30kt/a甲醇精馏工艺设计 The Design Of 30kt/a Methanol Distillation Process 目 录摘要IAbstractII引 言1第1章 概述2第2章 甲醇工艺流程4 2.1 精馏反应设计方案的选择4 2.2精馏原理以及塔设备的选择5 2.2.1 精馏原理5 2.2.2进行精馏反应的塔设备的选择7 2.2.3塔板的类型与选择9 2.3 工艺流程简介11第3章 精馏塔设备的主要计算13 3.1 设计任务和基本的物性数据13 3.2 设计方案的确定及流程说明13 3.2.1精馏塔的物料衡算13 3.2.2塔板数的确定14 3.3精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算18 3.3.1操作压力的计算18 3.3.2操作温度计算18 3.3.3平均摩尔质量计算18 3.3.4平均密度计算19 3.3.5液体平均表面张力的计算19 3.3.6 液体平均粘度20 3.4 精馏塔的塔体工艺尺寸计算20 3.4.1 塔径的计算20 3.4.2 精馏塔有效高度的计算21 3.5 塔板主要工艺尺寸的计算21 3.5.1 溢流装置计算21 3.6 塔板布置23 3.7 塔板的流体力学验算24 3.7.1塔板压降24 3.7.2 液面落差25 3.7.3 液沫夹带25 3.7.4 漏液25 3.7.5 液泛25 3.8 塔板负荷性能图26 3.8.1 漏液线26 3.8.2 液沫夹带线27 3.8.3 液相负荷下限线27 3.8.4 液相负荷上限线28 3.8.5 液泛线28 3.9 筛板塔设计计算结果30 3.10 精馏塔接管尺寸计算31 3.10.1 塔顶蒸气出口管的直径31 3.10.2 回流管的直径31 3.10.3 进料管的直径32 3.10.4 塔底出料管的直径32结 论33致 谢34参考文献35附录3634 / 38 30kt/a甲醇精馏工艺设计摘要：甲醇作为极其重要的有机化工原料，是碳一会化学工业的基础产品，在国民经济中占有重要的地位.在化工生产中，甲醇可用于制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲胺等.在世界范围内的所有化工产品中，其产量仅次于乙烯、丙烯、苯，居第四位.广泛用于有机中间体，是碳一化学的基础产品，并还用作溶剂和工业及民用燃料等.本文论述了甲醇的精馏工段.在抗生素类药物生产过程中，需要用甲醇溶媒洗涤晶体，洗涤过滤后产生废甲醇溶媒，含有少量的药物固体微粒.为使废甲醇溶媒重复利用，拟建立一套板式精馏塔，详细介绍了各种精馏工艺，根据各个工艺的优缺点和本设计的需要，选择了与设计需，要相适应的工艺和设备，并进行了计算.在甲醇精馏中选用了常压、单塔操作方式，选择的是筛板精馏塔，塔的有效高度是8米，塔径为1.2米.本设计分离效果良好，工艺流程简单，投资少，具有较高的是实用价值.关键词：甲醇 化工原料 筛板塔 塔径 精馏 The Design of 30kt/a Methanol Distillation ProcessAbstract: As an extremely important organic chemical raw material, methanol is the basic product of carbon chemistry industry, occupying an important position in the national economy. In chemical production, the methanol can be used in the manufacture of formaldehyde, acetic acid, methyl chloride, and methylamine and so on. In all chemical products worldwide, Its production is Second only to the ethylene, propylene, benzene, Ranking fourth place. Besides, methanol is widely used in organic intermediates and also used as a solvent and industrial and civil fuel. This paper discusses the methanol distillation section. In antibiotic production process, methanol solvent is needed to wash the crystals. Washing and filtering produces waste methanol solvent which contains a small amount of the drug particles. In order to make the waste methanol solvent recycle, the paper establishes a set of plate distillation column. It introduces a variety of distillation process in detail. According to the advantages and disadvantages of the process and the design need, it chooses and designs the technology and equipment needed and calculates.In methanol rectification, the choice is single tower atmospheric operation mode and sieve plate distillation column. The bottom of the tower is 8 meters high. The diameter of the column is 1.2 meters. The design is of a good separation effect, simple process flow. And the design has less investment and a high practical value.Key words:methanol;chemical raw materials;sieve plate tower;diameter of the column;rectification引 言 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、硫酸二甲酯等多种有机产品，也是农药、医药的重要原料之一.我国甲醇消费结构与国外类似，最大消费领域是甲醛生产，消费比例约为40%，在抗生素类药物生产过程中，需要用甲醇溶媒洗涤晶体，洗涤过滤后产生废甲醇溶媒，其组成为含甲醇46%、水54%（质量分数），另含有少量的药物固体微粒.由于甲醇消费市场的不断扩大，促使了甲醇生产工艺和提纯工艺的不断改进，使其成本生产规模日益扩大，生产成本不断下降.因此如果能有一套分离效率高，所花成本又低的工艺设备来有效进行废甲醇溶媒的甲醇分离是具有极为重要的经济意义的.基于以上各种原因以及需求现状，为使废甲醇溶媒重复利用，节约资源.由于筛板塔结构简单，造价低廉，气体压降小，板上液面落差也较小，生产能力及板效率较高，所以做下面的板式塔精馏工艺设计.第1章 概述 甲醇是最简单的化学品之一，是重要的化工基础原料和清洁液体燃料，广泛应用于有机合成、染料、医药、农药、涂料、汽车和国防等工业中.甲醇最早由木材和木质素干馏制得，故俗称木醇.木材在长时间加热碳化过程中，产生可凝和不可凝的挥发性物质，这种被称为焦木酸的可凝性液体中含有甲醇、乙酸和焦油.除去焦油的焦木酸可通过精馏分离出天然甲醇和乙酸.生产1Kg的甲醇大约需要60-80Kg的木材.这是生产甲醇的最古老的方法. 甲醇是一种无色、透明、易燃、易挥发的有毒液体，常温下对金属无腐蚀性（铅、铝除外），略有酒精气味.分子量32.04，相对密度为0.792(20/4)，熔点-97.8，沸点64.5，燃烧热725.76KJ/mol，闪点12.22，自燃点463.89，蒸气密度1.11，蒸气压13.33KPa(100mmHg 21.2)，蒸气与空气混合物爆炸极限为636.5 %（体积比），能与水、乙醇、乙醚、苯、酮、卤代烃和许多其他有机溶剂相混溶，遇热、明火或氧化剂易燃烧.燃烧反应式为：CHOH + O CO + HO 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、硫酸二甲酯等多种有机产品，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，也加入汽油燃烧.甲醇和氨反应可以制造一甲胺.甲醇的生产，主要是合成法，尚有少量从木材干馏作为副产回收.合成的化学反应式为：2H + CO CHOH.合成甲醇可以固体（如煤、焦炭）液体（如原油、重油、轻油）或气体（如天然气及其他可燃性气体）为原料，经造气净化（脱硫）变换，除去二氧化碳，配制成一定的合成气（一氧化碳和氢）.在不同的催化剂存在下，选用不同的工艺条件.单产甲醇（分高压法低压和中压法），或与合成氨联产甲醇（联醇法）.将合成后的粗甲醇，经预精馏脱除甲醚，精馏而得成品甲醇.高压法为BASF最先实现工业合成的方法，但因其能耗大，加工复杂，材质要求苛刻，产品中副产物多，今后将由ICI低压和中压法及Lurgi低压和中压法取代. 甲醇生产过程比较简单,原料来源多样,煤、石脑油和天然气均可制甲醇.甲醇用途广泛,它的下游产品多达几百种.近年来由于世界各国环保意识的加强,特别是美国国会于1990年11月15日通过清洁空气法修正案以后,甲醇的身价备增,全球甲醇的需求增长加快.据全国化学工程技术委员会副主任、中石化宁波工程有限公司副总工程师唐宏青介绍，国内煤基甲醇每吨产品能耗为5060吉焦，耗煤1.6吨左右，耗水2230吨.以天然气为原料生产的甲醇每吨产品能耗约为40吉焦，耗天然气9001150立方米，耗水1620吨.我国小型联醇装置每吨产品耗能则高达70吉焦.而国外大型甲醇装置基本都以天然气为原料，并且每吨产品能耗只有2530吉焦，耗天然气760920立方米，耗水1015吨.未来甲醇生产装置将具有一下特点：低投资成本为前提的大型、单列装置；可靠性较高的先进技术；环境污染小的生产技术. 甲醇作为一种原材料用于甲醛的生产中，甲醛后来又用为多羟基化合物的原材料.因为在废液中分离的甲醇和甲醛有很高的产品收率，所以在用于分离那些混合物的时候被认为是更经济和节约的方法，并且可以被用在各自工艺流程的原材料.这种精心研究的分离技术是精馏.这种精馏工艺的主要目标是：通过实验室精馏学习到关于分离的知识；通过比较试验数据来模拟系统和完善模型；