年产15万吨甲醇工艺设计毕业论文(编辑修改稿)

年产15万吨甲醇工艺设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

g/h 据以上计算列表。 14 表 预塔进料及组成 物料量： kg/h CH3OH H2O NaOH (CH3)2O C4H9OH 合计 粗甲醇 碱液 软水 合计 (2)出料 ：甲醇： kg/h ：粗甲醇含水： kg/h 碱液带水： kg/h 补加软水： kg/h 合计： kg/h ： kg/h ： kg/h 由以上计算列表。 表 预塔出料流量及组成 物料量 CH3OH H2O NaOH (CH3)2O C4H9OH 合计 塔顶 塔底 合计 单位： kg/h 主塔的物料平衡计算 加压塔和常压塔的采出量之比为 2:1，常压塔釜液含甲醇 1%。 (1)进料 加压塔：预后粗甲醇： kg/h 常压塔：  2/3= kg/h (2)出料 15 预精馏塔 加压精馏塔 常压精馏塔 ：塔顶：  2/3= kg/h 塔釜： kg/h ：塔顶：  1/3 99%= kg/h 塔釜：（ ）  1%+++= kg/h 总出料：由以上计算 .得表 甲醇精馏塔物料平衡汇总表：单位： kg/h 表 甲醇精馏塔物料平衡汇总 物料 物料 加压塔顶出料 常压塔顶出料 常压塔釜出料 合计 甲醇 NaOH 水 高沸物 合计 单位： kg/h 根椐计算结果可画出粗甲精馏物流图，见图。 1．粗甲醇 2．软水 3．碱液 图 粗甲醇精馏物料流程图 16 第四章 甲醇生产的能量平衡计算 合成塔能量计算 ∑Q=∑（ GCmTm） （ 41） G——各组分流量， m3/h。 Cm ——各组分的比热容， kJ/（ ）。 Tm——气体温度， k。 已知：合成塔入塔气为 220 ℃ ，出塔气为 250 ℃ ，热损失以 5%计，壳层走 4MPa 的沸水 . 查《化工工艺设计手册》得， 4 MPa 下水的气化潜热为 kmol/kg，即 kJ/kg，密度 kg/m3，水蒸气密度为 kg/m3，温度为 250 ℃ .入塔气热容见 . 表 5MPa， 220℃ 下入塔气除 (CH3OH)热容 组分 CO CO2 H2 N2 Ar CH4 合计 流量 比热 比例 % 100 比热： kJ/（ kmol℃ ） 流量： Nm3 查得 220℃ 时甲醇的焓值为 kJ/kmol，流量为 . 所以： Q 入 = + =+ = 出塔气热容除 (CH3OH)见表 42. 表 5MPa， 250℃ 下出塔气除 (CH3OH)热容 组分 CO CO2 H2 N2 Ar CH4 C4H9OH (CH3)2O H2O 合计 流量 6 8 142266.57 1 8596.1 9 比热 比例 % 100 流量 3Nm ，比热 / (kmol )kJ C。 17 查得 250℃ 时甲醇的焓值为 kJ/kmol，流量为 Nm3. 所以： Q 出 = + =+ = Q 反应 =[  +  +  +  +  ()]  1000= Q 热损失 =(Q 入 ＋ Q 反应 )  5%=(+)  5% (42) = kJ 所以：壳程热水带走热量 Q 传 = Q 入 + Q 反应 Q 出 Q 热 (43) =+ = kJ 又： Q 传 = G 热水 r 热水 (44) 所以： G 热水 = =即时产蒸气 = 常压精馏塔能量衡算 Xf= ( 70 66 .18 71 .37 ) 32( 70 66 .18 71 .37 ) 32 78 40 56 04 .64 18 .02     = (45) 查《化工工艺设计手册》，甲醇露点温度 t=℃  67℃ 操作条件：塔顶 67℃ ，塔釜 105℃ ，进料温度 124℃ ，回流液温度 40℃。 带入热量 表 常压塔各组分入热量 物料 进料 回流液 加热蒸汽 组分 甲醇 水 +碱 甲醇 流量： kg/h 温度： ℃ 124 124 40 比热： kJ/kg℃ 热量 :kg/h Q 加热 18 常压精馏塔 Q 入 =Q 进料 +Q 回流液 +Q 加热 =+++ Q 加热 （ 46） =+ Q 加热 带出热量 表 常压塔物料带出热量 物料 精甲醇 回流液 残液 热损失 组分 甲醇 甲醇 甲醇 水 +碱 流量： kg/h 温度： ℃ 67 67 105 105 比热： kJ/kg℃ 潜热： kJ/kg 热量 :kg/h 5%Q 入 所以 ： Q 出 ＝ ＋ ＋ ＋ ＋ 5%Q 入 =+5%Q 入 因为： Q 出 ＝ Q 入 （ 47） 所以： Q 入 = Q 出 =因水蒸气汽化热为 kJ/kg， 所以需蒸汽 G3 蒸汽 = =常压塔物流温度分布图如下： 甲醇蒸汽 67℃ 40℃ 水 回流甲醇 加压塔底液体 40℃ 30℃ 水 124℃ 甲醇蒸汽 40℃ 115 ℃ 精甲醇 冷凝液 残液 105℃ 甲醇 115℃ 图 常压塔物流图 19 冷却水用量计算 对热流体： Q 入 ＝ Q 产品精甲醇 +Q 回流液 =+=（ 48） Q 出 = Q 精甲醇 (液 )+ Q 回流液 (液 ) （ 49） =+= kJ/h Q 传 = (15%)=所以：冷却水用量 G3 水 = ( 40 30) 1000    t 水 /h 所以：每吨精甲醇消 耗 G， 3 水 = = 水 /t 精甲醇 20 第五章 主要设备的计算和选型 操作条件 条件 (1)精甲醇质量：精甲醇含醇： %(wt) 残液含醇： 1%(wt) (2)操作条件：塔顶压力：  106 Pa 塔底压力：  106 Pa 塔顶温度： 67 ℃ 塔底温度： 105 ℃ 回流液温度： 40 ℃ 进料温度： 124 ℃ 有关物理参数的确定 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 甲醇的摩尔质量 MA= kg kmol ，水的摩尔质量 MB= kg kmol D 0 . 9 9 9 5 3 2 . 0 4 0 . 9 9 90 . 9 9 9 5 3 2 . 0 4 0 . 0 0 0 5 1 8 . 0 2x  W 0 . 0 1 3 2 . 0 4 0 . 0 0 60 . 0 1 3 2 . 0 4 0 . 9 9 1 8 . 0 2x  7 0 6 6 . 1 8 3 2 . 0 4 0 . 4 1 57 0 6 6 . 1 8 3 2 . 0 4 5 6 0 4 6 4 + 2 . 2 7 8 1 8 . 0 2Fx （ . ） 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 FM ＋  kmol DM ＋  kmol WM ＋  kmol 物料衡算 原料液的处理量为 , 1 2 7 5 0 . 2 4 5 3 1 . 6 32 3 . 8 3 8nFq k m o l h 21 总物料衡算： ,F , ,n n D n Wq q q (51) 甲醇 物料衡算 [15]： , , ,qn F F D n D W n Wq x x q x     (52) 联立方程 （ 1）（ 2）解得： ,2 1 8 .9 73 1 2 .6 6nDnWq km ol hq km ol h  物性参数数据的计算 塔顶第一块板有关参数： 气相流量：1, , ,( 1 ) 1 0 7 6 . 8 7n V n D n Fq R q q k m o l h    (53) 液相流量： , 1 , 3 2 6 .2 7 /n L n Dq R q km ol h (54) 计算得塔顶第一块板的气相组成 为 1  ，液相组成为 1  气相平均摩尔质量为 1 0 . 9 9 9 3 2 . 0 4 0 . 0 0 1 1 8 . 0 2 3 2 . 0 3VM k g k m o l     液相平均摩尔质量为 1 0 . 9 9 5 3 2 . 0 4 0 . 0 0 5 1 8 . 0 2 3 1 . 9 7 /LM k m o l k g     气相密度为 11 32 .03 340VV PM k g mRT    (55) 查资料得 67℃ 时，水的密度为 3kgm ，甲醇的密度为 3kgm 则液相密度为 1 39 7 9 . 4 0 . 0 0 5 7 5 2 . 9 0 . 9 9 5 7 5 4 . 0L k g m      由1l g 0 . 0 0 5 l g 0 . 4 3 1 0 . 9 9 5 g 0 . 3 1 8L L  (56) 可计算出液体的黏度为1 mPa s  同理，进料。