年产6万吨甲醇精馏工艺设计课件.docVIP

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 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 32 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。 符号说明 P 压力kPa Q 热量kJ/h G 冷却水量t/t Xf 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 Rm 最小回流比 Pa.s 物料的粘度Pa.s，物料的平均粘度Pa.s E0 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/h V 气相负荷kmol/h σ 表面张力N/m ρ 液相密度kg/m3 HT 板间距m HL 板上清液层高度m C 气体负荷因子 u 空塔速度m/s R 气体常数J/mol.K或atm.m3/kmol.K T 温度K Z 塔的有效高度 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/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，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x1x2x3x4……。虽然原料液不断向A加入，但由于甲醇的不断蒸发，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。 y4 D y4