产吨甲醇精馏段工艺毕业设计方案
【精品完整版】年产10万吨甲醇精馏工段工艺设计
**学院
毕业设计设计题目：年产10万吨甲醇精馏工段工艺设计
系别：环境与化学工程系
班级：
姓名：
指导教师：
2011年6月 3 日
唐山学院毕业设计（论文）任务书
环境与化学工程系化学工程与工艺专业班姓名：
毕业设计（论文）时间：2011 年 3 月21 日至2011 年 6 月 3 日
年产10万吨甲醇精馏工段工艺设计
摘要
甲醇作为重要的有机化工原料，对其质量提出了更多更高的要求。
如今了解和熟悉甲醇精制的过程变得越来越普遍。
而通过精馏操作，可以将粗甲醇进行精制。
本设计需要将原料粗甲醇精制到含醇量99.95%的纯度。
根据现代对甲醇精馏工艺设计的了解，甲醇三塔精馏技术以其能耗低、产品质量好的优点领先于其他工艺。
所以本设计以三塔精馏工艺为依据，通过对粗甲醇进行物料衡算、能量衡算，设备选型，以及对主要设备常压塔的工艺尺寸计算，车间布局等完成本次初步设计，对提纯粗甲醇有更深刻的认识。
关键词：甲醇工艺设计三塔精馏常压塔。
产吨甲醇精馏段工艺毕业设计方案
“搞好高中英语词汇教学的行动研究”课题中期研究报告竹箦中学李春玲2011-12一、开题来的研究情况“搞好高中英语词汇教学的行动研究”课题自2010年12月25日审批立项将近一年时间。
这期间我们始终坚持课题研究的五大原则，即动态开放的原则、合作性原则、主体性原则、发展性原则以及求实创新的原则。
以科学、探索、求实的态度对待课题工作，充分发挥课题组成员的聪明智慧，为推动课题研究工作的全面铺开而不懈努力。
主要做了以下几方面的工作：1.进行宣传发动，营造良好的课题氛围10年12月我们成立了由各位英语教师组成的课题研究实验小组，由课题带动老师，使课题研究在全校范围内全面开花，营造浓烈的课题研究氛围。
10年12月课题经市级审批立项后，我们成立了以课题主持人和核心组成员为首的课题研究指导小组，负责课题研究的管理、指导、协调工作，并及时召开由各位教师参加的课题研究动员大会，印发了本课题研究的学习资料，发动一线教师主动参与课题研究工作，从而拉开了课题研究活动的大幕。
2.组织理论学习，提高研究者理论水平学习是教师成长的不竭动力，要想提高研究者的理论水平，必须丰厚研究者的理论积累，所以加强理论学习成为所有参与研究者的自觉行动。
10年12月我们及时上传与课题有关的学习资料，发动广大一线教师参与网上学习与交流研讨，不断提高一线教师参与课题研究的热情，加深 1对课题研究目标、研究内容、课题基本理念的理解，掌握课题研究的基本方法。
3.开展阶段活动，普及课题基本理念10年12月我们制定了开展课题研究活动的活动计划。
活动形式有四种，即①教学研讨②课堂调研③参加优秀课评选④撰写教学反思及专题论文评选。
具体如下：第一阶段：（10年12月-11年3月）教学研讨活动：课题组在第一阶段调研的基础上采取选调与自主报名相结合的形式组织部分教师开设公开课教学开展课题研讨活动提高课题理念的运用水平。
第二阶段：（11年3月-11年9月）课堂调研活动：根据参与课题研究的教师花名册，以教学年级为单位，开展一次全面的课堂教学调研，了解申报教师的课堂词汇教学水平，了解申报教师所带班级的学生发展状况，帮助申报教师进一步加深对课题理念的理解。
年产1万吨甲醇精馏工段设计毕业设计论文
毕业设计（论文）手册课题名称：年产1万吨甲醇—水混合物系精馏工段工艺设计年产1万吨甲醇-水精馏工段工艺设计摘要由于能源危机和化石燃料燃烧带来的环境污染，寻找出环境友好的可再生能源是十分必要的。
甲醇不仅是一种重要的化工有机溶剂，还是一种极具潜力的新型生物燃料。
顺应国家新能源政策，对实现可再生资源的能源化具有重要的意义。
通过翻阅大量的资料，本设计首先确定了提纯工段的设计方案。
针对于当代甲醇精馏工艺，仅对甲醇塔3进行优化设计，对粗甲醇进行进一步精制。
对于塔设备的选择，本设计选择浮阀塔。
在给定相关工艺参数（其中原料液处理量F=43.17kmol/h，进料温度为70℃，要求塔顶产品的甲醇含量不少于99.5%；塔底残液的甲醇含量不大于0.5%）的基础上进行了物料衡算，确定相平衡方程和操作线方程；然后采用逐板计算法计算出了精馏塔的理论塔板数，由此得到实际塔板数32块，总的人孔数为3，塔径D=3.06m，塔高H=21.2m，以及冷凝器、再沸器及离心泵等附属设备的工艺参数，从而对这些设备进行了选型。
最后绘制了相关的工艺流程图及精馏塔设备图。
关键词：甲醇；工艺设计；三塔精馏；常压塔Process design of distillation of methanol-water system with an annual output of 10,000 tonschenbo(Liaoning University of Petroleum & Chemical, Petroleum Institute of Chemical, Biological Engineering 1001, Yingkou, Liaoning, 115000)AbstractBecause of the energy crisis and environmental pollution caused by fossil fuel combustion, it is very f necessary to find out the environmental friendly renewable energy. Methanol is not only an important chemical organic solvent, but also a potential new biofuels. In order to conform to the new national energy policy, it has the vital significance to use the renewable resources as energyAfter reading a lot of data, firstly, the design scheme of distillation section has been established.For contemporary biological methanol distillation process, No.3 of methanol column has especially been chosen to optimize design to refine crude methanol. The float valve tower has been selected as the tower equipment. Based on the related process parameters (including the material liquid handling capacity F=43.17kmol/h, feed temperature 70℃, with requirements for content of methanol in supertower product not less than 99.5%, content of the residual liquid n-butanol in the bottom tower less than 0.5%), the material balance has been done and the phase equilibrium equation and operating line equation have been established. Then using method of step-by-step calculation to calculate the theoretical plate number, the results are the actual number of plate Np=32, the total number of the manhole 3,tower diameter D=3.06, tower height H=21.2 respectively.According to the relevant process parameters, model of the condenser, the reboiler, centrifugal pump and other ancillary equipment has been selected.Finally, the relevant process flow diagrams and diagrams of distillation equipment have been drawn.Key words：Methanol；Process design；Three-tower-distillation；Atmospheric tower目录中文摘要 (1)英文摘要 (1)1文献综述 (1)1.1甲醇的性质 (1)1.1.1 甲醇的物理性质 (1)1.1.2 甲醇的化学性质 (1)1.2 甲醇的用途 (1)1.3 甲醇工业的发展及现状 (2)1.3.1甲醇的消费量 (2)1.3.4 中国甲醇工业发展前景 (5)1.4 甲醇精馏方法的比较 (6)1.4.1 甲醇精馏的概述 (6)1.4.2 甲醇精馏方法 (7)2 精馏工艺流程的设计 (9)2.1 甲醇精馏工艺流程比较 (9)2.1.1 铜基催化剂合成粗甲醇的单塔精馏 (9)2.1.2 铜基催化剂合成粗甲醇的双塔精馏 (9)2.1.3 铜基催化剂合成粗甲醇的三塔精馏 (9)2.2 精馏设备的选择 (11)2.2.1 精馏塔的介绍和选择 (11)2.2.2 其他部分设备的介绍 (14)2.3甲醇三塔精馏的工艺说明 (15)3 工艺计算 (16)3.1 物料衡算 (17)3.1.1 预塔的物料衡算 (17)3.2.2 主塔的物料平衡计算 (18)3.2 能量衡算 (19)3.2.1 预塔的热量衡算 (19)3.2.2 加压塔的热量衡算 (22)3.2.3 常压塔的热量衡算 (23)3.2.4 精馏系统能量结果汇总 (25)4 常压精馏塔设计 (27)4.1 基础数据 (27)4.2 塔板数的计算 (28)4.2.1处理能力 (28)4.2.2最小理论板数Nm (28)4.2.3最小回流比 (29)4.2.4进料位置 (30)4.2.5实际理论板数 (30)4.2.6全塔效率的估算 (30)4.3 精馏段与提馏段的体积流量 (31)4.3.1精馏段 (31)4.3.2提馏段 (32)4.4 塔径计算 (34)4.4.1精馏段 (34)4.4.2提馏段 (35)4.5塔内件设计 (36)4.5.1溢流堰的设计 (36)4.5.2降液管的设计 (37)4.5.3塔板布置及浮阀数目与排列 (38)4.6 塔板流体力学验算 (39)4.6.1汽相通过浮阀塔的压降 (39)4.6.2液泛 (40)4.6.3雾沫夹带 (41)4.7 塔板负荷性能图 (41)4.7.1雾沫夹带线 (41)4.7.2 液泛线 (42)4.7.3 液相负荷上限线 (42)4.7.4 漏液线 (42)4.7.5 液相负荷下限线 (43)4.8 常压塔工艺计算汇总 (43)4.9常压塔主要尺寸确定 (45)4.9.1 塔高设计 (45)4.9.2 接管设计 (45)5结论 (47)参考文献 (49)谢辞.............................................. 错误！未定义书签。
甲醇精馏毕业设计
甲醇精馏毕业设计甲醇精馏毕业设计在化学工程领域，精馏是一项重要的分离技术，广泛应用于石油、化工、制药等行业。
而甲醇精馏作为一种常见的精馏过程，也是化学工程专业学生毕业设计中的常见课题之一。
本文将探讨甲醇精馏毕业设计的相关内容，从原理到实践，为读者提供一些参考和思路。
1. 甲醇精馏的原理甲醇精馏是一种通过不同组分的沸点差异实现分离的过程。
在甲醇精馏过程中，通过加热混合物使其汽化，然后通过冷凝使其液化，从而实现组分的分离。
甲醇精馏通常采用多塔分离塔来实现，其中包括顶塔、底塔和中间塔。
通过在不同塔中设置不同的温度和压力条件，可以实现对甲醇和其他组分的分离。
2. 甲醇精馏过程中的关键参数在进行甲醇精馏毕业设计时，需要考虑一些关键参数，以确保分离过程的效果和经济性。
其中包括塔板数目、进料温度、塔底温度、回流比等。
塔板数目的选择直接影响到分离的效果，过多的塔板会增加设备成本，而过少的塔板会影响分离效果。
进料温度和塔底温度的控制也是关键，过高或过低的温度都会影响到分离效果。
回流比的选择需要综合考虑经济性和分离效果，过高的回流比会增加能耗，而过低的回流比会降低分离效果。
3. 甲醇精馏毕业设计的实践在进行甲醇精馏毕业设计时，学生需要进行一系列的实验和模拟，以验证设计的可行性和优化分离过程。
首先，可以通过实验室的小型精馏设备进行基础实验，确定关键参数的范围和优化条件。
然后，可以使用化工软件进行模拟，通过调整参数和优化设计，得到更加合理的分离方案。
最后，可以进行中试实验，验证设计的可行性和稳定性。
4. 甲醇精馏的应用甲醇精馏在工业生产中有广泛的应用。
甲醇作为一种重要的化工原料，广泛用于合成甲醛、甲乙醇、甲苯等化工产品。
通过甲醇精馏，可以实现对甲醇和其他组分的高效分离，提高产品纯度和质量。
甲醇精馏还可以用于废水处理、石油提炼等领域，具有重要的经济和环保意义。
5. 甲醇精馏毕业设计的挑战和展望甲醇精馏毕业设计虽然是一个常见的课题，但也面临一些挑战。
毕业论文--年40万吨煤制甲醇精馏工艺设计
课程设计40万吨煤制甲醇精馏工艺设计摘要甲醇是煤化工中非常重要的有机产品，在甲醇合成工业生产过程中，粗甲醇的精制不仅是决定甲醇产品质量的重要工序，而且也是影响甲醇生产成本的关键因素之一。
换热器是化工生产中重要的通用热工设备之一，管壳式换热器以其结构简单、牢固、操作弹性大等特点被广泛应用于工业生产中。
本文的研究对象是四塔甲醇精馏工艺，与传统工艺相比新工艺能够节约能量，节约软水；但是同时新工艺增加了系统的藕合程度，加强了塔之间的关联性，提高了系统对于进料波动的响应的复杂性，给控制带来了很大的难题。
为了能够实现新工艺的工业应用，对新工艺进行详细的研究。
关键词：甲醇精馏，Aspen Plus模拟，换热器计算，设备选型目录摘要 (II)前言 (IV)第一章文献综述 ............................................... - 6 -............................................................ - 6 - ............................................................ - 6 - ........................................................ - 6 -1.2 甲醇的简介.............................................. - 6 -1.3 甲醇精馏流程发展........................................ - 7 -1.3.1 工艺流程概述 ...................................... - 7 -1.3.2 典型的工艺流程 .................................... - 7 -1.3.3 影响精馏操作的因素与调节 ......................... - 10 - 第二章甲醇精馏工段物料衡算 ................................... - 11 -2.1 甲醇精馏原理........................................... - 11 -2.1.1 预精馏塔的作用 ................................... - 11 -2.1.2 加碱对甲醇精馏的改善 ............................. - 11 -2.1.3 萃取精馏在甲醇精馏中的应用 ....................... - 12 -2.1.4 回流比的选择 ..................................... - 12 -2.2 四塔精馏工段工艺的物料衡算............................. - 12 -2.2.1 甲醇精馏工段物料衡算任务 ......................... - 12 -2.2.2 甲醇精馏工段物料衡算计算原理[18] ................... - 13 -2.2.3 甲醇精馏工段物料衡算 ............................. - 13 - 第三章常压塔冷却器的设计 ..................................... - 18 - ........................................................... - 18 -[18]......................................................... - 18 -....................................................... - 18 -3.2.2 工艺结构尺寸 ..................................... - 19 -....................................................... - 20 - ....................................................... - 21 - ........................................................... - 21 -3.4 确定折流挡板形状和尺寸................................. - 25 -3.5 波形膨胀节............................................. - 25 -3.6 设备主要附件的选择[17].................................. - 25 -3.6.1 接管及法兰的选型 ................................ - 25 -3.6.2 左管板的选型 .................................... - 27 -3.6.3 换热管的选择 .................................... - 28 -3.6.4 左管箱短节的选择 ................................. - 28 -3.6.5 左管箱封头的选择 ................................ - 28 -3.6.6 左管箱隔板的选择 ................................ - 29 -3.6.7 左管箱法兰和密封垫片的选型 ...................... - 29 -3.6.8 右管板 .......................................... - 29 -3.6.9 右管箱设计 ..................................... - 29 -3.6.10 鞍座的选型 ..................................... - 30 -3.7 设计结果一览表........................................ - 30 -第四章结论 ................................................... - 30 -参考文献 ...................................................... - 31 -致谢 ........................................................ - 33 -前言甲醇是重要的有机基本产品，用途非常广泛。
(完整版)年产5万吨甲醇双塔精馏工艺设计毕业设计
年产5万吨甲醇双塔精馏工艺设计The Two-tower-distillation Process Design of50Kt/a Methanol目录摘要 ....................................................................................................................... Abstract ................................................................................................................引言 .......................................................................................................................第1章综述...................................................................................................1.1 甲醇的性质和用途 ....................................................................................................1.1.1 甲醇的性质..............................................................................................................1.1.2 甲醇的用途..............................................................................................................1.2 甲醇的发展状况 ........................................................................................................1.2.1 甲醇的生产工艺发展 .............................................................................................1.2.2 甲醇市场状况 .........................................................................................................1.2.3 甲醇的发展方向 .....................................................................................................第2章工艺流程...............................................................................................2.1 甲醇精馏工艺的概况 ................................................................................................2.1.1 精馏原理..................................................................................................................2.1.2 甲醇精馏的任务 .....................................................................................................2.1.3 甲醇精馏工艺流程的选择 .....................................................................................2.1.4 甲醇精馏设备的选择 .............................................................................................2.1.5 甲醇精馏操作压强的选择 .....................................................................................2.1.6 甲醇精馏物料进料热状态的选择 .........................................................................2.1.7 甲醇精馏加热方式的选择 .....................................................................................2.2 甲醇双塔工艺流程说明 ............................................................................................第3章工艺计算...............................................................................................3.1 物料衡算.....................................................................................................................3.1.1 预塔物料衡算 .........................................................................................................3.1.2 主塔物料衡算 .........................................................................................................3.2 热量衡算.....................................................................................................................3.2.1 预塔的热量衡算 .....................................................................................................3.2.2 主塔的热量衡算 .....................................................................................................3.2.3 精馏系统能量结果汇总 .........................................................................................第4章精馏塔和接管的设计...........................................................................4.1 设计任务和条件： ....................................................................................................4.2 设计方案的确定 ........................................................................................................4.3 塔板数的确定 ............................................................................................................4.3.1 各点的甲醇摩尔分数 .............................................................................................4.3.2 处理能力..................................................................................................................4.3.4 最小回流比..............................................................................................................4.3.5 理论板数..................................................................................................................4.3.6 进料位置..................................................................................................................4.3.7 全塔效率的估算 .....................................................................................................4.3.8 实际板数..................................................................................................................4.4 精馏塔的工艺条件及有关物性数据 ........................................................................4.4.1 操作压力及温度 .....................................................................................................4.4.2 平均摩尔质量的计算 .............................................................................................4.4.3 平均密度及体积流量的计算 .................................................................................4.4.4 平均粘度的计算 .....................................................................................................4.4.5 平均表面张力的计算 .............................................................................................4.5 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 ....................................................................................4.5.1 塔径计算..................................................................................................................4.5.2 塔总体高度计算 .....................................................................................................4.5.3 塔体壁厚计算 .........................................................................................................4.6 塔板主要工艺尺寸的计算 ........................................................................................4.6.1 溢流装置的计算 .....................................................................................................4.6.2 塔板布置及浮阀数目与排列 .................................................................................4.7 塔板流体力学验算 ....................................................................................................4.7.1 汽相通过浮阀塔的压降 .........................................................................................4.7.2 淹塔..........................................................................................................................4.7.3 雾沫夹带..................................................................................................................4.8 塔板负荷性能图 ........................................................................................................4.8.1 雾沫夹带线..............................................................................................................4.8.3 液相负荷上限线 .....................................................................................................4.8.4 漏液线......................................................................................................................4.8.5 液相负荷下限线 .....................................................................................................4.9 接管计算.....................................................................................................................4.9.1 进料管......................................................................................................................4.9.2 回流管......................................................................................................................4.9.3 塔底出料管..............................................................................................................4.9.4 塔顶蒸汽出料管 .....................................................................................................4.9.5 塔底蒸汽进气管 .....................................................................................................4.9.6 浮阀塔设计计算结果总表 .....................................................................................结论 .......................................................................................................................致谢 ......................................................................................... 错误！未定义书签参考文献 ...............................................................................................................附录 (48)年产5万吨甲醇双塔精馏工艺设计摘要：甲醇是无色、透明、高度挥发、易燃的液体，略有酒精气味，分子式为CH3OH。
年产40万吨甲醇精馏工艺设计
毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目：年产40万吨甲醇精馏工艺设计学院：专业：班级：晋艺学生：指导教师：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.2002.5～7[2] 冯元琦.联醇生产.北京.化学工业出版社.1989.257～268.[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 2010-01-28~2010-02-112 熟悉资料，确定方案 2010-02-12~2010-02-263 论文写作 2010-02-27~2010-03-194 绘制设计图纸 2010-03-20~2010-04-035 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 31.2.1 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 343.2.2.2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 37 3.3.3 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 463.7.2弓形降液管 473.7.2.1 堰高 473.7.2.2 降液管底隙高度h0 473.7.3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) 49 3.8.1.1 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 51 3.12.1雾沫夹带上限线 513.12.2液泛线 523.12.3 液体负荷上限线 523.12.4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 54 3.14.1 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40万吨甲醇精馏工艺设计摘要目前，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。
本科毕业设计年产10000吨甲醇车间精馏工段初步设计说明
年产10000吨甲醇车间精馏工段初步设计目录中文摘要 (3)外文摘要 (4)1. 总论 (5)1. 1 概况………………………………………………………………………51. 1. 1 甲醇生产的意义与作用………………………………………………51. 1. 2 甲醇产品的性质和特点………………………………………………51. 2甲醇的发展现状 (5)1. 2. 1国甲醇生产分析 (5)1. 2. 2国甲醇供需情况 (6)1. 2. 3甲醇市场展望 (6)1. 3 甲醇的生产与精馏 (7)1. 3. 1 甲醇的生产方法………………………………………………………71 .3.2 甲醇车间精馏工段工艺流程设计……………………………………71. 3. 3 设计依据和生产规模…………………………………………………81. 4 厂址选择 (8)1. 4. 1 厂址选择的重要性 (8)1. 4. 2 厂址选择的原则………………………………………………………81. 5 原料与产品规格 (9)1. 5. 1 主要原料规格与技术指标 (9)1. 5. 2 产品规格 (9)2. 工艺设计与计算 (11)2. 1 工艺原理 (11)2. 2 工艺路线的选择 (11)2. 3 工艺流程简述 (11)2. 4 物料衡算 (13)2. 4. 1 物料衡算的意义和作用 (13)2. 4. 2 物料衡算的方法和步骤 (13)2. 4. 3 物料衡算 (13)2. 5 热量衡算……………………………………………………………………1 52. 5. 1 热量衡算的意义与作用 (16)2. 5. 2 热量衡算与所需媒质的量 (16)2. 5. 3 热量衡算 (16)3. 设备选型 (21)3. 1 选型原则 (21)3. 1. 1 技术性评价原则 (21)3. 1. 2 经济性评价原则 (22)3. 2 关键设备选择 (22)3. 2. 1 塔的设计 (22)3. 2. 2 塔的高度和直径计算 (23)3. 2. 3 塔壁厚计算 (25)3. 2. 4 换热器的计算 (26)3. 3 泵的选型 (26)结束语 (28)参考文献 (39)致 (30)年产10000吨甲醇车间精馏工段初步设计摘要：此设计为年产10000吨甲醇车间精馏工段初步设计。
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中国矿业大学银川学院本科毕业设计< 2018 届）题目年产15万吨甲醇制乙烯精馏工段工艺设计系别化学工程系专业化学工程与工艺年级 2018级学生姓名刘雅慧指导教师信振洋2018年4月 10日1.设计年产15万吨甲醇精馏段，年开车时间7920小时，工艺采用以煤制气为原料合成粗甲醇，经预精馏塔、加压精馏塔和常压精馏塔分离后得到精甲醇的新节能型三塔工艺流程开发的2.计算条件：①原料气组成②精甲醇收集：99.6%③废水中甲醇含量：50ppm3.设计要求：①编写计算说明书，其中包括综述，工艺路线选择，物料衡算与工艺计算，主要塔设备计算，热量衡算等。
②图纸<3张）：甲醇精馏段带控制点工艺流程图，平面布置图，工段主要物料管道图，精馏塔图，主要设备图等③说明书可以电脑打字，图纸均为CAD绘图摘要甲醇是一种极重要的有机化工原料，最早由木材和木质素干馏制得，故俗称木醇，是最简单的饱和脂肪组醇类的代表物，是碳一化学的基础产品。
无色、透明、高度挥发、易燃液体、略有酒精味，分子式C-H4-O。
甲醇工业的迅速发展，是由于甲醇是多种有机产品的基本原料和重要溶剂，广泛用于有机合成、染料、医药、涂料和国防等工业。
由甲醇转化为汽油方法的研究成果，从而开辟了由煤转化为汽车燃料的途径。
近年来，随着甲醇下属产品的开发，特别是甲醇燃料的推广应用，甲醇的需求大幅度上升。
为了满足经济发展对甲醇的需求，开展了此3000t/a的甲醇工程。
设计的主要内容是进行物料衡算，塔设备简捷法计算、热量衡算、换热器计算等工艺计算。
本设计本着符合国情、技术先进和易得、经济、环保的原则，采用煤炭为原料；利用GSP气化工艺造气；NHD净化工艺净化合成气体；低压下利用列管均温合成塔合成甲醇；三塔精馏工艺精制甲醇；此外严格控制三废的排放，充分利用废热，降低能耗，保证人员安全与卫生。
关键词：甲醇。
精馏。
物料衡算；热量衡算1.1.1甲醇的性质和用途甲醇性质甲醇<Methanol，Methylalcohol）又名木醇，木酒精，甲基氢氧化物，是一种最简单的饱和醇。
化学分子式为CH3OH，结构式如下：H|H--C--OH|H分子结构：C原子以sp3杂化轨道成键，0原子以sp3杂化轨道成键。
分子为极性分子。
最早从木材干馏得到故又称木醇或木精。
甲醇是无色有酒精气味易挥发的液体。
熔点-93.9℃、沸点64.7℃、密度0.7914克/厘M3<20℃）、能溶于水和许多有机溶剂。
甲醇有毒，误饮5～10毫升能双目失明，大量饮用会导致死亡。
禁酒的国家，把甲醇掺入酒精中成变性酒精，使其不能饮用。
甲醇易燃，其蒸气与空气能形成爆炸混合物，甲醇完全燃烧生成二氧化碳和水蒸气，同时放出热量：2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O。
工业上用一氧化碳和氢气的混合气<合成气）在一定的条件下制备甲醇：甲醇可用做溶剂和燃料，也是一种化工原料，主要用于生产甲醛<HCHO）：工业酒精里含有甲醇，但是工业酒精的主要成分还是乙醇。
甲醇有较强的毒性，对人体的神经系统和血液系统影响最大，它经消化道、呼吸道或皮肤摄入都会产生毒性反应，甲醇蒸气能损害人的呼吸道粘膜和视力。
急性中毒症状有：头疼、恶心、胃痛、疲倦、视力模糊以至失明，继而呼吸困难，最终导致呼吸中枢麻痹而死亡。
慢性中毒反应为：眩晕、昏睡、头痛、耳鸣、现力减退、消化障碍。
甲醇摄入量超过4克就会出现中毒反应，误服一小杯超过10克就能造成双目失明，饮入量大造成死亡。
致死量为30毫升以上，甲醇在体内不易排出,会发生蓄积，在体内氧化生成甲醛和甲酸也都有毒性。
在甲醇生产工厂，中国有关部门规定，空气中允许甲醇浓度为5mg/m3，在有甲醇气的现场工作须戴防毒面具，废水要处理后才能排放，允许含量小于200mg／L甲醇的中毒机理是，甲醇经人体代谢产生甲醛和甲酸<俗称蚁酸），然后对人体产生伤害。
常见的症状是，先是产生喝醉的感觉，数小时后头痛，恶心，呕吐，以及视线模糊。
严重者会失明，乃至丧命。
失明的原因是，甲醇的代谢产物甲酸会累积在眼睛部位，破坏视觉神经细胞。
脑神经也会受到破坏，产生永久性损害。
甲酸进入血液后，会使组织酸性越来越强，损害肾脏导致肾衰竭。
甲醇中毒，通常可以用乙醇解毒法。
其原理是，甲醇本身无毒，而代谢产物有毒，因此可以通过抑制代谢的方法来解毒。
甲醇和乙醇在人体的代谢都是同一种酶，而这种酶和乙醇更具亲和力。
因此，甲醇中毒者，可以通过饮用烈性酒<酒精度通常在60度以上）的方式来缓解甲醇代谢，进而使之排出体外。
而甲醇已经代谢产生的甲酸，可以通过服用小苏打<碳酸氢钠）的方式来中和。
甲醇用途目前，甲醇在有机合成工业中，是仅次于烯烃和芳烃的重要基础有机原料。
随着技术的发展和能源结构的改变，甲醇又开辟了许多新的用途。
甲醇是较好的人工合成蛋白的原料，蛋白转化率较高，发酵速度快，无毒性，价格便宜。
甲醇用途广泛，是基础的有机化工原料和优质燃料。
主要应用于精细化工，塑料等领域，用来制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫酸二甲脂等多种有机产品，也是农药、医药的重要原料之一。
甲醇在深加工后可作为一种新型清洁燃料，也加入汽油掺烧。
甲醇是容易输送的清洁燃料，可以单独或与汽油混合作为汽车燃料，用它作为汽油添加剂可起节约芳烃，提高辛烷值的作用，汽车制造也将成为耗用甲醇的巨大部门，甲醇的消费已超过其传统用途，潜在的耗用量远远超过其化工用途，渗透到国民经济的各个部门。
特别是随着能源结构的改变，甲醇有未来主要燃料的候补燃料之称，需用量十分巨大[1]。
我国目前甲醇的产量还较低，但近年来发展速度较快，近五年来甲醇的生产规模有了突飞猛进的发展。
从我国能源结构出发，甲醇由煤制的技术已经成熟，近几年由煤制甲醇的工艺已经全面工业化生产，将来在我国甲醇有希望替代石油燃料和石油化工的原料，蕴藏着潜在的巨大市场。
我国甲醇工业无疑将迅速发展起来[13]。
1.1.3甲醇精馏工艺的简况1、工序任务甲醇精馏是甲醇合成的下游工序，其目的就是对合成装置来的粗甲醇进行精制，将甲醇中的杂质进行脱除，以生产符合标准的优等级精甲醇产品。
2、装置工艺特点目前，总体来说甲醇精馏的工艺大体可分为两塔工艺流程和三塔工艺流程，根据塔内件的不同可分为塔盘精馏、填料精馏和复合型精馏。
本甲醇精馏装置采用的是以规整填料为塔内件的三塔精馏工艺，精馏用汽为低压蒸汽。
各塔再沸器蒸汽冷凝液用作粗甲醇预热器热源，以节约能量。
另外为了减少甲醇的损失，增加了一个塔,以对污水中的甲醇进行回收处理，故现在一般叫3+1塔工艺流程。
精馏的主要设备是精馏塔，而塔的内件是实现气液接触和热质传递的主要元件，常用的塔内件分塔盘和填料两种。
填料是最早使用的塔内件，当初使用在小塔径的塔里，由于其设计、制造、安装难度不大，应用十分广泛。
随着化学工业的发展，精馏塔的内径越来越大，于是气液分布不均问题显得突出，效率大幅下降，直径大于2M的塔的效率已相当低，沟流和边界效应严重，为解决这些问题，人们开发了板式塔，但是板式塔的结构复杂、制造和安装精度要求高，因而人们又加紧了对填料塔放大技术的攻关，在解决了气液分布等问题后，大型装置又开始使用填料塔。
目前的填料分为散堆填料和规整填料。
设计的甲醇精制采用的是规整填料精馏工艺技术，该技术的好坏取决于气液接触程度，即取决于液体在填料表面分布的均匀程度，气体的分布较容易，液体分布均匀很难，故液体分布器是填料塔的一个关键部件，它是决定着填料塔的放大效应。
采用槽式液体分布器和槽-盘式液体分布器可以较好地解决抗堵、防夹带等问题，压降小、负荷弹性大。
采用规整填料为塔内件的3+1塔精馏工艺，其特点是：1、精甲醇产品的质量好，甲醇回收率高；2、能耗低。
比两塔工艺减少蒸汽消耗约30%左右；3、操作的灵敏性比板式塔好，但其稳定性不如板式塔好；4、采取了萃取精馏和共沸精馏工艺，有效解决了微量难分离组分的脱除问题；5、分离效率高，操作弹性大，生产能力大。
1.4 甲醇精馏工艺流程说明1.4.1预精馏系统来自甲醇合成装置的粗甲醇<40℃、0.5MPaA），首先进入粗甲醇预热器E-15501的管程，被壳程的低压蒸汽冷凝液加热到70℃左右，然后进入预精馏塔C-15501的上部。
预精馏塔C-15501顶部出来的气相，首先进入预精馏塔一级冷凝器E-15506的壳程，物料被管程的循环冷却水冷却到67.5℃,冷却下来的液体进入预精馏塔回流槽T-15501中；从预精馏塔一级冷凝器E-15506出来的气体进入预精馏塔二级冷凝器E-15515的壳程，物料被管程的循环冷却水冷却到40℃左右,冷凝下来的液体进入萃取槽T15508 中，经工艺水萃取后，甲醇水溶液进入预精馏塔回流槽T-15501中，萃取出来的物料去杂醇油罐；二级冷凝器中出来的带有甲醇的不凝气，进排放槽T15506中，用水洗涤其中的甲醇后，不凝气去放空总管。
回流槽T-15501中的甲醇溶液，经预精馏塔回流泵送入预精馏塔C-15501的顶部作回流液。
预精馏塔塔釜的预后甲醇经液位控制后去加压精馏塔进一步精馏。
低压蒸汽和加压精馏塔来的低压蒸汽冷凝液，分别进入预精馏塔C-15501的再沸器E-15510 和E-15514，对管程的介质进行加热来为预精馏塔精馏提供热量，然后蒸汽冷凝液去E-15501加热粗甲醇。
为了防止粗甲醇中的酸性物质对管道和设备造成腐蚀，向粗甲醇中加入少量5%左右的NaOH溶液，将粗甲醇的PH值控制在7.5~8左右。
1.4.2加压精馏系统预精馏塔出来的预后甲醇，经加压精馏塔给料泵加压后，进入加压精馏塔进料/釜液换热器E-15513的管程，被壳程介质加热到泡点后，进入加压精馏塔C-15502的下部，塔顶出来的甲醇蒸汽进入冷凝器/再沸器E-15507的壳程，被管程的介质冷凝后进入加压精馏塔回流槽T-15502，回流槽中出来的冷凝液甲醇，部分经加压精馏塔回流泵加压后进入加压精馏塔顶作回流液，其余的甲醇液进入加压精馏塔精甲醇冷却器E-15502的壳程，被管程的循环冷却水冷却到40℃后，去中间罐区的精甲醇计量罐<或粗甲醇储罐）。
出加压精馏塔釜液去常压精馏塔继续精馏。
低压蒸汽进入加压精馏塔再沸器E-15511，为加压精馏塔精馏提供热量，被冷凝后的低压蒸汽冷凝液，去E-15501继续作加热介质用。
1.4.4回收精馏系统常压精馏塔底出来的废水，含有2%左右的甲醇，经回收精馏塔进料泵加压后，进入回收精馏塔C-15504，塔顶出来的气相，进回收精馏塔冷凝器E-15509的壳程，被管程的循环冷却水冷却到45℃左右，进入回流槽T-15504，回流槽出来的液体经回收精馏塔回流泵加压后，部分进回收精馏塔顶部作回流液，其余去中间罐区的杂醇油储罐。
低压蒸汽进入回收精馏塔再沸器E-15516的壳程，加热管程介质后为回收精馏塔精馏提供热量。