甲醇精馏塔毕业设计
【篇一：甲醇水精馏塔毕业设计(最后定稿)】
目录
1 绪
论 ....................................................................................................... (1)
1.1设计意
义 ....................................................................................................... (1)
1.2塔设备类型简
介 ....................................................................................................... (1)
1.3塔设备的发展状况及方
向 (2)
1.4塔设备选型及要
求 ....................................................................................................... .. (2)
1.6本章小
结 ....................................................................................................... (3)
2 精馏塔工艺设计计
算 (4)
2.1精馏塔全塔物料衡
算 ....................................................................................................... . (4)
2.1.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分
率 (4)
2.1.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质
量 (4)
2.1.3物料衡
算 ....................................................................................................... (4)
2.2最小回流比的确
定 ....................................................................................................... .. (5)
2.3塔板数的确
定 ....................................................................................................... . (6)
2.3.1理论板数nt的求
取 (6)
2.3.2实际塔板数np的求
取 (7)
2.4精馏塔有关物性数据的计
算 (7)
2.4.1平均温度计
算 ....................................................................................................... . (7)
2.4.2平均密度计
算 ....................................................................................................... . (8)
2.4.3混合液体表面张力计
算 (10)
2.4.4 混合液体粘度计
算 (13)
2.4.5混合液的相对挥发度计
算 (13)
2.4.6气液相体积流量计
算 (13)
2.5塔体工艺尺寸计
算 ....................................................................................................... (14)
2.5.1塔径的计
算 ....................................................................................................... (14)
2.5.2塔体有效高度的计
算 (16)
2.6塔板工艺尺寸计
算 ....................................................................................................... (16)
2.6.1溢流装置的设计计
算 (16)
2.6.2塔板布置及筛孔数目与排
列 (18)
2.7塔板流体力学验
算 ....................................................................................................... (20)
2.7.1气相通过浮阀塔板的压
降 (20)
2.7.2淹
塔 ....................................................................................................... (21)
2.7.3物沫夹带
量 ....................................................................................................... (22)
2.8塔板性能负荷
图 ....................................................................................................... . (23)
2.8.1物沫夹带
线 ....................................................................................................... (23)
2.8.2液泛
线 ....................................................................................................... .. (24)
2.8.3液相负荷上限
线 ....................................................................................................... . (26)
2.8.4漏液
线 ....................................................................................................... .. (26)
2.8.5液相负荷下限
线 ....................................................................................................... . (26)
2.9本章小
结 ....................................................................................................... . (29)
3 塔盘的结构设
计 ....................................................................................................... . (30)
3.1塔板结
构 ....................................................................................................... . (30)
3.1.1矩形
板 ....................................................................................................... .. (31)
3.1.2通道
板 ....................................................................................................... .. (31)
3.1.3弧形
板 ....................................................................................................... .. (31)
3.2受液
盘 ....................................................................................................... .. (32)
3.2.1凹形受液
盘 ....................................................................................................... (32)
3.2.2液封
盘 ....................................................................................................... .. (32)
3.3降液
板 ....................................................................................................... .. (33)
3.4支持板和支持
圈 ....................................................................................................... . (33)
3.5紧固件结
构 ....................................................................................................... (33)
3.6 塔盘机械计
算 ....................................................................................................... . (35)
3.6.1塔盘的载
荷 ....................................................................................................... (35)
3.6.2塔盘板的允许挠
度 (35)
3.6.3矩形板稳定性校
核 (35)
3.6.4通道板稳定性校
核 (39)
3.7本章小
结 ....................................................................................................... . (40)
4 辅助装置及附件设
计 (41)
4.1接管设
计 ....................................................................................................... . (41)
4.1.1进料
管 ....................................................................................................... .. (41)
4.1.2回流
管 ....................................................................................................... .. (42)
4.1.3塔釜出料
管 ....................................................................................................... (42)
4.1.4塔顶蒸气出料
管 ....................................................................................................... . (43)
4.1.5塔釜进气
管 ....................................................................................................... (44)
4.1.6法
兰 ....................................................................................................... (44)
4.2除沫器设
计 ....................................................................................................... (44)
4.2.1设计气速的选
取 ....................................................................................................... . (45)
4.2.2除沫器直径计
算 ....................................................................................................... . (46)
4.3吊
柱 ....................................................................................................... (46)
4.3.1吊柱的选
型 ....................................................................................................... (46)
4.3.2吊柱的结
构 ....................................................................................................... (46)
4.4人
孔 ....................................................................................................... (47)
4.5裙
座 ....................................................................................................... (48)
4.5.1裙座选
材 ....................................................................................................... . (48)
4.5.2裙座的结
构 ....................................................................................................... (48)
4.6操作平台和扶
梯 ....................................................................................................... . (50)
4.7本章小
结 ....................................................................................................... . (50)
5 塔的强度设计和稳定性校
核 (51)
5.1已知设计条
件 ....................................................................................................... .. (51)
5.1.1塔总体高度计
算 ....................................................................................................... . (51)
5.1.2其他主要已知条
件 (51)
5.2 按计算压力计算塔体和封头的厚
度 (52)
5.3塔设备质量载荷计
算 ....................................................................................................... .. 52
5.4自振周期计
算 ....................................................................................................... .. (54)
5.5地震载荷与地震弯矩计
算 (54)
5.6风载荷与风弯矩计
算 ....................................................................................................... .. 56
5.7圆筒轴向应力校核和圆筒稳定校
核 (58)
5.8塔设备压力实验时的应力校
核 (59)
5.9裙座轴向应力校
核 ....................................................................................................... (60)
5.10基础环设
计 ....................................................................................................... . (61)
5.11地脚螺栓计
算 ....................................................................................................... (63)
5.12校核结
果 ....................................................................................................... .. (63)
5.13 本章小
结 ....................................................................................................... . (64)
6 总
结 ....................................................................................................... . (65)
参考文
献 ....................................................................................................... . (66)
专题论
文 ....................................................................................................... . (68)
翻译部
分 ....................................................................................................... . (79)
英文原
文 ....................................................................................................... . (79)
中文译
文 ....................................................................................................... ............................ 97 致
谢 ....................................................................................................... .. (112)
1 绪论
1.1设计意义
甲醇–水是工业上最常见的溶剂，也是非常重要的化工原料之一，是
无色，具有毒性、污染性和腐蚀性的液体混合物。因为具有这种良
好的理化性能，甲醇被广泛地应用于化工、日化等行业。
长期以来，甲醇多以精馏的方法进行生产。精馏是分离液体混合物
最常用的一种单元操作，在化工，炼油，石油化工等工业得到广泛
应用。精馏过程是在能量的驱动下，使气，液两相多次直接接触和
分离，利用液相混合物中各相组分挥发度的不同，使挥发组分由液
相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移，最终实现原料混合
物中各组成的分离。该过程是同时进行传质传热的过程。本次设计
任务为设计甲醇–水分离塔，原料为甲醇–水二元混合溶液。甲醇–水
混合溶液不能直接作为产品使用，必须经过各种加工过程，制成符
合浓度要求的甲醇产品。
甲醇精馏塔在甲醇生产过程中起着非常重要的作用。但是由于甲醇–水体系有共沸现象，普通的精馏对于得到高纯度的甲醇来说产量不好，但是工业中常用的是甲醇的水溶液，因此，研究和改进甲醇–水
体系的精馏塔非常重要，特别地对先进、节能、高效的精馏塔的研究，对降低甲醇成本、提高产品质量起着非常重要的作用。
1.2塔设备类型简介[1,2]
塔设备是化工、石油化工、生物化工、制药等生产过程中广泛采用
的气液传质设备。根据塔内气液接触构件的结构形式，可分为板式
塔和填料塔两大类。
板式塔内设置一定数量的塔板，气体以鼓泡或咬射形式穿过板上的
液层，进行传质与传热。在正常操作下，气相为分散相，液相为连
续相，气相织成呈阶梯变化，属逐级接触逆流操作过程。填料塔内
装有一定高度的填料层，液体自塔顶沿填料表面下流，气体逆流向
上(有时也采用并流向下)流动，气液两相密切接触进行传质与传热。
在正常操作下，气相为连续相，液相为分散相，气相组成呈连续变化，属微分接触逆流操作过程。两种类型塔的简要比较，如下表所示。
板式塔作为重要的化工单元设备一直受到重视，在对原有塔板的改
进和性能研究以及新型塔板的开发和应用等方面都取得了进展[3,4]。在塔板研究方面，塔板是按泡罩、筛孔和浮阀这三种塔型而发展的，
一些新开发的塔板多数也是这三种塔板的改进型，它们均具有气液
分散的共同特点。
板式塔根据塔板上气液接触元件的不同可分为泡罩塔、筛板塔、浮
阀塔、舌形塔、浮动舌形塔和垂直筛板塔等多种[3,4,5]，它们代表着板式塔的发展方向。
1.3塔设备的发展状况及方向[6,7]
我国塔设备技术的发展，经历了一个漫长的过程。目前，我国常用
的板式塔型仍为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔和舌形塔等，填料种类除
拉西环、鲍尔环外，阶梯环以及波纹填料、金属丝网等规整填料也
常采用。近年来，参考国外塔设备技术的发展动向，加强了对筛板
塔的科研工作，提出了斜孔塔和浮动喷射塔等新塔型。对多降液管
的塔盘、导向筛板、网孔塔盘等，也都作了较多的研究，并推广应
用于生产。其他如大孔径筛板、浮阀-筛板复合塔盘，以及喷淋塔盘、角钢塔盘、旋流塔盘、喷旋塔盘、旋液塔盘等多种塔型和金属胺环
填料的流体力学性能、传质性能和几何结构等方面的试验工作也在
进行，有些已取得了一定的成果或用于生产。
按照当前化学工程的发展水平分析，新型板式塔的发展可以归类为
两个主要方面：
（1）传统塔设备构型的改进，属于简单机制的深化；
（2）传统塔设备构型机制强化，属于简单机制的复杂化。
鉴于塔设备在炼油和石化工业中的作用、重要地位和当今我国石化
工业面临的形势，按照塔内件研究的历史发展规律，结合我国塔设
备操作现状和现有塔内件的技术水平，可以得出我国现阶段和未来
塔内件技术发展的方向，主要有三方面:
(1) 塔内件现阶段实用技术的发展
(2) 塔内件储能技术的开发
(3) 大型塔设备的应用基础研究及科学话塔内件设计技术基础研究
1.4塔设备选型及要求[8,9]
对于一个具体的分离过程，设计中选择何种塔型，应根据生产能力、分离效率、塔压降。操作弹性等要求，并结合制造双修造价等因素
综合考虑。例如，对于热敏性物系的分离，要求塔压降尽可能低，
选用填料塔较为适宜；对于侧线进料和出料的工艺过程，选用板式
塔较为适宜；对于有悬浮物或容易聚合物系的分离，为防止堵塞，
宜选用板式塔。对于液体喷淋密度极小的工艺过程，若采用填料塔，填料层得不到充分润湿，使其分离效率明显下降，故宜选用板式塔；
对于易发泡物系的分离，因填料层具有破碎泡沫的作用，宜选用填
料塔。
为保证精馏过程的稳定、高效地操作，实现优质、高产、经济的分离，适宜的塔型及合理的设计是十分关键的，因此设备应满足一下
要求：
(1) 生产能力大，即单位塔截面气、液两相通过能力大。不会产生液
泛等不正常流动。
【篇二：甲醇精馏毕业设计】
安徽建筑工业学院
毕业设计 (论文)
专业化学工程与工艺班级 07化工2班学生姓名高付电学号07206040206
课题400kt/a甲醇精馏工段初步设计指导教师葛业君
2011年 6月日
摘要
甲醇是c1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。
利用aspen plus模拟软件建立工艺的稳态和动态模型。精馏塔模
拟考虑流体力学影响的radfrac(严格法精馏)模块，精馏塔的再沸器
和冷凝器都采用独立的换热器heatx（两股物流的换热器）模块，
并以实际甲醇精制工艺中的设备参数和进料参数为模型参数。然后，根据管壳式换热器热量计算，对换热器进行设计与选型。
关键词：甲醇精馏，aspen plus模拟，换热器计算，设备选型
i
abstract
methanol is the very important basic product of chemical industry. in the synthesized methanol industry, the purification
of raw methanol is not only the important process determining the quality of product, but also a key factor influencing the energy cost of production. the heat exchanger is one kind of general important thermal equipment in the petroleum
chemical industry production. the shell-and-tube heat exchanger is widely applied in the industrial production due to its simple structure, reliability and the operation flexibility.
compared with the traditional distillation process, this novel process could reduce the heat consumption and soft-water consumption. however, this novel process enhances the coupling of different units in the system and the interactions between distillation columns, which results in the complexity
of system responses and control. therefore, it is necessary to study the behavior of this methanol distillation process of four columns before putting it into implementation of industrial application.
the rigorous steady-state and dynamic models of this
methanol distillation process were setup on chemical engineering principles with the coupling characteristics considered sufficiently and by use of the commercial software aspen plus. in order to make the dynamical model more
reliable and rigorous, tow distillation columns were simulated
by radfrac models .their reboilers and condensers were simulated by independent heatx models with rigorous hydraulics method and the equipment and feed stream parameters derived from the practice factory data. then, the design and type-selection was proposed on the basis of analysis to the theory of heat exchanger’s design.
keywords： methanol distillation, simulation of , heat exchanger, design and type-selection
ii
前言
甲醇是重要的有机基本产品，用途非常广泛。甲醇的产品质量、能
耗指标是甲醇精馏系统的关键因素。甲醇精馏工艺对整个甲醇生产
流程的生产能力、产品质量、能源消耗与原料消耗、环境保护都有
重大影响。精馏过程占总能耗的很大部分，甲醇生产能耗其中约60%就用于精馏过程。精馏投资约占项目总投资的30%-40%。
要研究和开发一种新工艺，传统的方法是先进行实验，再经过小试、中试、工业规模生产等等逐级放大的过程，周期长，投资大。应用
流程模拟软件，对工艺流程进行模拟，则很容易实现对流程的考察，可以改进工艺流程布置，优化工艺操作参数，只要选择的模型及热
力学方法适当，模拟结果是相当可靠的，可以用来指导生产，或者
为装置改造以及新装置的设计提供基础数据。
国内一些甲醇生产装置，甲醇精馏能耗较高、产品收率较低、甚至
一些装置的甲醇产品质量较差。同时，国内甲醇产能的扩张很迅速，但是目前新项目设计还是沿袭以往设计为主、没有足够的甲醇精馏
系统设计应用理论研究基础。因此，对甲醇精馏工艺作系统的研究
对于甲醇精馏系统的合理设计、通过设备改造和调整工艺来降低甲
醇精馏的能耗、提高甲醇产品质量和收率有突出的现实意义。
现本文通过查阅国内外文献和实际生产中的工艺资料，利用流程模
拟软件，使用专有的物性热力学包模拟计算了四塔甲醇精馏工艺流程，并和实际的工艺数据进行了对比，同时对常规甲醇精馏工艺的
不同流程的设计参数和操作参数进行了总结和分析，提出了甲醇精
馏系统的工艺设计原则和设备设计原则。在此基础之上对于甲醇精
馏系统提出了新的改进流程和全新流程的开发。对于甲醇工业的发
展具有重要的意义。
由于本人水平有限，文章中有不妥之处还望老师批评指正。
iii
【篇三：甲醇精馏塔毕业设计】
目录
1精馏塔工艺计算 (5)
1.1任务书 (5)
1.2物料衡算 (5)
1.2.2进料液、馏出液、塔釜残液的摩尔分数 (5)
1.2.3平均相对分子质量 (6)
1.2.4物料衡算方程 (6)
1.2.5塔顶、塔釜摩尔质量 (6)
1.2.6馏出液、塔釜残液的流量 (6)
1.2.7物料衡算结果 (6)
1.3理论塔板数的确定 (7)
1.3.1甲醇水气液平衡关系及平衡数据 (7)
1.3.2塔顶气相温度（tvd）、液相温度（tld）、进料温度（tf）和
塔釜温度（tw） (7)
1.3.3回流比确定 (8)
1.3.4理论塔板数（作图法） (9)
1.4热量衡算 (9)
1.4.1冷凝器的热负荷 (9)
1.4.2冷却水的消耗量 (10)
1.4.3加热器热负荷 (10)
1.4.4全塔热量衡算 (11)
1.4.5热量衡算结果 (12)
1.5物性参数 (12)
1.5.1塔顶条件下的流量及物性参数 (12)
1.5.2塔底条件下的流量及物性参数 (13)
1.5.3进料条件下的流量及物性参数 (13)
1.5.4精馏段的流量及物性参数 (14)
1.5.5提馏段的流量及物性参数 (15)
1.6填料 (16)
1.6.1填料的选择 (16)
1.6.2塔径确定 (16)
1.6.3填料层高度计算 (17)
1.6.4压降和持液量 (18)
2精馏塔结构计算 (19)
2.1附属设备及主要附件 (19)
2.1.1液体分布器 (19)
2.1.2填料支撑装置 (19)
2.1.3液体再分布器 (20)
2.1.4填料压板及床层限制器 (22)
2.1.5除沫器 (22)
2.2冷凝器 (23)
2.3再沸器 (23)
2.4塔管径的计算以及法兰的选择 (24)
2.4.1进料管 (25)
2.4.2回流管 (26)
2.4.3塔顶蒸汽接管 (27)
2.4.4再沸器出料接管 (27)
2.5筒体连接法兰 (28)
2.5.1精馏段筒体与封头连接法兰 (29)
2.5.2再沸器与封头连接法兰 (30)
2.6手孔 (30)
2.6.1精馏段筒体手孔 (30)
2.6.2再沸器手孔 (33)
2.7裙座 (33)
2.8塔总体高度设计 (34)
2.8.1塔顶部空间高度 (34)
2.8.2进料部位空间高度 (34)
2.8.3塔的总体高度 (34)
3精馏塔的强度计算 (35)
3.1厚度计算 (35)
3.1.1材料选择 (35)
3.1.2厚度计算 (35)
3.2塔的各部分质量 (36)
3.2.1圆筒质量 (36)
3.2.2封头质量 (36)
3.2.3裙座质量 (36)
3.2.4塔内件质量 (37)
3.2.5人孔、法兰、接管质量 (37)
3.2.6保温层材料质量 (37)
3.2.7平台扶梯质量 (37)
3.2.8操作时塔内物料质量 (37)
3.2.9冲水质量 (37)
3.2.10全塔操作质量 (38)
3.2.12全塔最大质量 (38)
3.4风载荷 (39)
3.4.1每段水平风力 (39)
3.4.2风弯矩 (40)
3.5地震载荷 (41)
3.5.1水平地震力 (41)
3.5.2垂直地震力 (42)
3.5.3地震弯矩 (42)
3.5.4最大弯矩 (43)
3.6应力校核 (43)
3.6.1筒体轴向应力 (43)
3.7圆筒的稳定性、拉应力校核 (44)
3.7.1圆筒轴向许用压应力按下式求取 (44)
3.7.2圆筒最大组合压应力 (44)
3.7.3圆筒拉应力校核 (45)
3.8塔设备应力试验时的应力校核 (45)
3.9裙座的设计 (46)
3.10开孔补强 (47)
3.10.1塔顶出气管补强 (47)
3.10.2手孔补强 (48)
3.10.3人孔开孔补强 (49)
3.1.1基础环设计 (50)
3.1.2螺栓座的设计 (51)
3.1.3裙座与塔体连接焊缝 (51)
第一阶段计算（纯计算内容）
1精馏塔工艺计算
1.1任务书
1.2物料衡算
1.2.1已知：
进料：f=2000kg/h ch3oh摩尔质量：ma?32kg/kmol h2o摩尔质量：mb?18kg/kmol
1.2.2进料液、馏出液、塔釜残液的摩尔分数 0.7639/32?0.6454 0.7639/32?0.2361/18
0.995/32xd??0.9912 0.995/32?0.005/18
0.01/32xw??5.6?10?3
0.01/32?0.99/18xf?
中国矿业大学银川学院本科毕业设计 （2010 届） 题目年产15万吨甲醇制乙烯精馏工段 工艺设计
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 CH3OH H2O CH3CH2OH 轻馏分杂醇 Wt% 95 3.72 0.1 1.11 0.07 ②精甲醇收集：99.6% ③废水中甲醇含量：50ppm 3.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
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
甲醇工艺（精馏工段）设计说明书 一概述 1甲醇生产的发展概况 甲醇生产技术发展很快，近20年来，在原料路线、生产规模、节能降耗、过程控制与优化及与其他化工产品联合生产等发面都有新的突破与进展。 1）原料路线 甲醇生产的原料大致有煤、石油、天然气和含H 2、CO（或CO 2 ）的工业废气 等。从 50年代开始，天然气逐步成为制造甲醇的主要原料，因为它简化了流程，便于输送，降低了成本，目前世界甲醇总产量中约有70%左右是天然气为原料的。但是，随着能源的紧张，如何有效地开发煤炭资源，这是个从未中断过的研究课题，煤气化技术发展迅速，除传统的固定床UGI炉外，固定床鲁奇汽化炉，流化闯温克勒汽化炉，气流床K-T炉，气流床德士古汽化炉的开发均取得进展并都在工业上得到使用。从长远的战略观点来看，世界煤的储藏量远超过天然气和石油。我国情况更是如此，将来以煤制取甲醇的原料路线终将占主导地位。 2）生产规模 甲醇生产技术发展趋势之一是单系列，大型化。由于高压设备尺寸的限制，50年代以前，甲醇合成塔的单塔生产能力一般不超过100~200t/d，60年代不超过200~300t/d。但近十年来，单系列大型甲醇合成塔不断被开发，并在工业生产中使用，Lurgi管壳型甲醇合成塔单塔生产能力可达2500t/d。随着由气轮机驱动的大型离心压缩机研制成功，为合成气压缩机、循环机的大型化提供了条件。 国内的甲醇装置的规模偏小，除引进的Lurgi与ICI装置单系列年产10万吨甲醇外，较多中型化肥厂中单系列甲醇装置年产仅3~4万吨。更有一些单醇与联醇装置年产仅数千吨。今后必须不断创造条件，增大单系列甲醇装置的生产规模。 3）节能降耗 甲醇成本中能源消耗费用占较大比重。目前，甲醇生产技术改进的重点放在采用低能耗工艺，充分回收和利用能量等方面。主要方向是研制性能更好的转化与合成催化剂，降低甲醇合成压力，开发新的净化方法，降低燃料消耗。采用节能型精馏工艺与设备高、中、低位热能的合理配置与低位能热能的合理使用等措施。 4）过程控制 甲醇生产是连续操作，技术密集的工艺。目前正向高度自动化操作水平发展，化工过程优化控制在甲醇生产中得到推广与应用。 国内甲醇装置的过程控制水平还停留在仪表显示与单参数控制水平。采用数学模型方法对系统进行分析，已有初步成果。引进国内外先进控制技术进一步提高自控水平，对发展我国甲醇工业很有意义。 5）联合生产 国内外大多甲醇装置都是与其他化工产品实现联合生产的。甲醇装置成为大型化肥厂或石油化工厂的一个组成部分。其中具有代表性的是合成氨联产甲醇与城市 煤气联产甲醇。此外，还有利用含CO与H 2 的尾气、废气生产甲醇。目前已投产 的有乙炔尾气制甲醇，乙烯裂解废气制甲醇等。 2设计任务
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。2000.525-530 4．进度安排 设计（论文）各阶段名称起止日期 1 收集有关资料2010-01-28~2010-02-11 2 熟悉资料，确定方案2010-02-12~2010-02-26 3 论文写作2010-02-27~2010-03-19 4 绘制设计图纸2010-03-20~2010-04-03 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 3 1.2.2 主要设备和泵参数 3 1.2.3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9
2.2.1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15 2.3.1甲醇合成塔的热平衡计算15 2.3.2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21 2.4.1 预塔和主塔的物料平衡计算21 2.4.2 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33 3.1.1设计的依据及来源33 3.1.2设计任务及要求33 第3.2节计算过程34 3.2.1塔型选择34 3.2.2操作条件的确定34 3.2.2.1 操作压力34 3.2.2.2进料状态35 3.2.2.3 加热方式35 3.2.2.4 热能利用35 第3.3节有关的工艺计算36 3.3.1 最小回流比及操作回流比的确定36 3.3.2 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37 3.3.4热能利用38 3.3.5 理论塔板层数的确定38 3.3.6全塔效率的估算39 3.3.7 实际塔板数40 第3.4节精馏塔主题尺寸的计算40 3.4.1 精馏段与提馏段的体积流量40 3.4.1.1 精馏段40 3.4.1.2 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46 3.7.1 塔板尺寸46 3.7.2弓形降液管47 3.7.2.1 堰高47 3.7.2.2 降液管底隙高度h0 47 3.7.3进口堰高和受液盘47 3.7.4 浮阀数目及排列47 3.7. 4.1浮阀数目48 3.7. 4.2排列48 3.7. 4.3校核49 第3.8节流体力学验算49 3.8.1 气体通过浮阀塔板的压力降(单板压降) 49
煤制甲醇工艺流程化设计 主反应为：C + O 2 → C O + C O 2 + H 2 → C H 3O 副反应为： 1 造气工段 （1）原料：由于甲醇生产工艺成熟,市场竞争激烈,选用合适的原料就成为项目的关键,以天然气和重油为原料合成工艺简单，投资相对较少，得到大多数国家的青睐，但从我国资源背景看，煤炭储量远大于石油、天然气储量，随着石油资源紧缺、油价上涨，在大力发展煤炭洁净利用技术的形势下，应该优先考虑以煤为原料,所以本设计选用煤作原料。 图1-1 甲醇生产工艺示意图 （2）工艺概述：反应器选择流化床，采用水煤浆气化激冷流程。原料煤通过粉碎制成65%的水煤浆与99.6%的高压氧通过烧嘴进入气化炉进行气化反应，产生的粗煤气主要成分为CO ，CO 2，H ２等。 2423CO H CH H O +?+2492483CO H C H OH H O +?+222CO H CO H O +?+
2 净化工段 由于水煤浆气化工序制得粗煤气的水汽比高达1.4可以直接进行CO变换不需加入其他水蒸气，故先进行部分耐硫变换，将CO转化为CO2，变换气与未变换气汇合进入低温甲醇洗工序，脱除H2S和过量的CO2，最终达到合适的碳氢比，得到合成甲醇的新鲜气。 CO反应式： CO+H O=CO+H 222 3 合成工段 合成工段工艺流程图如图1。 合成反应要点在于合成塔反应温度的控制，另外，一般甲醇合成反应10～15Mpa的高压需要高标准的设备，这一项增加了很大的设备投资，在设计时，选择目前先进的林达均温合成塔，操作压力仅5.2MPa，由于这种管壳式塔的催化剂床层温度平稳均匀，反应的转化率很高。在合成工段充分利用自动化控制方法，实行连锁机制，通过控制壳程的中压蒸汽的压力，能及时有效的掌控反应条件，从而确保合成产品的质量。 合成主反应： CO+2H=CH OH 23 主要副反应： CO+3H=CH OH+H O 2232 4 精馏工段 精馏工段工艺流程图见图2。 合成反应的副产主要为醚、酮和多元醇类，本设计要求产品达质量到国家一级标准，因此对精馏工艺的合理设计关系重大，是该设计的重点工作。设计中选用双塔流程，对各物料的进出量和回流比进行了优化，另外，为了进一步提高精甲醇质量，从主塔回流量中采出低沸点物继续进预塔精馏，这一循环流程能有效的提高甲醇的质量。
设计条件如下： 操作压力：105.325 Kpa（绝对压力） 进料热状况：泡点进料 回流比：自定 单板压降：≤0.7 Kpa 塔底加热蒸气压力：0.5M Kpa（表压） 全塔效率：E T=47% 建厂地址：武汉 [ 设计计算] （一）设计方案的确定 本设计任务为分离甲醇- 水混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷却后送至储罐。 该物系属易分离物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的2 倍。塔釜采用间接蒸气加热，塔底产品经冷却后送至储罐。 （二）精馏塔的物料衡算 1、原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 甲醇的摩尔质量：M A=32 Kg/Kmol 水的摩尔质量：M B=18 Kg/Kmol x F=32.4% x D=99.47% x W=0.28% 2、原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 M F= 32.4%*32+67.6%*18=22.54 Kg/Kmol M D= 99.47*32+0.53%*18=41.37 Kg/Kmol M W= 0.28%*32+99.72%*18=26.91 Kg/Kmol 3、物料衡算 3 原料处理量：F=（3.61*10 3）/22.54=160.21 Kmol/h 总物料衡算：160.21=D+W 甲醇物料衡算：160.21*32.4%=D*99.47%+W*0.28% 得D=51.88 Kmol/h W=108.33 Kmol/h （三）塔板数的确定 1、理论板层数M T 的求取 甲醇-水属理想物系，可采用图解法求理论板层数 ①由手册查得甲醇-水物搦的气液平衡数据，绘出x-y 图（附表） ②求最小回流比及操作回流比 采用作图法求最小回流比，在图中对角线上，自点e（0.324 ，0.324）作垂线ef 即为进料线（q 线），该线与平衡线的交战坐标为（x q=0.324,y q=0.675） 故最小回流比为R min= （x D- y q）/（ y q - x q）=0.91 取最小回流比为：R=2R min=2*0.91=1.82 ③求精馏塔的气、液相负荷 L=RD=1.82*51.88=94.42 Kmol/h V=（R+1）D=2.82*51.88=146.30 Kmol/h
1.4.2 甲醇精馏的典型工艺流程甲醇精馏产生工艺有多种，分为单塔精馏，双塔精馏，三塔精馏与四塔精馏(即三塔加回收塔) (1) 单塔流程描述 采用铜系催化剂低压法合成甲醇,由于粗甲醇中不仅还原性杂质的含量大大减少,而且二甲醚的含量几十倍地降低,因此在取消化学净化的同时,可将预精馏及甲醇-水-重组分的分离在一台主精馏塔内同时进行,即单塔流程,就能获得一般工业上所需要的精甲醇。单塔流程更适用于合成甲基燃料的分离,很容易获得燃料级甲醇。 单塔流程(见图1.1)为粗甲醇产品经过一个塔就可以采出产品。粗甲醇塔中部加料口送入,轻组分由塔顶排出,高沸点的重组分在进料板以下若塔板处引出,水从塔底排出,产品甲醇在塔顶以下若干块塔板引出。 (2) 双塔流程描述 双塔工艺是由脱醚塔,甲醇精馏塔或者主塔组成。主塔在工厂中产量在100万吨/年以下,仅仅能提供简单的过程,所以设备和投资较低。 传统的工艺流程，是最早用于30MPa压力下以锌铬催化剂合成粗甲醇的精制。主要步骤有：中和、脱醚、预精馏脱轻组分杂质、氧化净化、主精馏脱水和重组分，最终得到精甲醇产品。在传统工艺流程上，取消脱醚塔和高锰酸钾的化学净化，只剩下双塔精馏(预精馏塔和主精馏塔)。其高压法锌铬催化剂合成甲醇和中、低压法铜系催化剂合成甲醇都可适用。 从合成工序来的粗甲醇入预精馏塔，此塔为常压操作。为了提高预精馏塔后甲醇的稳定性，并尽可能回收甲醇，塔顶采用两级冷凝。塔顶经部分冷凝后的
大部分甲醇、水及少量杂质留在液相作为回流返回塔，二甲醚等轻组分(初馏分)及少量的甲醇、水由塔顶逸出，塔底含水甲醇则由泵送至主精馏塔。主精馏塔操作压力稍高于预精馏塔，但也可以认为是常压操作，塔顶得到精甲醇产品，塔底含微量甲醇及其它重组分的水送往水处理系统（见图1.2）。 (3) 三塔流程描述 三塔工艺是由脱醚塔，加压精馏塔和常压精馏塔组成，形成二效精馏与二甲醇精馏塔甲醇产品的镏出物的混合物。三塔流程（见图1.3）的主要特点是，加压塔塔顶冷凝潜热用作常压塔塔釜再沸器的热源，形成双效精馏二效精馏，因此热量交换在加压塔顶部和常压塔底部之间进行。这种形式节省大约30%~40%的能源，同时降低了循环冷却水的速度。 从合成工序来的粗甲醇入预精馏塔，在塔顶除去轻组分及不凝气，塔底含水甲醇由泵送加压塔。加压塔操作压力为57bar(G)，塔顶甲醇蒸气全凝后，部分作为回流经回流泵返回塔顶，其余作为精甲醇产品送产品储槽，塔底含水甲醇则进常压塔。同样，常压塔塔顶出的精甲醇一部分作为回流，一部分与加压塔产品混合进入甲醇产品储槽。 (4) 四塔流程描述 四塔流程（见图1.4）包含预精馏塔、加压精馏塔、常压精馏塔和甲醇回收塔。粗甲醇经换热后进入预精馏塔，脱除轻组分后(主要为不凝气、二甲醚等)，塔底甲醇及高沸点组分加压后进入加压精馏塔，加压精馏塔顶的气相进入冷凝蒸发器，利用加压精馏塔和常压精馏塔塔顶、塔底的温差，为常压塔塔底提供热源，同时对加压塔塔顶气相冷凝。冷凝后的精甲醇进入回流罐，一部分作为加压塔回流，一部分作为精甲醇产品出装置，加压塔塔底的甲醇、高沸组分、
毕业设计设计题目：年产10万吨甲醇精馏工段工艺设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
一、甲醇－水板式精馏塔设计条件 （1）生产能力：3万吨/年，年开工300天 （2）进料组成：甲醇含量65%（质量分数） （3）采用间接蒸汽加热并且加热蒸汽压力：0.3MPa （4）进料温度：采用泡点进料 （5）塔顶馏出液甲醇含量99%（质量分数） （6）塔底轻组分的浓度≤1%（本设计取0.01） （7）塔顶压强常压 （8）单板压降≤0.7Kpa （9）冷却水进口温度25℃ (10)填料类型：DN25金属环矩鞍散堆填料 二、设计的方案介绍 1、工业流程概述 工业上粗甲醇精馏的工艺流程，随着粗甲醇合成方法不同而有差异，其精制过程的复杂程度有较大差别，但基本方法是一致的。首先，总是以蒸馏的方法在蒸馏塔的顶部，脱出较甲醇沸点低的轻组分，这时，也可能有部分高沸点的杂质和甲醇形成共沸物，随轻组分一并除去。然后，仍以蒸馏的方法在塔的底部或侧脱除水和重组分，从而获得纯净甲醇组分。其次，根据精甲醇对稳定性或其他特殊指标的要求，采取必要的辅助办法。 常规甲醇精制流程可以分为两大部分，第一部分是预精馏部分，另一部分是主精馏部分。预精馏部分除了对粗甲醇进行萃取精馏脱出某些烷烃的作用之外，另外的还可以脱出二甲醚，和其它轻组分有机杂质。其底部的出料被加到主塔的中间入料板上，主塔顶部出粗甲醇，底部出废液，下部侧线出杂醇。 2、进料的热状况 精馏操作中的进料方式一般有冷液加料、泡点进料、汽液混合物进料、饱和蒸汽进料和过热蒸汽加料五种。本设计采用的是泡点进料。这样不仅对塔的操作稳定较为方便，不受厦门季节温度影响，而且基于恒摩尔流假设，精馏段与提馏段上升蒸汽的摩尔流量相等，因此塔径基本相等，在制造上比较方便。 3、精馏塔加热与冷却介质的确定 在实际加热中，由于饱和水蒸气冷凝的时候传热的膜系数很高，可以通过改变蒸汽压力准确控制加热温度。水蒸气容易获取，环保清洁不产生环境污染，并且不容易使管道腐蚀，成本降低。因此，本设计是以133.3℃总压是300 kpa的饱和水蒸汽作为加热介质。 冷却介质一般有水和空气。在选择冷却介质的过程中，要因地制宜充分考虑。以茂名市地处亚热带为例，夏天室外平均气温28℃。因此，计算选用28℃的冷却水，选择升温10℃，即冷却水的出口温度为38℃。 4、塔顶的回流方式 对于小型塔采用重力回流，回流冷凝器一般安装在比精熘塔略高的地方，液体依靠自身的重力回流。但是必须保证冷凝器内有一定持液量，或加入液封装置防止塔顶汽相逃逸至
《化工设备设计基础》课程设计 题目：甲醇精馏塔的设计 年级：2011级 专业：化学工程与工艺 学号：0116 姓名：高鑫政 指导老师：徐琼 湖南师范大学树达学院 2014 年6 月4 日《化工设备机械基础》课程设计成绩评定栏 设计任务：甲醇精馏塔的设计 完成人：高鑫政学号：0116 评定基元评审要素评审内涵满分评分 设计说明书， 40% 格式规范 设计说明书是否符合 规定的格式要求 10 内容完整 设计说明书是否包含 所有规定的内容 10 设计方案 选材是否合理标准件 选型是否符合要求 10 工艺计算 过程 工艺计算过程是否正 确、完整和规范 10 设计图纸， 30% 图纸规范 图纸是否符合规范、标 注清晰 10 与设计吻合 图纸是否与设计计算 的结果完全一致 15
图纸质量设计图纸的整体质量 的全面评价 5 答辩成绩， 30% PPT质量 PPT画面清晰，重点突 出 10 内容表述答辩表述是否清楚10 回答问题回答问题是否正确10 100 评阅人签名：总分： 评分说明：储罐设计作品的总分=（设计说明书成绩+设计图纸成绩）*0.9+答辩成绩 塔设备设计作品的总分=设计说明书成绩+设计图纸成绩+答辩成绩 设计任务书(十六) 题目：甲醇精馏塔的设计 设计内容： 根据给定的工艺参数设计一筛板塔，具体包括塔体、裙座材料的选择；塔体及封头的壁厚计算及其强度、稳定性校核、筒体和裙座的水压试验应力校核、裙座结构设计及强度校核；塔设备的结构设计；基础环、地脚螺栓计算等 已知工艺参数： 塔体内径/mm 2000 塔高/mm 31000 计算压力/MPa 1.2 设计温度/o C 200 设置地区长沙地震设防烈度8 场地土类Ⅱ类设计地震 分组第二组设计基本地震 加速度 0.2g 地面粗糙度B类塔盘数52 塔盘存留介质100
年产30万吨粗甲醇精馏工段的设计毕业论文目录 第1章总论 (1) 1.1 概述 (1) 1.1.1意义及作用 (1) 1.1.2 国外现状 (1) 1.1.3 产品性质与特点 (4) 1.1.4 产品的生产方法概述 (5) 1.2 设计依据 (5) 1.3 设计规模 (6) 1.4 原料及产品规格 (6) 1.4.1 主要原料规格及技术指标 (6) 1.4.2 产品规格 (6) 第2章设计方案 (8) 2.1 工艺原理 (8) 2.2甲醇精馏工艺论证 (8) 2.2.1精馏工艺和精馏塔的选择 (8) 2.2.2单塔精馏工艺 (8) 2.2.3双塔精馏工艺 (9) 2.2.4三塔精馏工艺 (10) 2.2.5双塔与三塔精馏技术比较 (11)
2.2.6精馏塔的选择 (12) 2.3工艺流程简述 (13) 第3章工艺设计计算 (16) 3.1工艺参数 (16) 3.2 物料衡算的意义和作用 (17) 3.2.1 物料衡算 (17) 3.2.2 总物料衡算表 (20) 3.3热量衡算 (21) 3.3.1预塔热量衡算 (23) 3.3.2主塔热量衡算 (25) 3.3.3常压精馏塔能量衡算 (27) 3.4热量衡算表 (31) 第4章主要设备的工艺计算及选型 (32) 4.1理论板数的计算 (32) 4.1.1常压塔理论塔板计算 (32) 4.2常压精馏塔主要尺寸的计算 (34) 4.2.1常压精馏塔设计的主要依据和条件 (34) 4.2.2初估塔径 (36) 4.2.3塔件设计 (38) 4.2.4塔板流体力学验算 (41) 4.2.5 负荷性能 (43) 4.2.6常压塔主要尺寸确定 (46)
摘要 甲醇最早由木材和木质素干馏制的，故俗称木醇，这是最简单的饱和脂肪组醇类的代表物。无色、透明、高度挥发、易燃液体。略有酒精气味。分子式 C-H4-O。近年来，世界甲醇的生产能力发展速度较快。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的溶剂，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，从而开辟了由煤转换为汽车燃料的途径。近年来碳一化学工业的发展，甲醇制乙醇、乙烯、乙二醇、甲苯、二甲苯、醋酸乙烯、醋酐、甲酸甲酯和氧分解性能好的甲醇树脂等产品，正在研究开发和工业化中。甲醇化工已成为化学工业中一个重要的领域。 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。国又有一批甲醇项目在筹建。这样，选择最好的工艺利设备，同时选用最合适的操作方法是至关重要的。 本计为分离甲醇－水混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分加回流至塔，其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐，设计对其生产过程和主要设备进行了物料衡算、塔设备计算、热量衡算、换热器设计等工艺计算。 关键字：精馏泡点进料物料衡算
目录 1精馏塔的物料衡算 (2) 1.1原料液及塔顶和塔底的摩尔分率 (2) 1.2原料液及塔顶和塔底产品的平均摩尔质量 (2) 1.3物料衡算 (3) 2塔板数确定......................................... N的求取 (3) 2.1理论板层数 T 2.1.1求最小回流比及操作回流比 (3) 2.1.2求精馏塔的气、液相负荷............. 错误!未定义书签。 2.1.3求操作线方程 (4) 2.2实际板层数的求取........................ 错误!未定义书签。 3 精馏塔的工艺条件及有关物性数据计算 3.1操作压力 (5) 3.2操作温度 (5) 3.3平均摩尔质量计算 (5) 3.4平均密度计算 (6) 3.5液体平均表面力的计算 (8) 3.6液体平均粘度............................ 错误!未定义书签。4精馏塔的塔体工艺尺寸计算. (9) 4.1塔径的计算.............................. 错误!未定义书签。 4.1.1精馏段塔径计算...................................... 4.1.2 提馏段踏进计算..................................... 4.2精馏塔有效高度的计算 (12) 5 塔板主要工艺尺寸的计算 (13) 精馏段 5.1溢流装置计算............................ 错误!未定义书签。 l............................. 错误!未定义书签。 5.1.1堰长 W h (1) 5.1.2溢流堰高度 W
兰州交通大学毕业设计（论文） 年产3.0万吨二甲醚装 置分离精馏工段的设计 学院：化学与生物工程学院 专业：化学工程与工艺
年产3.0万吨二甲醚装置分离精馏工段的设计 摘要 随着社会的发展，能源问题日益成为人们所关注的热门话题，二甲醚作为燃料可代替液化石油气成为可能。二甲醚的合成技术来源主要有甲醇脱水法和一步直接合成法，甲醇脱水法有甲醇液相脱水法和甲醇气相脱水法。相比于甲醇合成法，一步合成法具有流程短、投资省、能耗低且可获得较高的单程转化率的优点。 制取二甲醚的最新技术是从合成气直接制取，相比较甲醇脱水制二甲醚而言，一步法合成二甲醚因为体系存在有未反应完的合成气以及二氧化碳，要得到纯度较高的二甲醚，分离过程比较复杂。合成气法现多采用浆态床反应器,其结构简单,便于移出反应热,易实现恒温操作，它可直接利用CO含量高的煤基合成气,还可在线卸载催化剂。本设计主要针对分离中的精馏工序进行工艺设计，分离二甲醚、甲醇和水三元体系。一步反应后产物分为气液两相，气相产物二甲醚被吸收剂吸收后送入解吸装置，液相甲醇、水进入甲醇分离系统对甲醇进行提纯，以便甲醇的再循环，部分二甲醚根据要求的纯度，从第二精馏塔加入。在设计过程中涉及到二甲醚分离塔的工艺计算包括物料衡算、热量衡算、操作条件等；设备的计算包括塔板数、塔高、塔径等；还有附属设备主要是换热器和泵的设计与选型。最后再通过流体力学演算证明各指标数据是否符合标准。 关键词：二甲醚合成分离三元体系精馏 Annual output of 30,000 tons of dimethyl ether distillation section in the design of separation device Abstract With the development of society, the energy problem has become the hot topic of concern, two ether as fuel can replace liquefied petroleum gas become possible. Two ether synthesis technology the main source of methanol dehydration method and one-step direct synthesis, methanol dehydration of methanol liquid-phase dehydration and methanol gas dehydration. Compared to methanol synthesis, one step synthesis
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 tons chenbo (Liaoning University of Petroleum & Chemical, Petroleum Institute of Chemical, Biological Engineering 1001, Yingkou, Liaoning, 115000) Abstract Because 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 energy After 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.
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 CH3OH H2O CH3CH2OH 轻馏分杂醇 Wt% 95 3.72 0.1 1.11 0.07 ②精甲醇收集：99.6% ③废水中甲醇含量：50ppm 3.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
“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。共同学习“搞好高中英语词汇教学的行动研究”课题的研究目标、理论支撑、研究方法。 第三阶段：（11年10月-11年12月）优秀课评选活动：课题组在全体参与课题研究的教师中开展优秀课评选活动。活动分段进行：1、由参加优秀课评选的试验教师提供一份详细的教学设计方案，课题组将组织相关业务人员从中评出优秀教案若干份 2、组织教学案例获选的教师进行说课评比 2 3、优秀课评比获奖者进行课堂教学展示
# 目录 设计任务书(委托书) (2) 前言 (3) 工艺流程图 (4) 主机(精馏塔)的设计和计算 (5) 1、平衡关系图 (5) 2、R min,R的选取及N的确定 (7) 3、物料衡算 (8) : 4、塔型的选择及依据 (11) 5、塔径D,塔高Z及压降△P的计算 (12) 6、计算结果列表 (15) 辅机(辅助设备)的选型计算 (16) 1、储槽 (原料液储槽) 的选型计算 (16) 2、换热器的选型计算 (17) 3、泵的选型计算 (19) 4、流量计,温度计,压力计的选择 (21) ， 5、接管的选择 (21) 设备一览表 (23) 选用符号说明 (24) 参考文献 (25) 后记 (25)
前言 甲醇俗称木醇，是最简单的饱和脂肪族醇类的代表。分子式为CH3OH,分子量。为有特殊气味的易挥发、易燃烧的液体。有毒，人饮后能致盲。比重（20℃），沸点℃，能与水和多数有机溶剂混溶.是多种有机产品的基本原料和重要的溶剂，广泛的运用于有机合成、燃料、医药、涂料和国防等工业。随着技术的发展和能源结构的改变，甲醇有开辟了许多新的用途，如用于人工合成蛋白,可以单独或与汽油混合作为汽车燃料等。正在研究开发和工业化中，甲醇化工已成为化学工业中的一个重要的领域。 ^ 甲醇的精馏本设计中就是要将粗甲醇精制成一定纯度的精甲醇以及使排出的废水中甲醇的含量达到预定的要求。本次委托设计的精馏塔的设计要求如下：年处理量为85000吨，粗甲醇的质量浓度为％，要求出塔是甲醇的质量浓度为％，塔釜排放的废水中甲醇的质量浓度为％。由于塔顶出塔时甲醇的浓度较高，产品的质量较好，可直接送罐场；而塔釜排出液甲醇的浓度很低，可节省成本（现今甲醇市场价为1100~1300元每吨），提高经济效率，而且符合环保要求,无须再进行处理，可直接排放地沟。由于出塔的浓度要求较高，塔釜排放的釜液甲醇的含量要低，故所要求的塔分离效率要高，塔板效率也要高，采用填料塔则造价比相同处理量的板式塔更低，操作弹性大，生产能力大，压力降小等优点；且在本项设计中，物料的物性对精馏塔的操作没有影响，料液处理量也不是特别大，总的来说很适合采所以本设计采用填料塔代替传统的板式塔。 总的来说本设计符合设计要求，而且合理正确。
· 中国矿业大学银川学院 本科毕业设计 （ 15 届） 题目年产8万吨甲醇精馏装置 工艺设计 : 系别化学工程系 专业班级化学工程与工艺（2）班 学生姓名曾豪 指导教师苗泽凯
教务处制 2015年4月25日^ 中文题目：年产8万吨甲醇精馏装置工艺设计毕业设计共54页 图纸共 4张 说明书共1页 完成日期：15年05月01日 答辩日期：15年05月16日 、 ;
《 ： 摘要 本设计是对年产8万吨甲醇精馏装置工艺设计，长期以来，甲醇都是被作为农药，医药，染料等行业的工业原料，但随着科技的进步与发展，甲醇将被应用于越来越多的领域，为了使甲醇的利用更有竞争力，以便得到更纯度的甲醇而设计，设计中所采用的方法，归纳统计法、逐板计算法、演绎推理法。 本设计是以板式塔作为气液传质设备进行原料的分离，通过对精馏工艺进行物料衡、热量衡算、附属设备的选型计算，得到工艺数据从而绘制精馏塔的负荷性能图，确定操作线，分析结果确定设计是否符合要求。 本设计进料组成：水含量%（摩尔分数，下同），甲醇含量%；塔釜产品组成：水含量%，甲醇含量%。通过设计得到的结论：泡点进料，精馏塔塔径，塔高,理论塔板数为19块，实际塔板数为38块，其实实际塔板数精馏段为21块，提馏段为17块，从第22块开始进料，全塔效率%。 本设计通过各工段的计算、分析、绘图，结果基本符合设计要求。 — 关键词：甲醇；精馏段；提馏段；板式塔；性能图。
; 目录 1 概述 (7) （ 甲醇的生产现状及应用 (7) 甲醇的合成方法及工艺 (7) 甲醇的合成所用的原料 (7) 甲醇合成方法 (7) 甲醇的生产工艺及进展 (8) 甲醇的精馏工艺 (8) 2 设计任务 (9) 设计内容 (9) , 本设计所选的工艺流程 (9) 操作条件的选择 (10) 设计依据 (11) 3 精馏工段的物料衡算 (12)