年产万吨煤制甲醇精馏塔工艺设计论文

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1、中文题目：年产58万吨煤制甲醇精馏塔工艺设计毕业设计共82页图纸共3张完成日期：17年4月28日答辩日期：17年5月12日摘要甲醇是化工行业中重要的有机产品，是多种有机产品的基本原料和重要溶剂。在甲醇合成工业生产过程中，粗甲醇的精制是产品质量的重要工序，是通过精馏操作对粗甲醇提纯。煤制甲醇精馏采用三塔精馏方式，从而增加了能量的利用率。本文采用德国Lurgi公司开发的低压合成法，以煤为原料，进行年产58万吨的甲醇生产工艺设计，包括原料气的制备，合成工艺的设计以及粗产品精制设计。三塔精馏分为预精馏塔、加压精馏塔和常压精馏塔，加压塔处理67%物料，常压塔处理33%物料，从而达到精制

2、甲醇。本设计对合成工段、预精馏塔、加压塔和常压塔进行物料衡算，得到物料平衡数据，并对加压塔和常压塔进行进行热量衡算，得到热量平衡数据。对加压塔和常压塔的塔高及塔径进行了计算，对常压塔的塔板进行了流体力学验算，并对常压塔的结构进行了设计。绘制了常压精馏塔设备图、甲醇精制工段的工艺流程图和厂房布置图。关键词：甲醇精制；三塔精馏；工艺设计；结构设计目录1前言11.1甲醇的性质11.2甲醇的用途11.3设计的意义21.4甲醇的生产工艺21.5粗甲醇的精制原理31.5.1粗甲醇的组成31.5.2粗甲醇中杂质的分类41.5.3精甲醇的质量标准41.6甲醇精制工艺流程62甲醇合成催化剂及合

3、成工艺选择72.1催化剂选择72.2反应温度72.3反应压力82.4气体组成82.5空速93生产工艺的确定103.1煤的选用103.2气化工艺103.3原料气的变换113.4脱硫脱碳工艺133.5合成工艺流程153.6精馏方案选择164物料衡算174.1合成过程的反应方程174.2合成塔物料衡算174.3合成反应中各气体消耗和生产量194.4新鲜气和驰放气量的确定204.5循环气气量的确定214.6入塔气和出塔气组成224.7甲醇分离器出口气体组成244.8贮罐气组成255热量衡算265.1合成塔热量衡算相关计算式265.1.1合成塔入塔热量计算265.1.2合成塔的反应热2

4、75.1.3合成塔出塔热量计算285.2合成塔热量损失285.3蒸汽吸收的热量295.4合成气换热器的热量衡算295.4.1合成气入换热器的热量295.4.2合成气出换热器的热量305.5换热器的热量衡算305.5.1入换热器的出合成塔气热量305.5.2出换热器的出合成塔气热量305.6水冷器的热量衡算305.6.1入水冷器的热量305.6.2出水冷器的热量315.6.3冷却水的用量315.7甲醇分离器的热量衡算326合成工段的设备选型和设计336.1催化剂的使用量336.2合成塔的设计336.2.1换热面积的确定336.2.2换热管数的确定336.2.3合成塔直径346.

5、2.4合成塔的壁厚设计346.2.5壳体设计液压强度校核346.2.6合成塔封头设计356.2.7折流板和管板的选择及设计356.2.8支座366.3合成气进塔换热器的选型366.4水冷器的选型396.5汽包的选型406.6加热器的选型416.7分离器的设计416.8合成气压缩机选型426.9出塔气离心泵427甲醇精馏工段的设计437.1预精馏塔的设计437.1.1进料组成437.1.2加碱量的计算437.1.3清晰分割法取出二甲醚447.1.4预精馏塔塔釜温度计算457.1.5理论板数的计算467.2加压精馏塔设计467.2.1清晰分割法分离物系467.2.2塔顶、进料、塔

6、釜温度计算477.2.3回流比及理论板数计算497.3加压精馏塔工艺尺寸设计507.3.1平均摩尔质量、密度、表面张力计算507.3.2精馏段塔径设计517.3.3提馏段塔径设计527.3.4塔板工艺尺寸计算537.3.5热量衡算557.4常压精馏塔设计587.4.1清晰分割法分离物系587.4.2塔顶、进料、塔釜温度计算597.4.3回流比及理论板数计算607.5常压精馏塔工艺尺寸设计617.5.1平均摩尔质量、密度、表面张力计算617.5.2精馏段塔径设计637.5.3提馏段塔径设计647.5.4精馏段塔板工艺尺寸计算647.5.5精馏段塔板负荷性能图677.5.6提馏段

7、塔板工艺尺寸计算697.5.7提馏段塔板负荷性能图727.6热量衡算75致谢78参考文献79符号说明801前言1.1甲醇的性质表1-1甲醇的性质序号项目单位数值1沸点℃64.5~64.72凝固点℃-97~-97.83闪点℃12（闭口）~16（开口）4自燃点℃473（空气中）~461（氧气中）5蒸汽压力（20℃）Pa118256临界压力MPa7.957临界温度℃2408燃烧热（25℃液体）KJ/mol726.559蒸发潜热（64.7℃）KJ/mol35.310液体热容（20~25℃）KJ/mol•℃2.5