==fu u⑶、填料层的计算精馏段的等板高度(HETP)1=故精馏段的填料层Z 精=N 精⨯(HETP)1=⨯提馏段的等板高度(HETP)2= 故提馏段的填料层Z 提=N 提⨯(HETP)2=⨯填料层Z=Z 提+Z 精=+=】(4)、压降的校核对精馏段:02349.0287.7551915.1448.2448.15.05.0=⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛L V V L W W ρρ 当u =s 1344.02.02=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛ψΦL L V f f g u μρρ 得△P 精/Z 精=130×m对提馏段:0551.05.0==⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛L V V L W W ρρ当u=s 060.02.02=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛ψΦL L V f f g u μρρ 得△P 提/Z 提=45×m所以得△P ‘=△P 精/Z 精×Z 精+△P 提/Z 提×Z 提#=130××+45××=误差分析%71.1=∆'∆-∆=∆PP P E所得误差小于5%,符合要求。