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1、设计任务书设计（论文）题目：年产40万吨甲醇合成工艺设学院：内门古化工职业学院 专业：应用化工技术 班级：应化09-4班 学生：张琦 指导教师：杨志杰 李秀清 1设计（论文）的主要任务及目标(1) 结合专业知识和工厂实习、分析选定合适的工艺参数。 (2) 进行工艺计算和设备选型能力的训练。 (3) 进行工程图纸设计、绘制能力的训练。2设计（论文）的基本要求和内容(1) 本车间产品特点及工艺流程。 (2) 主要设备物料、热量衡算、结构尺寸计算及辅助设备的选型计算。 (3) 参考资料3主要参考文献1 谢克昌、李忠.甲醇及其衍生物.北京.化学工业出版社.2002.57 2 冯元琦.联醇生产.北京.化
2、学工业出版社.1989.257268. 3 柴诚敬、张国亮。化工流体流动与传热。北京。化学工业出版社。2000.525-5304进度安排设计（论文）各阶段名称起 止 日 期 1收集有关资料20111-01-282010-02-11 2熟悉资料，确定方案2010-02-122010-02-26 3论文写作2010-02-272010-03-19 4绘制设计图纸2010-03-202010-04-03 5准备答辩2010-4-10目录摘要.1第1章 甲醇精馏的工艺原理2第1.1节 基本概念2第1.2节 甲醇精馏工艺3 1.2.1 甲醇精馏工艺原理 31.2.2 主要设备和泵参数 31.2.3膨胀节
3、材料的选用 6第2章 甲醇生产的工艺计算7第2.1节 甲醇生产的物料平衡计算7第2.2 节 生产甲醇所需原料气量92.2.1生产甲醇所需原料气量9第2.3节 联醇生产的热量平衡计算152.3.1甲醇合成塔的热平衡计算152.3.2甲醇水冷器的热量平衡计算18第2.4节 粗甲醇精馏物料及热量计算212.4.1 预塔和主塔的物料平衡计算212.4.2 预塔和主塔的热平衡计算25第3章 精馏塔的设计计算33第3.1节 精馏塔设计的依据及任务333.1.1设计的依据及来源333.1.2设计任务及要求33第3.2节 计算过程343.2.1塔型选择343.2.2操作条件的确定343.2.2.1 操作压力3
4、43.2.2.2进料状态353.2.2.3 加热方式353.2.2.4 热能利用35第3.3节 有关的工艺计算363.3.1 最小回流比及操作回流比的确定363.3.2 塔顶产品产量、釜残液量及加热蒸汽量的计算373.3.3 全凝器冷凝介质的消耗量373.3.4热能利用383.3.5 理论塔板层数的确定383.3.6全塔效率的估算393.3.7 实际塔板数 40第3.4节 精馏塔主题尺寸的计算403.4.1 精馏段与提馏段的体积流量403.4.1.1 精馏段403.4.1.2 提馏段42第3.5节塔径的计算43第3.6节 塔高的计算45第3.7节 塔板结构尺寸的确定463.7.1 塔板尺寸46
5、3.7.2弓形降液管473.7.2.1 堰高473.7.2.2 降液管底隙高度h0473.7.3进口堰高和受液盘473.7.4 浮阀数目及排列473.7.4.1浮阀数目483.7.4.2排列483.7.4.3校核49第3.8节 流体力学验算493.8.1 气体通过浮阀塔板的压力降(单板压降) 493.8.1.1 干板阻力 493.8.1.2板上充气液层阻力493.8.1.3由表面张力引起的阻力50第3.9节 漏液验算50第3.10节 液泛验算50第3.11节 雾沫夹带验算51第3.12节 操作性能负荷图513.12.1雾沫夹带上限线513.12.2液泛线523.12.3 液体负荷上限线523.
6、12.4漏液线523.12.5 液相负荷下限线52第3.13节 操作性能负荷图53第3.14节 各接管尺寸的确定543.14.1 进料管543.14.2釜残液出料管55第3.15节 回流液管55第3.16节 塔顶上升蒸汽管55第3.17节 水蒸汽进口管56第4章 辅助设备的计算及选型57第4.1节 水冷排设计计算58第4.2节 水冷排的设计选型59第4.3节 预塔进料泵的选型60参考文献62附录63致 谢64 年产40万吨甲醇合成工艺设计摘要目前，我国的甲醇市场随着国际市场的原油价格在变化，总体的趋势是走高。随着原油价格的进一步提升，作为有机化工基础原料甲醇的价格还会稳步提高。国内又有一批甲醇
7、项目在筹建。这样，选择最好的工艺利设备，同时选用最合适的操作方法就成为投资者关注的重点。通过查阅资料最后采用中压法在265合成400kt/a的粗甲醇，并应用三塔精馏来对其进行精制。本设计说明书首先概述了甲醇的性质和发展历史，并介绍了我国甲醇工业的发展；对合成和精馏工段进行了物料和热量的工艺计算；对甲醇精馏塔做了详细的设计计算，最后对水冷排和预塔进料泵做了设计计算。在上述工作的基础之上，参考相关的资料和标准对合成工段的设备和管道进行了合理布局；并编制了甲醇合成设备一览表，物料流程图，工艺管道及仪表流程图，设备平面布置图及管道布置图。关键词：设计；工艺；合成；第一章 甲醇精馏的工艺原理第1.1节
8、基本概念精馏是利用不同物质的挥发度不同，将液体混合物进行多次部分气化，同时又把产生的蒸汽多次部分冷凝，使混合物分离到所要求组分的操作过程。 精馏过程在精馏塔中进行，料液由塔的进料口连续加入塔内，塔顶设有冷凝器，将塔顶蒸汽冷凝为液体，冷凝液的一部分回流入塔顶，成为回流液，其余作为馏出液（塔顶产品）连续采出。自加料位置以上部分，上升蒸汽和回流液体之间进行着逆流接触和物质传递。塔底部装有再沸器（蒸馏釜）以加热液体产生蒸汽，蒸气沿塔上升，与下降的液体逆流接触并进行物质传递，塔底连续排出部分液体作为塔底产品。在塔的加料位置以上，上升蒸汽中所含的重组份向液相传递，而回流液中的轻组分向气相传递。如此物质交换
9、的结果，上升蒸汽中轻组份的浓度逐渐提高，只要有足够的相间接触表面和足够的液体回流量，到达塔顶的蒸汽将成为高纯度的轻组分，塔的上半部完成了上升蒸气的精制（除去其中的重组份），因而成为精馏段。在塔的加料口位置以下下降液体中的轻组份被蒸出，重组份被提浓，故称之为提馏段。精馏塔的操作应当掌握三个平衡。1.1.1物料平衡 塔的总进料量（F）塔顶馏出物量（D）塔底排出物量（W）； 某一组分(x)的总进料量（Fxfi）塔顶采出量（Dxdi）+塔底排出量（Wwi） 物料平衡的建立，是衡量精馏塔内操作的稳定程度，它表现在他的能力大小和产品质量的好坏，一般应当根据入料量（F）而适当采取馏出物量（D），保持塔内物料
10、平衡，才能保证精馏塔内操作条件稳定，当塔的物料平衡被破坏时，精馏塔的温度、压力降都会发生大幅度波动，严重时引起液泛、雾沫夹带、传质效率降低等问题，系统不能正常运行。在粗甲醇精馏操作中，维持物料平衡的操作是最频繁的调节手段，操作时还必须同时考虑塔内的热量平衡。1.1.2汽液平衡 汽液平衡影响到甲醇产品的质量和精馏损失等，主要是通过调节精馏塔的操作条件（温度、压力、负荷），来调整塔盘上面气液接触的情况以及塔板间各组分气相分压平衡等来达到经济的效果。汽液平衡是通过在每块板上气液互相接触进行传质和传热而实现的。汽液平衡和物料及热量平衡密切相关，塔内温度、压力、物料量的变化都将直接影响汽液平衡。1.1.3热量平衡 热量平衡是塔设计和操作的重要依据，当精馏塔在正常运行时，塔内的温度
