学士学位论文--年产24万吨甲醇水精馏装置.doc

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1、年产24万吨甲醇水精馏装置摘要近年来，在化工生产的过程中，常用的精馏设备是板式塔和精馏塔。为能达到提纯及回收有用组分的目的，通常需要采用精馏借助于多次部分汽化及部分冷凝进行液体混合物的分离的方法。而随着我国国际市场的原油价格不断的变化，甲醇市场的总体呈上升趋势。因此，国内甲醇项目的筹建必须在工艺设备及操作方法进行不断的更新及完善。由于甲醇是C1化工中极为重要的有机产品之一，甲醇在合成工业生产的过程中，影响其成本的关键因素在于粗甲醇的精度，且其精制也是决定甲醇产品质量的重要工序之一。化工生产中最为

2、重要的通用热工设备是换热器，而被广泛应用于工业生产中的换热器是管壳式，其主要的特点在于其结构简单、操作弹性大及牢固等。本文主要的研究对象是四塔甲醇精馏工艺，与传统工艺相比新工艺更能够节约能量及软水。同时也能够加强塔之间的关联性及系统的耦合性，对进料波动的响应复杂性也有一定程度的提高，为其装置的控制带来了一定的难度，因此，为能够更好的在工业生产中应用新工艺、新技术，则对新工艺进行较为详细的研究是非常有必要的。关键词：甲醇，水，精馏塔，工艺设备目录摘要1第一章综述31.1甲醇的简介31.2精馏的含义

3、及原理31.3甲醇精馏流程发展4第二章精馏塔结构及四塔精馏工段工艺的物流衡算82.1精馏塔结构82.1.1填料塔92.1.2板式塔92.2四塔精馏工段工艺的物流衡算102.2.1甲醇精馏工段物料衡算任务102.2.2甲醇精馏工段物料衡算计算原理112.2.3甲醇精馏工段物料衡算11第三章常压塔冷却器的设计113.1确定设计方案113.2确定物性数据113.2.1计算总传热系数123.2.2计算传热面积133.2.3工艺结构尺寸133.2.4折流板153.2.5接管153.3换热器核算153.4确

4、定折流挡板形状和尺寸203.5波形膨胀节21结论22参考文献23第一章综述1.1甲醇的简介在世界基础有机化工原料当中，仅此于乙烯、苯及丙烯当属甲醇。甲醇的生产原料来源丰富，可由天然气、焦炭、煤炭及石脑油等材料组成。目前来说，中国甲醇的生产能力，已能在世界总产能中占据1/4的分量。而且，随着甲醇衍生物不断的发展及广泛应用，对甲醇的需求量将会大量增加。因此，关于甲醇产品质量及降低生产消耗的问题也越来越明显。以下，笔者即对甲醇作较为详细的介绍。纯甲醇是一种易挥发的液体，其主要特征是无色透明略带乙醇气味

5、。甲醇和水相对的密度为0.7915，沸点为65摄氏度，熔点为负97.8摄氏度。甲醇不仅能和水进行任意比的互溶，不会形成共沸物；而且和大部分常用的有机溶液也可以混溶形成恒沸混合物。除此之外，甲醇本身含有剧毒，一旦人误服10ml会导致失明，30ml易导致死亡。所以在空气质量指标中明确规定了空气中允许最高的甲醇蒸汽浓度为0.05mg/h。由于甲醇有以上的物理化学性质特征，因此使它能够成为许多工业部门的宠儿，尤其是其能源结构的变化，顺应了C化学工业的发展，因此，工业生产过程中对甲醇依旧处于研究开发的状态

6、。例如甲醇为工业化生产中的固体燃料转化为液体燃料提供了十分重要的前提条件：通过ZMS-5分子筛催化剂转化为汽油。另外，甲醇能够裂解制烯烃的特征，为石油化工原料的多样化具有划时代的意义。1.2精馏的含义及原理精馏是工业上广泛应用的液体混合物分离操作，指运用回流使液体混合物得到高纯度分离的蒸馏方法。尤其是应用于石油化工、食品冶金等行业。精馏不仅能够将液体混合物进行多次部分的汽化，而且还能够将已产生的蒸汽进行多次的部分冷凝，从而达到混合物分离成为所要求的组分。精馏使液体混合物能够得到完全分离，其绝大部

7、分取决于回流的应用。其中回流中又包括了塔顶高浓度易挥发的组分液体以及塔底高浓度不易挥发的组分蒸汽。两者在返回精馏塔的过程中，由于回流的作用促使其形成了逆流接触的汽液两相，进而分别在精馏塔的两端得到了相应纯粹的单组分产品。其中精馏塔顶回流入塔的液体量与其产品量形成的比例成为回流比，这是精馏操作中较为重要的控制参数，回流比的变化，会对精馏操作的分离效果及能耗产生重要的影响。以下笔者即对精馏的操作原理进行大致的阐述。精馏操作最为简单的方法是采用双组分混合液的分离，其主要的操作是体现在塔内所发生传质、传

8、热的过程。首先，在汽液两相进行热交换的过程中，运用部分汽化所得到的气体混合物中的热量来对部分冷凝所得的液体混合物进行加热；其次，汽液两相在进行热交换的过程中，同时也在进行着质的交换。当温度较低的液体混合物遇到温度较高的汽体混合物时，液体混合物会因为汽体混合物的加热造成部分汽化的现象。其中，汽液两相挥发能力的区别差异较为的明显：低沸点组分比高沸点组分易挥发，直接导致低沸点组分从液相转入气相，且气相中易挥发的组分的浓度得到增加；同理可证，当温度较高的汽体混合物对温度较低的液体混合物进行了加热，而使自