年產(chǎn)萬噸甲醇精餾工段設計

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1、年產(chǎn)11萬噸甲醇精餾工段設計摘要甲醇作為一種用途廣泛的有機化工產(chǎn)品，醇還能與有機酸、無機酸、氨、苯、一氧化碳、乙炔、金屬鈉、苯胺等作用。即可發(fā)生氧化反應、氨化反應、酯化反應、羰基化反應、鹵化反應等多種化學反應，甲醇生產(chǎn)越來越受到重視。仔細研究工藝設計任務書，明確設計任務后，查閱相關(guān)資料，選擇了甲醇精餾的工藝流程。對工藝流程中的主塔進行工藝計算，即回流比及塔板數(shù)的計算、精餾塔的塔體工藝尺寸計算、塔板的主要工藝尺寸的計算、流體力學驗算、繪制塔板負荷性能圖，最后需要編寫設計說明書，并繪制主塔設備圖。通過物料衡算，得出了主要的物料流量及塔溫；對工藝結(jié)構(gòu)進行設計，實際塔板數(shù)為

2、20塊，每層塔板高度為0.60m，總的塔高數(shù)為19.14m，塔徑為2m；接著進行了流體力學驗算，并繪制了操作性能圖，結(jié)果表明計算符合要求；然后對主要接管和輔助設備根據(jù)要求進行了選擇；其次對設計結(jié)果進行了列表；最后繪制了精餾塔設備圖。通過這次設計，進一步的鞏固了化工原理課程中的相關(guān)知識，且學會了對化工設備的設計，為今后從事化工打下了一定的基礎。關(guān)鍵詞：甲醇；精餾；工藝設計目錄一、緒論31.1甲醇的性質(zhì)及用途21.1.1甲醇的物理性質(zhì)21.1.2甲醇的化學性質(zhì)21.1.3甲醇的用途31.2甲醇的生產(chǎn)方法及工藝流程31.2.1原料來源31.2.2甲醇的生產(chǎn)方法41.2.3

3、工藝流程41.3國內(nèi)外甲醇生產(chǎn)概況101.3.1國外甲醇的生產(chǎn)發(fā)展概況101.3.2國內(nèi)甲醇的生產(chǎn)發(fā)展概況11二、物料衡算142.1設計條件142.2操作條件142.3物料衡算的關(guān)鍵組分142.3.1甲醇的摩爾分數(shù)、、的計算142.3.2原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量152.3.3物料衡算152.4塔板的計算152.4.1塔溫的確定152.4.2適宜回流比的確定152.4.3操作線方程的確定162.4.4理論板數(shù)的確定172.4.5全塔效率182.4.6實際塔板數(shù)192.5精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)192.5.1操作壓力計算192.5.2操作溫度計算202

4、.5.3平均摩爾質(zhì)量計算202.5.4平均密度計算212.5.5液體平均表面張力計算232.5.6液體平均粘度計算242.6精餾段塔體工藝計算252.6.1精餾段塔徑計算252.6.2塔高的確定272.6.3殼體、封頭尺寸的選擇272.6.4塔板形式的選擇282.6.5溢流堰的設計292.6.6塔板上篩孔的布置312.7流體力學驗算332.7.1塔板壓降332.7.2液沫夾帶、漏液、液泛的驗證352.9流體力學驗算422.9.1塔板壓降422.9.2液沫夾帶、漏液、液泛的驗證44三、塔板負荷性能圖473.1精餾段473.2提餾段504塔板結(jié)構(gòu)的確定554.1塔高設計

5、554.2接管設計56項目59數(shù)值與說明59備注59符號說明601緒論甲醇最早由木材干餾而得，故稱“木精”，其化學式為CH3OH。相對分子質(zhì)量為32.04，是一種結(jié)構(gòu)最簡單的飽和一元醇。甲醇取自天然氣，是一種碳氫化合物，其本身是一種酒精，固有酒精氣味。甲醇為無色液體，易燃，爆炸極限6.0%~36.5%（體積）。有毒性，甲醇蒸汽與眼接觸可引起失明，飲用亦可致盲。常溫常壓下，純甲醇是一種無色、中性、極性、易揮發(fā)、易流動、易燃的有毒液體。它可以與水、乙醇、酯、乙醚、苯、酮、鹵代烴和大多數(shù)其他有機溶劑混合，只輕微地溶于脂肪和油。甲醇作為一種用途廣泛的有機化工產(chǎn)品，同時也是一

6、種重要的基本有機化工原料。隨著國名經(jīng)濟的發(fā)展，甲醇的生產(chǎn)也促進了化學工業(yè)的發(fā)展。1.1甲醇的性質(zhì)及用途1.1.1甲醇的物理性質(zhì)甲醇是最簡單的飽和一元醇，化學式為：CH3OH，在常溫常壓下，單質(zhì)甲醇是無色、易發(fā)輝、有酒精氣味的有毒液體。能與水、醇類、乙醚、苯、酯類、鹵代烴和許多其他有機溶劑互溶，但是不與脂肪烴類化合物混溶。它相關(guān)的部分物理性質(zhì)如表1-1。表1-1甲醇的部分物理性質(zhì)項目數(shù)值項目數(shù)值液體密度kg/m3(20℃)804.8熔點/℃-97.5氣體密度kg/m3(100℃)3.984閃點（閉環(huán)）/℃9.4氣體粘度(100℃)12.3沸點/℃64.6液體粘度（20

7、℃）0.580表面張力mN/m(20℃)22.071.1.2甲醇的化學性質(zhì)甲醇分子組成中羥基的堿性極微弱，因此對酚酞和石蕊均顯中性。甲醇能發(fā)生完全氧化反應，生成二氧化碳和水，也能發(fā)生部分氧化生成甲醛，甲醇脫氫也可生成甲醛。此外，甲醇還能與有機酸、無機酸、氨、苯、一氧化碳、乙炔、金屬鈉、苯胺等作用。即可發(fā)生氧化反應、氨化反應、酯化反應、羰基化反應、鹵化反應等多種化學反應。1.1.3甲醇的用途甲醇是很重要的有機化工原料和溶劑，當前，世界上甲醇的生產(chǎn)能力為每年近千萬噸，其中將近30%至40%的甲醇用于生產(chǎn)甲醛。此外，在合成材料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、香料、染料和油漆等工業(yè)中，甲