年产20万吨甲醇合成工艺设计化工专业毕业设计课程设计

年产20万吨甲醇合成工艺设计化工专业毕业设计课程设计内容摘要：

即： =提馏段： 即： 此即常压塔的泛点率。 3.液相负荷上限　　　液体在降液管中停锱时间不低于5S为停留时间的上限。 由=有：L=则精馏段：Ln(max)== 提馏段：Lm(max)== 4.漏液线对F1重阀，以F0=5为规定气体最小负荷由F0=U0＝5，得U0＝由V=d0NU0=所以：精馏段：Vn(min)== m3/S 提馏段：Vm(min)==5.液相负荷下限取板上液层高度how= m，作为液相负荷下限条件。 L(min)=()3/2精馏段：Ln(min)=()3/2= m3/s提馏段：Lm(min)=()3/2= m3/s 常压塔主要尺寸确定1.壁厚选用20尺钢为塔体材料，由于是常温常压操作，取壁厚Sn=10 mm 2.封头采用标准椭圆封头，材料为20R钢，壁厚与塔体相同，即：Sn=10 mmhi=1000=750 mm，h0=60 mm 3.裙座以Q235A钢为裙座材料，壁厚为10 mm，内径等于塔内径D=2600 mm，高度为3m，裙座与简体的连接采用对焊不校核强度。 4.塔高设计塔釜高取Hb=3 m， m，顶接管高为350 mm，板间距为350 mm，开7个人孔，人孔处板间距为700 mm。 塔高=3000+(750+60)+35350+1200+350+3000+7007 =25510 mm 5.接管设计 ⑴.塔顶甲醇蒸汽出口管由前面计算可知： kg/h，温度75 ℃，则体积流量为：V=== m3/h蒸汽流速，取u=20 m/s则出口管面积S== m2所以：出口管径d1== m即取d1=663 mm ⑵.回流液进口管已知回流液温度为40℃， kg/h查表知:40℃= kg/m3所以：其体积流量V== m3/h取液体流速u= m/s则回流液入口管径d2==== mm即取d2=140 mm ⑶.塔底出料管因塔底含醇1%，可近似为水， MPa，105 ℃ kg/m3， m/s。 则出口管径：d3== m取出口管径d3=90 mm。 ⑷.进料管进料状态为124 ℃， MPa， kg/h， kg/h， kg/m3，即甲醇的密度为：＝＝ m3/h所以：进料体积流量为：V== m3/h进料管流速取为u= m/s，则进料管径： d4== m即取d4=70 mm⑸.再沸器蒸汽入口管由前面计算可知： kg/h，温度为105 ℃。 则体积流量为：V== = m3/h蒸汽流速取u=10 m/s，则入口管积S== m2所以：入口管径d5== m即取d5=853 mm （五）物料恒算合成塔物料平衡计算已知：年产100000吨精甲醇，每年以300个工作日计。 精甲醇中甲醇含量(wt)：%粗甲醇组成(wt)：[Lurgi低压合成工艺]甲醇：%轻组分[以二甲醚(CH3)2O计]：%重组分[以异丁醇C4H9OH计]：%水：%所以：时产精甲醇：Kg/h 时产粗甲醇： Kg/h根据粗甲醇组分，算得各组分的生成量为：甲醇(32)： Kg/h 二甲醚(46)： Kg/h kmol/h Nm3/h异丁醇(74)： Kg/h kmol/h Nm3/h水(18)： Kg/h kmol/h Nm3/h合成甲醇的化学反应为：主反应：CO+2H2CH3OH+ KJ/mol …… ①副反应：2CO+4H2(CH3)2O+H2O+ KJ/mol …… ② CO+3H2CH4+H2O+ KJ/mol …… ③ 4CO+8H2C4H9OH+3H2O+ KJ/mol …… ④ CO2+H2CO+ KJ/mol …… ⑤生产中， Nm3, kmol，故CH4每小时生成量为：= Nm3， kmol/h， Kg/h。 忽略原料气带入份，根据②、③、④得反应⑤生成的水的量为：= kmol/h， kmol/h， Nm3/h。 MPa，40℃时各组分在甲醇中的溶解度列表于表21表21 ，40℃时气体在甲醇中的溶解度组分H2COCO2N2ArCH4溶解度Nm3/t甲醇0Nm3/h0 《甲醇生产技术及进展》据测定：35 ℃时液态甲醇中释放CO、CO g甲醇，假定溶解气全部释放，则甲醇扩散损失为：(++++)= kg/h， Nm3/h。 根据以上计算，则粗甲醇生产消耗量及生产量及组成列表22。 表22 甲醇生产消耗和生成物量及组成消耗方式单位消耗物料量生成物料量合计COH2CO2N2CH4CH3OHC4H9OH(CH3)2OH2O消耗生成①式kmolNm3②式kmolNm3③式kmolNm3④式kmolNm3⑤式kmolNm3气体溶解Nm30扩散损失Nm30合计Nm3消耗组成%(v)生成质量kg生成组成%(wt)100设新鲜气量为G新鲜气,驰放气为新鲜气的9%[1]。 表23　驰放气。