产6万吨甲醇精馏工艺设计

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1、年产6万吨甲醇精馏工艺设计摘要《6万吨甲醇精馏设计》是为大型合成氨厂联产甲醇而设计的，对精馏的原理、方法进行了介绍，在对甲醇精馏的工艺路线、流程进行分析、调研的基础上选择了6万吨甲醇精馏设计，并对甲醇精馏系统进行了物料平衡和热量平衡的计算，并对精馏塔进行了设计，提出了相应的配套设施。关键词：联醇；精馏；萃取32目录前言1符号说明2第1章设计简介3第1.1节设计要求3第1.2节甲醇精馏的原理与方法3第1.3节主要技术路线5第2章方案和工艺流程的评定7第2.1节双塔流程的特点7第2.2节工艺说明7第2.3节主要设备选型10第3章设计

2、计算书11第3.1节给定数据11第3.2节物料和热量衡算11第3.3节精馏塔的设计23结论30参考文献31致谢3232前言本文详细论述了6万吨甲醇精馏设计，利用合成氨生产中有害气体（CO、CO2）和H2，采用铜基催化剂，在5.0-15.0MPa压力下生产甲醇。国内联醇工艺存在规模小，绝大部分为30kt/a以下小厂，没有规模效应；技术路线单一，能耗较大（国外先进联醇装置能耗30GJ/t左右，我国联醇装置能耗一般在50GJ/t以上）；国外联醇装置一般规模均在60kt/a以上，托普索的联醇装置80kt/a，而我国大部分是10kt/a的

3、小厂，经济技术指标落后，所以需在合成氨改造的同时，改造联醇装置，串联式联醇装置一般宜扩大到60-80kt/a为宜。通过物料衡算、热量衡算、主要设备工艺，得出所选脱醚塔和甲醇水精馏塔等主要设备的技术参数和设备尺寸，并且证明所得技术参数及设备尺寸均能满足年产6万吨甲醇的设计要求，各项消耗也在消耗控制指标范围内。所以本文对年产6万吨甲醇的精馏工艺设计是比较合理和科学的。32符号说明P压力kPaQ热量kJ/hG冷却水量t/tXf进料中甲醇的摩尔分数Xd精甲醇中甲醇的摩尔分数Xw残液中甲醇的摩尔分数Nm最小理论塔板数a相对挥发度R回流比R

4、m最小回流比Pa.s物料的粘度Pa.s，物料的平均粘度Pa.sE0全塔效率NT理论塔板数(不包括再沸器)NP实际塔板数L液相负荷kmol/hV气相负荷kmol/hσ表面张力N/mρ液相密度kg/m3HT板间距mHL板上清液层高度mC气体负荷因子u空塔速度m/sR气体常数J/mol.K或atm.m3/kmol.KT温度KZ塔的有效高度32第1章设计简介第1.1节设计要求合成氨联产甲醇是利用合成氨生产中有害气体（CO、CO2）和H2，采用铜基催化剂，在5.0-15.0MPa压力下生产甲醇。国内联醇工艺存在规模小，绝大部分为30kt/

5、a以下小厂，没有规模效应；技术路线单一，能耗较大（国外先进联醇装置能耗30GJ/t左右，我国联醇装置能耗一般在50GJ/t以上）；国外联醇装置一般规模均在60kt/a以上，托普索的联醇装置80kt/a，而我国大部分是10kt/a的小厂，经济技术指标落后，所以需在合成氨改造的同时，改造联醇装置，串联式联醇装置一般宜扩大到60-80kt/a为宜。第1.2节甲醇精馏的原理与方法为了得到纯甲醇，利用甲醇与各杂质之间各种物理性质上的差异，将杂质分开，在甲醇精制时，通常用精馏与萃取等方法。1.2.1精馏原理利用混合物中各组分挥发能力的差异，

6、通过液相和气相的回流，使气、液两相逆向多级接触，在热能驱动和相平衡关系的约束下，使得易挥发组分（轻组分）不断从液相往气相中转移，而难挥发组分却由气相向液相中迁移，使混合物得到不断分离，称该过程为精馏。该过程中，传热、传质过程同时进行，属传质过程控制。1.2.2精馏的方法在实际生产中如何体现精馏操作，试用图1-1a的装置形式来说明。原料液加入容器A，并在容器内加热使之沸腾，液相组成x1，部分气化成气相y1，y1进入容器B并使部分气化成y2，这样液相中的甲醇浓度x1

7、，蒸汽组成y始终大于x，液相中的甲醇组份越来越少，致使操作不能持久继续下去。32y4Dy4y3DCCy3y2x4Cy2x3x3y1BB原料液y1原料液x2蒸汽x2A蒸汽Ax1x1(a)(b)图1-1精馏的体现如果将各容器中冷凝的液体引回一部分到前一容器，如图1－1b所示。这样改变操作后由各容器分出的蒸汽所含的易挥发组分量仍然在递增，但就任何一个容器而言，它得自后面一个容器的液体，气中甲醇含量多于他送往前面一个容器的液体中的含量。容器中液体所获得的甲醇含量，则各容器中的液相组成保持不变。这种引回的液体叫做回流液，运用回流液是精馏操

8、作的一个主要特点。根据上述，在A、B、C、D……各容器中，易挥发组分甲醇有x1