40万吨煤制甲醇精馏实用工艺设计

能源职业技术学院课程设计40万吨煤制甲醇精馏工艺设计

学生：

指导老师：秉昌

专业：应用化工技术

系部：地质测量系

摘要

甲醇是煤化工中非常重要的有机产品，在甲醇合成工业生产过程中，粗甲醇的精制不仅是决定甲醇产品质量的重要工序，而且也是影响甲醇生产成本的关键因素之一。换热器是化工生产中重要的通用热工设备之一，管壳式换热器以其结构简单、牢固、操作弹性大等特点被广泛应用于工业生产中。

本文的研究对象是四塔甲醇精馏工艺，与传统工艺相比新工艺能够节约能量，节约软水；但是同时新工艺增加了系统的藕合程度，加强了塔之间的关联性，提高了系统对于进料波动的响应的复杂性，给控制带来了很大的难题。为了能够实现新工艺的工业应用，对新工艺进行详细的研究。

关键词：甲醇精馏，Aspen Plus模拟，换热器计算，设备选型

目录

摘要 ............................................................ II 前言 ............................................................. V 第一章文献综述 ............................................... - 6 -

1.1研究背景 ................................................ - 6 -

1.1.1课题的提出 ............................................ - 6 -

1.1.2研究目标........................................... - 6 -

1.2 甲醇的简介.............................................. - 6 -

1.3 甲醇精馏流程发展........................................ - 7 -

1.3.1 工艺流程概述 ...................................... - 7 -

1.3.2 典型的工艺流程 .................................... - 7 -

1.3.3 影响精馏操作的因素与调节 ......................... - 10 - 第二章甲醇精馏工段物料衡算 ................................... - 11 -

2.1 甲醇精馏原理........................................... - 11 -

2.1.1 预精馏塔的作用 ................................... - 11 -

2.1.2 加碱对甲醇精馏的改善 ............................. - 11 -

2.1.3 萃取精馏在甲醇精馏中的应用 ....................... - 12 -

2.1.4 回流比的选择 ..................................... - 12 -

2.2 四塔精馏工段工艺的物料衡算............................. - 12 -

2.2.1 甲醇精馏工段物料衡算任务 ......................... - 12 -

2.2.2 甲醇精馏工段物料衡算计算原理[18] ................... - 13 -

2.2.3 甲醇精馏工段物料衡算 ............................. - 13 - 第三章常压塔冷却器的设计 ..................................... - 18 -

3.1确定设计方案 ........................................... - 18 -

3.2确定物性数据[18] ......................................... - 18 -

3.2.1计算总传热系数.................................... - 18 -

3.2.2 工艺结构尺寸 ..................................... - 19 -

3.2.3折流板............................................ - 20 -

3.2.4接管.............................................. - 21 -

3.3换热器核算 ............................................. - 21 -

3.4 确定折流挡板形状和尺寸................................. - 25 -

3.5 波形膨胀节............................................. - 25 -

3.6 设备主要附件的选择[17].................................. - 25 -

3.6.1 接管及法兰的选型 ................................ - 25 -

3.6.2 左管板的选型 .................................... - 27 -

3.6.3 换热管的选择 .................................... - 28 -

3.6.4 左管箱短节的选择 ................................. - 28 -

3.6.5 左管箱封头的选择 ................................ - 28 -

3.6.6 左管箱隔板的选择 ................................ - 29 -

3.6.7 左管箱法兰和密封垫片的选型 ...................... - 29 -

3.6.8 右管板 .......................................... - 29 -

3.6.9 右管箱设计 ..................................... - 29 -

3.6.10 鞍座的选型 ..................................... - 30 -

3.7 设计结果一览表........................................ - 30 - 第四章结论 ................................................... - 30 - 参考文献 ...................................................... - 31 - 致谢 ........................................................ - 33 -