1 绪论
1.1 甲醇的国内外发展
甲醇作为及其重要的有机化工原料，是碳一化学工业的基础产品，在国民经济中占有重要地位。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。
1.1.1生产的发展
[1] 世界甲醇工业的发展
总体上说，世界甲醇工业从90年代开始经历了1991-1998的供需平衡，1998-1999的供大于求，从2000年初至今的供求基本平衡三个基本阶段。[1]据Nexant Chen Systems公司的最新统计，全球2004年甲醇生产能力为4226.5万t/a[2]以下是最近几年的甲醇需求统计。
全球主要地区甲醇消费构成
造甲醛的甲醇用量随年份成增长趋势，而MTBE 的需求量则逐年降低。亚洲需求量增长比较迅速，与此相反，北美地区需求则在减少。
[2] 我国甲醇工业发展
我国的甲醇工业经过十几年的发展，生产能力得到了很大提高。1991年，我国的生产能力仅为70万吨，截止2004年底，我国甲醇产能已达740万吨，117家生产企业共生产甲醇440.65万吨，2005年甲醇产量达到500万吨，比2004年增长22.2%，进口量99.1万吨，因此下降3.1%。
1.1.2生产技术的发展
[1] 装置大型化
于上世纪末相比，现在新建甲醇规模超过百万吨的已不再少数。在2004--2008年新建的14套甲醇装置中平均规模为134万t/a，其中卡塔尔二期工程项目高达230万t/a。最小规模的是智利甲醇项目，产能也达84万t/a，一些上世纪末还称得上经济规模的60万t/a装置因失去竞争力而纷纷关闭。
[2]二次转化和自转化工艺
合成气发生占甲醇装置总投资的50%-60%，所以许多工程公司将其视为技术改进重点。已经形成的新工艺在主要是Syenetix(前ICI)的先进天然气加热炉转化工艺(AGHR),Lurgi的组合转化工艺(CR)和Tops e的自热转化工艺(ATR)
[3] 新甲醇反应器的合成技术
大型甲醇生产装置必须具备与其规模相适应的甲醇反应器和反应技术。传统甲醇合成反应器有ICI的冷激型反应器，Lungi的管壳式反应器，Topsdpe的径向流动反
应器等，近期出现的新合成甲醇反应器有日本东洋工程的MRF--Z反应器等，而反应技术方面则出现了Lurgi推出的水冷一气冷相结合的新流程。
[4] 引入膜分离技术的反应技术
通常的甲醇合成工艺中，未反应气体需循环返回反应器，而KPT则提出将未反应气体送往膜分离器，并将气体分为富含氢气的气体，前者作燃料用，后者返回反应器。
[5] 液相合成工艺
传统甲醇合成采用气相工艺，不足之处是原料单程转化率低，合成气净化成本高，能耗高。相比之下，液相合成由于使用了比热容高，导热系数大的长链烷烃化合物作反应介质，可使甲醇合成在等温条件下进行。
1.2 甲醇的用途及在化学工业中的地位
甲醇工业的迅速发展，是因为甲醇是多种有机产品的基本原料和重要溶剂，广泛的应用在化工、医药、轻工、纺织及运输等行业，甲醇在有机合成工业中，是仅次于烯烃和芳烃的重要基础原料。近年来，随着技术的发展和能源结构的改变，基础又有了很多新用途。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。目前甲醇的深加工产品已达120多种，我国以甲醇为原料的一次加工产品已有近30种。在化工生产中，甲醇可用于制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲胺、甲基叔丁基醚（MTBE）、聚乙烯醇（PVA）、硫酸二甲酯、对苯二甲酸二甲酯（DMT）、二甲醚、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲醇等
以甲醇为中间体的煤基化学品深加工产业：从甲醇出发生产煤基化学品是未来C1化工发展的重要方向。比如神华集团发展以甲醇为中间体的煤基化学品深加工，利用先进成熟技术，发展“甲醇－醋酸及其衍生物”；利用国外开发成功的MTO或MTP先
进技术，发展“甲醇－烯烃及衍生物”的2大系列。
甲醇是非常易于运输的清洁燃料，可以单独与汽油混合作为汽车燃料。近几年，汽车工业在我国获得了飞速发展，随之带来能源供应问题。石油作为及其
重要的能源储量是有限的，而甲醇燃料以其安全、廉价、燃烧充分，利用率高、环保的众多优点，替代汽油已经成为车用燃料的发展方向之一。我国政府已充分认识到发展车用替代燃料的重要性，并开展了这方面的工作。
随着C1化工的发展，由甲醇为原料合成乙二醇、乙醛和乙醇等工艺正日益受到重视。甲醇作为重要原料在敌百虫、甲基对硫磷和多菌灵等农药生产中，在医药、染料、塑料和合成纤维等工业中都有着重要的地位。甲醇还可经生物发酵生成甲醇蛋白，用作饲料添加剂，有着广阔的应用前景。特别是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、乙酸乙烯、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的一重要领域。
目前，甲醇的消费一超过其传统用途，潜在的消耗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，甲醇有未来主要原料的候补原料之称，需用量十分巨大。今后甲醇的发展速度将更为迅速。
1.3甲醇的性质
分子式 CH
OH ，相对分子质量 32.04 。
3
1.3.1 物理性质
常温常压下纯甲醇是无色透明、易流动、易挥发的可燃液体，密度比水小，具有与乙醇相似的气味，具有很强的毒性和良好的溶解性。
在标准状况下，甲醇的饱和蒸汽压并不高，但随着温度的升高却急剧增高。
⑴甲醇的物理常数
沸点：64.5～64.7 ℃ (0.1013 MPa)
凝固点：-97～97.8 ℃
自燃点：473～461 ℃
相对密度：0.7915 (20 ℃)
粘度：液体：0.0005945Pa.S (20 ℃)
气体：0.0000114Pa.S (65 ℃)
闪点：12～16 ℃
折光系数：1.32874 (20 ℃)
膨胀系数：0.00119 1/ ℃
表面张力：0.00221kg/m (20 ℃)
蒸汽压力： -44 ℃ 131.45 Pa 20 ℃ 11825.48 Pa -20 ℃ 839.9 Pa 50 ℃ 50888.2 Pa
0 ℃ 3572.98 Pa 64.5 ℃ 101323.2 Pa
10 ℃ 6679.3 Pa 100 ℃ 320634.6 Pa
⑵甲醇的热力学常数
临界压力：0.076985 Pa
临界温度：240 ℃
燃烧热：726.55 kJ/mol (25 ℃)
蒸发潜热：1129.5 kJ/kg
液体热容：2.49～2.53 kJ/kg (20～25 ℃）
气体热容：1.63 kJ/kg (77 ℃)
1.3.2 化学性质
甲醇不具酸性，也不具碱性，对酚酞和石蕊试液均呈中性
⑴氧化反应
完全氧化：CH
3OH+2
3
O
2
→CO
2
+2H
2
O +726.55 kJ/mol
不完全氧化：CH
3OH+2
1
O
2
→HCHO+H
2
O +159 kJ/mol
⑵脱氢反应
CH
3OH→HCHO+H
2
---86.38 kJ/mol
⑶与有机酸反应
CH
3OH+CH
3
COOH→CH
3
COOCH
3
+H
2
O
⑷与无机酸反应
CH
3OH+HCl→CH
3
Cl+H
2
O
CH
3OH+H
2
SO
4
→CH
3
SO
2
OH+H
2
O
⑸与氨反应生成甲胺
CH
3OH+NH
3
→CH
3
NH
2
+H
2
O+20.75 kJ/mol
2CH
3OH+NH
3
→(CH
3
)
2
NH+2H
2
O+60.88 kJ/mol
3CH
3OH+NH
3
→(CH
3
)
3
N+3H
2
O+407.35 kJ/mol
⑹与苯作用生成甲苯
CH
3OH+C
6
H
6
→C
6
H
5
CH
3
+H
2
O
⑺与CO 作用生成醋酸
CH
3OH+CO→CH
3
COOH
⑻与乙炔作用
CH
3OH+C
2
H
2
→CH
3
OCHCH
2
⑼与金属Na作用
2CH
3OH+2Na→2CH
3
ONa+H
2
⑽与苯胺作用，生成二甲基苯胺
2CH
3OH+ C
6
H
5
NH
2
→C
6
H
5
N(CH
3
)
2
+2H
2
O
甲醇在工业上的用途远不止这些，还有许多重要的用途正在研究开发中。例如,甲醇可以裂解制氢用于燃料电池，甲醇通过ZSM-5分子筛催化剂转化为汽油已经工业化，甲醇加一氧化碳加氢可以合成乙醇，甲醇可以裂解制烯烃等。随着科学技术的发展，以甲醇为原料生产各种有机化工产品的新运用领域正在不断的被开发出来，其地位将会更加重要。
1.4 甲醇的生产方法
1.4.1 由CO和H2合成甲醇
用CO和H
2
在加热压力下，在催化剂作用下合成甲醇。其中包括高压法（340～420 ℃，30～50 MPa 用Zn-Cr催化剂）；中压法（235～275 ℃，10 MPa左右，用Cu-Zn-Al 催化剂）；低压法（220～280 ℃，5 MPa左右，用Cu-Zn-Cr催化剂）及联醇（220～270 ℃，10～13 MPa）。
1.4.2 其他合成方法
⑴甲烷直接氧化法
在催化剂作用下发生，2CH
4+O
2
→2CH
3
OH
⑵液化石油气氧化法
2车间布置
2.1设计依据
2.1.1常用的设计规范和规定
[1]建筑设计防火规范GBJ16-871
[2]煤油化工企业设计防火规定YHS01-78
[3]工业企业设计卫生标准TJ36-79
[4]工业企业噪声卫生标准
[5]化工企业爆炸和火灾危险场所电力设计技术规定CD90A4-83
[6]中华人民共和国爆炸危险场所电气安全规程
2.1.2基础资料
[1]工艺和仪表流程图、管道和仪表流程图
[2] 物料衡算数据及物料性质
[3]设备一览表
[4]公用系统消耗用量，供排水，供电、供热、冷冻压缩空气和外观资料
[5]车间定员表
[6]厂区总平面布置草图
2.2车间布置
2.2.1车间组成
车间组成包括生产、辅助、生活等三部分，各部分划分如下
生产部门：原料工段，生产工段，成品工段，回收工段和控制室
辅助本部门：压缩空气、真空泵房，变电配电室，通风空调室，车间化验室，机修仪修电修室和储藏室
生活部门:办公室，休息室和厕所
2.2.2车间布置要考虑的问题
[1]最大限度的满足工艺生产包括设备维修的要求
[2]有效利用车间建筑面积和土地
[3]要为车间的技术经济指标先进合理以及节能等要求创造条件
[4]要考虑车间的发展和厂房的扩建
[5]车间中所采取的劳动保护、防腐措施是否符合要求
[6]本车间与其他车间在总平面布置图上的位置，力求室、使他们之间输送管
线最短，联系最方便
[7]建筑地区的气象、地质、水文等条件
[8]人流货流不要交错
2.3车间布置的技术问题
2.3.1厂房安排
像15万吨合成这样，生产规模较大，车间内各工段的生产特点有显著差异，需要严格分开。并且这种产品易燃易爆，有明火设备，厂房安排需采用单体式，即把原料处理、成品包装、生产工段、回收工段和控制室以及特殊设备，独立设计，分散成许多单体。
[1]厂房层数
厂房一般都设计为高单层的，这样的厂房利用率，建设费用较低，并且利于移动、拆装和改建操作，以适用工艺流程变化的需要。
[2]厂房布置
厂房平面布置其外形一般有长方形、L型和T型。其各种形状都有其有缺点，我们要根据费用、路线、采光、通风和交通等方面综合考虑。
厂房的宽度问题，生产厂房为了尽可能的利用自然采光和通风以及建筑经济上的要求，一般单层厂房的宽度不宜超过30m，厂房中的柱子布置既要便于设备排列和工人操作，又要有利于交通运输，因此单层厂房为单跨的，场内没有柱子。厂房内的安全出口，一般不宜少于两个。
2.3.2设备布置
小型的设备，一般采用室内设计，但大型设备宜采取露天布置。
露天布置的优点：
<1>节约建筑面积，节省基建投资
<2>节约土地施工工程量，加快基建进度
<3>降低厂房耐火等级，降低厂房造价
<4>有利于防火、防爆和防毒
<5>对厂房的扩建改建具有较大的灵活性
2.3.3塔的设备布置
<1>大型塔设备多数露天布置，用裙式支座直接安装于基础上。
<2>多个塔可按流程成排布置，也可根据条件具体布置，并尽可能处于同一中心
线上
<3>塔与塔的净距离一般为2m左右，塔群于框架的净距离一般为1.5m左右
<4>塔上设置公用平台，平台的宽度不小于1.2m，最下层平台高度应高出地面2.1m
以上。上下层平台最大间距为8m
<5>塔上每个人孔处需设置操作平台，以便检修塔板用
<6>塔的安装高度必须考虑塔釜泵的净正吸入压头等
<7>确定塔的管口方位
3 设计路线及催化剂
3.1设计条件
[1]粗甲醇的精馏过程，对产品质量控制要求甲醇和水分离彻底，还要降低精
甲醇中有机杂质的含量。
[2]在预精馏塔操作中，要维持适当的负荷，适宜的回流比和合理的塔内温度
分布与稳定，最关键的是进行好萃取精馏操作。
[3]主精馏塔要维持正常的操作参数提高塔的分离效率，还要控制好塔温，防
止重组分上升，连续有效采出重组分
[4]防止精馏塔加水浑浊
[5]防止精甲醇水分超标
3.2设计路线
粗醇中能溶于甲醇的烷烃类杂质大都能与甲醇形成共沸物，集中在预塔的顶部（回流冷凝液中较多），严重影响精醇的质量。为了去掉这部分杂质，在操作时加20%左右的冷凝水（占入料量），于预塔回流液收集槽中进行萃取。由于水的加入把回流液稀释，使溶于液内的烃类呗萃取出来，形成油状物和回流液分层，浮于液面上，从槽内引出即为甲醇油。对于不溶于水的烃类，可以从回流液中采出，即为低沸点初馏物。这样能更好的使预后甲醇液中低沸点杂质脱除干净。
本设计采取双塔流程，轻馏分在预塔分离出来，精甲醇、高沸点物和残液在主塔分离出来。从主塔回流液踩出的低沸点物引回预塔，进一步回收甲醇。
3.3催化剂
低压合成甲醇的过程中，所有反应都是在催化剂作用下进行的，各工序使用催化剂见表3—1
表 3—1 甲醇合成工序催化剂
3.3.1 铜基催化剂(CuO,ZnO,Al2O3的组合)
铜基催化剂大多数采用共沉淀法制备，使用需进行还原，使用温度在280 ℃左右。温度过高会造成其失活。因此使用中应防止温度过大的波动。目前，国内有C-207系，C-301系和CNJ-202系；国外有英国I.C.I的51-1型，前苏联的CHM-1型和BASF等。
3.3.2 催化剂失活机理
催化剂中毒，一般认为是“毒素”在催化剂表面生成薄膜，使表面失去活性，能
使铜基催化剂中毒的毒素有：CS
2，H
2
S，Cl
2
，Br
2
，P，As，Pb等。
3.3.3 催化剂的使用和维护
资料显示，每吨催化剂约能生产500～600吨粗甲醇，催化剂成本中，催化剂占5～7%。
因此正确使用催化剂，延长其寿命是必要的，具体方法如下：
1 加强进料气净化
2 正确制订和严格执行催化剂的还原方案
3 减少摩擦，
4 撞击，
5 填充均匀
6 选用合适的反应器
7 控制合成塔生产负荷
4 甲醇精馏工艺的计算
4.1预塔物料及热量平衡
4.1.1物料衡算
预塔操作条件：入塔粗醇中含轻馏分0.7%(以二甲醚计)，甲醇含量93.4%，水含量5.9%（包括乙醇、烷烃等杂质）。精甲醇耗碱量0.1kg/t,将烧碱配置成含NaOH8%~10%溶液连续补入预塔中。
[1]进料量
(1) 粗醇的流量=150000000kg/300×24h=20833kg/h
(2) 甲醇=粗醇的流量×甲醇含量=20833kg/h×93.4%=19458kg/h
(3) 水=粗醇的流量×粗甲醇的含水量=20833kg/h×5.9%=1229.1kg/h
(4）烧碱=粗甲醇的流量×碱耗量=20.833×0.1=2.08 kg/h
(5）烧碱带水量=碱液量-烧碱量=2.083/10%-2.08=18.75 kg/h
(6) 软水（蒸汽冷凝水）量：按粗醇量的20%计算。
粗醇的流量×20%-补入烧碱带入的水量=20833×20%-18.75=4147.85 kg/h (7）轻馏分量=粗醇的流量*轻馏分含量=20833×0.7%=145.8 kg/h
(8）主塔来的低沸点物量=预塔进料×3%=20833×3%=625 kg/h
[2]出料量
（1）甲醇 19458 kg/h
(2)水(包括乙醇、烷烃等) 1229.1+18.75+4147.85=7200.21 kg/h （3）烧碱 2.08kg/h
（4）轻馏分 145.8 kg/h
（5）初馏物 625 kg/h
4.1.2热量衡算
预塔操作条件：
塔顶温度62℃；塔底温度78℃；进料温度65℃；回流液温度60℃；回流比=回流量/进料量=0.75
[1]预塔全塔热量平衡计算
（1）带入热量：Q
入热=Q
粗甲醇
+Q
软水
+Q
回流液
+Q
低沸点物
+Q
加热蒸汽表二预塔物料带入热量
入热186679.43389583.6334505.71076756.975668.992424855.96103850加热
预塔物料衡算图
蒸
=7521900.62+Q 加热
（2）带出热量：：Q 出热=Q 二甲醚+Q 预后甲醇+Q 回流液+Q 初馏物+Q 热损失
表三 预塔物料带出热量
出热入热
=24387905+0.05Q 入热
因Q 入热=Q 出热
故7521900.62+Q 加热=24387905+0.05Q 入热 得 Q 加热=18149578.33kJ/h
则由塔底部循环蒸发器加入的蒸汽量为 18149578.33/2118.62=8566.7kg/h 每吨粗甲醇脱除轻馏分所需的蒸汽量为
塔底蒸汽量/粗醇的流量=8379.84/20833 =0.41t/t
表四 预塔热量平衡表
4.1.3冷却水用量的计算
从预塔蒸馏出来的甲醇蒸汽含轻馏分和初馏分，进预塔冷凝器，通过冷却水用量控制冷却温度，达到分离甲醇、轻馏分和初馏分的目的。甲醇作为回流液返回系统，轻馏分以气态形式排除，初馏物采出后进油水槽。
[1]热量衡算
（1）物料带入热Q
入热=Q
预后甲醇
+Q
回流液
+Q
初馏物
=100173.348+17700002.9+758068.75 =18558245 kJ/h
（2）物料带出热Q
出热=Q
二甲醚
+Q
回流液
+Q
初馏物
+Q
热损失
其中Q
回流液
=回流量×甲醇比热容×温度
=14593.5×2.68×62
=2346634.8 kJ/h
Q
初馏物
=初馏分量×甲醇比热容×温度
=625×2.68×62
=103850 kJ/h
Q
二甲醚
=轻馏分量×（二甲醚比热容×温度+二甲醚气冷凝热） =145.8×（2.64×62+523.38）
=100173.348 kJ/h
Q
热损失=0.05Q
入热
=0.05×25671478.93
=1283573.95 kJ/h
于是Q
出热
=2424855.96+103850+100173.348+1283573.95
=3912453.258kJ/h
[2]冷却水用量
物料带入热量与物料带出热量之差，所余热量由水冷却。冷却水进冷凝器温度为31℃；出冷凝器温度为40℃。
于是Q
余热
=Q
入热
-Q
出热
=18558245-3912453.258
=14645791.74 kJ/h
则用水量G
1
=14645791.74 /(40-31)×1000×4.187
=388.66/h
每吨粗醇脱除轻馏分需冷却水用量为
G’
1
= G
1
/粗醇流量=388.66/20.833=18.66t/ 主4.2主塔物料及热量平衡
4.2.1进料量：包括预后甲醇和回流液
（1）主塔进料量=预塔总出料量-轻馏分-预塔出馏物
=25626.58-145.8-625
=24855.78 kg/h
(2)回流液量：回流比取进料量的2倍，即29187 kg/h
总进料量=主塔进料量+回流液量
=24855.78+29187=54042.78 kg/h
4.2.2出料量
精馏工序所有产品都在主塔中全部分离完成。主要有精甲醇、低沸点物、高沸点采出、残液和不凝性气体放空。
从物料平衡角度看，粗醇中的甲醇就是精甲醇，但实际生产中预塔出馏物采出、主塔高沸点物采出与残液中含的甲醇，应从精甲醇中除掉，剩余部分才是成品精甲醇。
在以铜基催化剂的双塔精馏工艺中合成粗甲醇的高沸点杂质容易在主塔内积累，被提到塔的上层，在成品采出时易混到精甲醇中，影响成品甲醇的纯度和使甲醇浑浊。所以在操作过程中必须连续从塔的中下部采出，采出量为预塔进料的2-3%，计算时以3%计算。
（1）高沸点采出量：物中含甲醇83%,水及其它高沸物为17%。则采出量为预塔进料量×3%=20833×3%=625kg/h
其中含甲醇=625×83%=518.75 kg/h
含水=625×17%=106.25 kg/h
（2）低沸点采出量：物中含甲醇97.93%-99%，油溶性性杂质1-2.07%，计算时以100%甲醇计，占预塔进料的3%。其采出量为
预塔进料×3%=20833×3%=625kg/h
（3）残液排放量：包括水、碱、甲醇及高沸点物等，其中甲醇含1%，计算时以水计。
设残液排放量为X kg/h,则方程式为
X=预后甲醇中的水量+碱量+残液中甲醇含量-高沸点物采出甲醇中水含量=5395.7+2.08+0.01X-106.25
解的 X=5344.98kg/h
其中含甲醇=1%X=53.45kg/h
（4）成品精甲醇量：即采出精甲醇量
精甲醇量=预后甲醇量-低沸点物采出量-高沸点物采出量中甲醇含量-残液中甲醇含量 =19458-625-518.75-53.45
=18260.8 kg/h
4.2.3物料衡算
表五主塔进出物料平衡表
油水槽和残液中，所以在双塔工艺中提高粗醇的质量，加强精馏操作，减少预塔出馏物和主塔低沸点物、高沸点物的采出，可以大幅度减低甲醇成本，从而提高甲醇的产量。
主塔物料衡算图
4.2.4热量平衡
已知条件：塔顶温度66℃，塔底温度112℃，回流液温度63℃，进料温度86℃，成品精甲醇温度67℃，高沸物温度74℃，低沸物温度63℃。
[1]主塔全塔热量平衡计算
（1）带入热量：Q
入热=Q
预后甲醇
+Q
回流液
+Q
加热蒸汽
（2）带出热量：Q
出热=Q
成品精甲醇
+Q
残液
+Q
回流液
+Q
热损失
表六主塔全塔带入热量计算表
表七主塔全塔带出热量计算表
入热出热
即 6427574.2+4927933.1+Q
加热=3278923.6+0.05Q
入热
+2506253.43+35479425.33
化工原理课程设计说明书 设计题目：甲醇—水连续填料精馏塔 设计者： 专业： 学号： 指导老师： 2007年7 月13日
目录 一、设计任务书 (1) 二、设计的方案介绍 (1) 三、工艺流程图及其简单说明 (2) 四、操作条件及精熘塔工艺计算 (4) 五、精熘塔工艺条件及有关物性的计算 (14) 六、精馏塔塔体工艺尺寸计算 (19) 七、附属设备及主要附件的选型计算 (23) 八、参考文献 (26) 九、甲醇－水精熘塔设计条件图
一、设计任务书 甲醇散堆填料精馏塔设计： 1、处理量：12000 吨/年(年生产时间以7200小时计算) 2、原料液状态：常温常压 3、进料浓度：41.3%(甲醇的质量分数) 塔顶出料浓度：98.5%(甲醇的质量分数) 塔釜出料浓度：0.05%(甲醇的质量分数) 4、填料类型：DN25金属环矩鞍散堆填料 5、厂址位于沈阳地区 二、设计的方案介绍 1、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。 2、精熘塔的操作压力 在精馏操作中，当压力增大，混合液的相对挥发度减小，将使汽相和液相的组成越来越接近，分离越来越难；而当压力减小，混合液的相对挥发度增大，α值偏离1的程度越大，分离越容易。但是要保持精馏塔在低压下操作，这对设备的要求相当高，会使总的设备费用大幅度增加。在实际设计中，要充分考虑这两
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-水分离过程板式精馏塔的设计 1.设计方案的确定 本设计任务为分离甲醇和水混合物。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，其余部分经产品冷凝冷却后送至储罐。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1.8倍。塔釜采用间接蒸汽加热①。 2.精馏塔的物料衡算 2.1.原料液及塔顶、塔顶产品的摩尔分率 甲醇的摩尔质量M A=32.04kg/kmol 水的摩尔质量M B=18.02 kg/kmol x F= 0.46/32.04 0.324 0.46/32.040.54/18.02 = + x D= 0.95/32.04 0.914 0.95/32.040.05/18.02 = + x W= 0.03/32.04 0.0171 0.03/32.040.97/18.02 = + 2.2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 M F=0.324*32.04(10.324)*18.0222.56 +-=kg/kmol M D=0.914*32.04(10.914)*18.0230.83 -=kg/kmol M W=0.0171*32.04(10.0171)*18.0218.26 +-=kg/kmol 2.3.物料衡算 原料处理量F= 30000*1000 184.7 24*300*22.56 =kmol/h 总物料衡算184.7=D+W 甲醇物料衡算184.7*0.324=0.914D+0.0171W 联立解得D=63.21 kmol/h W=121.49 kmol/h 3.塔板数的确定 3.1.理论塔板层数N T的求取 3.1.1.由手册查的甲醇-水物系的气液平衡数据
郑州轻工业学院 ——化工原理课程设计说明书 课题：甲醇和水的分离 学院：材料与化学工程学院 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 目录 第一章流程确定和说明 (2) 1.1.加料方式 (2)
1.2.进料状况 (2) 1.3.塔型的选择 (2) 1.4.塔顶的冷凝方式 (2) 1.5.回流方式 (3) 1.6.加热方式 (3) 第二章板式精馏塔的工艺计算 (3) 2.1物料衡算 (3) 2.3 塔板数的确定及实际塔板数的求取 (5) 2.3.1理论板数的计算 (5) 2.3.2求塔的气液相负荷 (5) 2.3.3温度组成图与液体平均粘度的计算 (6) 2.3.4 实际板数 (7) 2.3.5试差法求塔顶、塔底、进料板温度 (7) 第三章精馏塔的工艺条件及物性参数的计算 (9) 3.1 平均分子量的确定 (9) 3.2平均密度的确定 (10) 3.3. 液体平均比表面积张力的计算 (11) 第四章精馏塔的工艺尺寸计算 (12) 4.1气液相体积流率 (12) 4.1.1 精馏段气液相体积流率： (12) 4.1.2提馏段的气液相体积流率： (13) 第五章塔板主要工艺尺寸的计算 (14) 5.1 溢流装置的计算 (14) 5.1.1 堰长 (14) 5.1.2溢流堰高度： (15) 5.1.3弓形降液管宽度 (15) 5.1.4 降液管底隙高度 (16) 5.1.5 塔板位置及浮阀数目与排列 (16) 第六章板式塔得结构与附属设备 (24) 6.1附件的计算 (24) 6.1.1接管 (24) 6.1.2 冷凝器 (27) 6.1.3再沸器 (28) 第七章参考书录 (28) 第八章设计心得体会 (29)
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
目录 设计任务书 一、概述 1、精馏操作对塔设备的要求和类型 (4) 2、精馏塔的设计步骤 (5) 二、精馏塔工艺设计计算 1、设计方案的确定 (6) 2、精馏塔物料衡算 (6) 3、塔板数的确定 (7) 的求取 (7) 3.1理论板层数N T 3.2实际板层数的求取 (8) 4、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 4.1操作温度的计算 (11) 4.2平均摩尔质量的计算 (11) 4.3平均密度的计算 (12) 4.4液相平均表面张力计算 (12) 4.5液体平均粘度计算 (13) 5、精馏塔塔体工艺尺寸计算 5.1塔径的计算 (14) 5.2精馏塔有效高度的计算 (15) 6、塔板主要工艺尺寸计算 6.1溢流装置计算 (16) 6.2塔板的布置 (17) 6.3浮阀计算及排列 (17) 7、浮阀塔流体力学性能验算 (19) 8、塔附件设计 (26) 7、精馏塔结构设计 (30)
7.1设计条件 (30) 7.2壳体厚度计算………………………………………………… 7.3风载荷与风弯矩计算………………………………………… 7.4地震弯矩的计算………………………………………………… 三、总结 (27) 化工原理课程设计任务书 一、设计题目: 甲醇-水溶液连续精馏塔设计 二、设计条件: 年产量: 95%的甲醇17000吨 料液组成(质量分数): (25%甲醇，75%水) 塔顶产品组成(质量分数): (95%甲醇，5%水) 塔底釜残液甲醇含量为6% 每年实际生产时间: 300天/年,每天24小时连续工作 连续操作、中间加料、泡点回流。 操作压力：常压 塔顶压力4kPa(表压) 塔板类型：浮阀塔 进料状况：泡点进料 单板压降：kPa 7.0 厂址：安徽省合肥市 塔釜间接蒸汽加热，加热蒸汽压力为0.5Mpa 三、设计任务 完成精馏塔的工艺设计,有关附属设备的设计和选型,绘制精馏塔系统工艺流程图和精馏塔装配图,编写设计说明书. 设计内容包括： 1、 精馏装置流程设计与论证 2、 浮阀塔内精馏过程的工艺计算 3、 浮阀塔主要工艺尺寸的确定 4、 塔盘设计 5、 流体力学条件校核、作负荷性能图 6、 主要辅助设备的选型 四、设计说明书内容 1 目录 2 概述(精馏基本原理) 3 工艺计算 4 结构计算 5 附属装置评价 6 参考文献 7 对设计自我评价 摘要：设计一座连续浮阀塔，通过对原料，产品的要求和物性参数的确定及对主
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、
化学与化学工程学院 《化工原理》专业课程设计 设计题目常压甲醇－水筛板精馏塔设计 姓名：潘永春 班级：化工101 学号： 2010054052
指导教师：朱宪 荣 课程设计时间2013、6、8——2013、6、20 化工原理课程设计任务书 专业：化学与化学工程学院：化工101 姓名：潘永春 学号 20100054052 指导教师朱宪荣 设计日期： 2013 年6月8日至 2013年6月20日 一、设计题目：甲醇－水精馏塔的设计 二、设计任务及操作条件： 1、设计任务 生产能力（进料） 413.34Kmol/hr 操作周期 8000小时/年 进料组成甲醇0.4634 水0.5366（质量分率下同） 进料密度 233.9Kg/m3 平均分子量 22.65 塔顶产品组成 >99% 塔底产品组成 <0.04% 2、操作条件 操作压力 1.45bar （表压） 进料热状态汽液混合物液相分率98% 冷却水 20℃ 直接蒸汽加热低压水蒸气 塔顶为全凝器，中间汽液混合物进料，连续精馏。 3、设备形式筛板式或浮阀塔
4、厂址齐齐哈尔地区 三、图纸要求 1、计算说明书（含草稿） 2、精馏塔装配图（1号图，含草稿） 一．前言5 1.精馏与塔设备简介 5 2.体系介绍 5 3.筛板塔的特点 6 4.设计要求: 6 二、设计说明书7 三．设计计算书8 1.设计参数的确定8 1.1进料热状态8 1.2加热方式8 1.3回流比（R）的选择8 1.4 塔顶冷凝水的选择 8 2.流程简介及流程图 8 2.1流程简介8 3.理论塔板数的计算与实际板数的确定9 3.1理论板数计算9 3.1.1物料衡算9 3.1.2 q线方程9 3.1.3平衡线方程10 3.1.4 Rmin和R的确定10 3.1.5精馏段操作线方程的确定10 3.1.6精馏段和提馏段气液流量的确定10 3.1.7提馏段操作线方程的确定10 3.1.8逐板计算10 3.1.9图解法求解理论板数如下图: 12 3.2实际板层数的确定12 4精馏塔工艺条件计算12 4.1操作压强的选择12 4.2操作温度的计算13
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
化工原理课程设计 一、设计题目 甲醇-水连续精馏塔的设计 二、设计条件 1、常压操作：p=１atm 2、进精馏塔的料液含甲醇61％（质量）,其余为水 3、产品的甲醇含量不得低于99％(质量) 4、残液中甲醇含量不得高于３%（质量） 5、生产能力为日处理（24h）66.5吨粗甲醇 三、设计内容 3.１:设计方案的确定及流程说明 ３.1.１:选择塔型 精馏塔属气—液传质设备。气—液传质设备主要有板式塔和填料塔两大类。该塔设计生产时日要求较大,由板式塔与填料塔比较知：板式塔直径放大时，塔板效率较稳定,且持液量较大,液气比适应范围大，因此本次精馏塔设备选择板式塔。 筛板塔是降液管塔板中结构最简单的，制造维修方便，造价低,相同条件下生产能力高于浮阀塔，塔板效率接近浮阀塔。本次设计为分离甲醇与水,所以由各方面条件考虑后，本次设计应用筛板塔。 ３.1.２：精馏方式 由设计要求知,本精馏塔为连续精馏方式 3．1.3：装置流程的确定 为获取也液相产品，采用全凝器。 含甲醇61％(质量分数)的甲醇-水混合液经过预热器,预热到泡点进料。进入精馏塔后分离，塔顶蒸汽冷凝后有一部分作为产品经产品冷却器冷却后流入甲醇贮存罐，一部分回流再进入塔中，塔底残留液给再沸器加热后，部分进入塔中，部分液体作为产品经釜液冷却器冷却后流入釜液贮存罐。 3.1．4:操作压强的选择 常压操作可减少因加压或减压操作所增加的增、减压设备费用和操作费用，提高经济效益，在条件允许下常采用常压操作，因此本精馏设计选择在常压下操作。 3．1.5:进料热状态的选择 泡点进料时，塔的操作易于控制，不受环境影响。饱和液体进料时进料温度不受季节、气温变化和前段工序波动的影响,塔的操作比较容易控制。此外，泡点进料,提馏段和精馏段塔径大致相同,在设备制造上比较方便。冷液进塔虽可减少理论板数，使塔高降低，但精馏釜及提馏段塔径增大，有不利之处。所以根据设计要求,可采用泡点进料，q＝1。 3.1．６：加热方式 本次采用间接加热,设置再沸器 3.1.7:回流比的选择 选择回流比,主要从经济观点出发，力求使设备费用和操作费用最低，一般经验值为：Ｒ＝(1.2~2)Rｍｉn 经后面简捷法计算对应理论板数N时,可知,R=２Rmin时,理论板数最少，所以回流比选择为最小回流比的2倍。
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
《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)
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.
甲醇水筛板精馏塔课程设计 《化工原理》专业课程设计设计题目常压甲醇－水筛板精馏塔设计姓名：潘永春班级：化工101 学号：xx054052 指导教师：朱宪荣课程设计时间xx、6、8xx、6、20 化工原理课程设计任务书专业：化学与化学工程学院：化工101 姓名：潘永春学号 xx0054052 指导教师朱宪荣设计日期：xx 年6月8日至 xx年6月20日 一、设计题目： 甲醇－水精馏塔的设计 二、设计任务及操作条件： 1、设计任务生产能力（进料）4 13、34Kmol/hr操作周期8000小时/年进料组成甲醇0、4634 水0、5366（质量分率下同）进料密度2 33、9Kg/m3 平均分子量 22、65塔顶产品组成 >99%塔底产品组成 <0、04% 2、操作条件操作压力 1、45bar （表压）进料热状态汽液混合物液相分率98% 冷却水20℃ 直接蒸汽加热低压水蒸气塔顶为全凝器，中间汽液混合物进料，连续精馏。 3、设备形式筛板式或浮阀塔 4、厂址齐齐哈尔地区
三、图纸要求 1、计算说明书（含草稿） 2、精馏塔装配图（1号图，含草稿）一、前言 51、精馏与塔设备简介 52、体系介绍 53、筛板塔的特点 64、设计要求:6 二、设计说明书7三、设计计算书 81、设计参数的确定 81、1进料热状态 81、2加热方式 81、3回流比（R）的选择 81、4 塔顶冷凝水的选择 82、流程简介及流程图 82、1流程简介 83、理论塔板数的计算与实际板数的确定 93、1理论板数计算 93、1、1物料衡算 93、1、2 q线方程 93、1、3平衡线方程103、1、4 Rmin和R的确定103、1、5精馏段操作线方程的确定103、1、6精馏段和提馏段气液流量的
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