年产8万吨甲醇精馏工艺设计(毕业设计)

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58.5%（摩尔分数，下同），甲醇含量41.7%；塔釜产品组成：水含量0.1%，甲醇含量99.9%。通过设计得到的结论：泡点进料，精馏塔塔径2.6m，塔高26.91m,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46.6%。

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)

1.1甲醇的生产现状及应用 (7)

1.2甲醇的合成方法及工艺 (7)

1.2.1甲醇的合成所用的原料 (7)

1.2.2甲醇合成方法 (7)

1.2.3甲醇的生产工艺及进展 (8)

1.3甲醇的精馏工艺 (8)

2 设计任务 (9)

2.1设计内容 (9)

2.2本设计所选的工艺流程 (9)

2.3操作条件的选择 (10)

2.4设计依据 (11)

3 精馏工段的物料衡算 (12)

3.1预塔的物料衡算 (12)

3.1.1预塔进料 (12)

3.1.2预塔出料 (12)

3.2加压塔的物料衡算 (13)

3.2.1加压塔进料 (13)

3.2.2加压塔出料 (13)

3.3常压塔的物料衡算 (13)

3.3.1常压塔进料 (13)

3.3.2常压塔出料 (13)

4 精馏常压塔工艺计算 (15)

4.1常压塔参数及精馏条件的计算 (15)

4.1.1温度 (16)

4.1.2密度的计算 (16)

4.1.3表面张力计算 (17)

4.1.4混合物黏度 (18)

4.1.5相对挥发度 (19)

4.1.6气、液相体积流量的计算 (19)

4.2理论塔板数的计算 (21)

4.3实际塔板数的计算 (21)

4.4塔径的初步设计 (22)

4.5塔板的工艺计算 (23)

4.5.1有效塔高计算 (23)

4.5.2溢流装置 (23)

4.5.3浮阀数与排列 (25)

5塔板流体力学验算 (26)

5.1气相通过浮阀塔板的压降 (26)

5.2淹塔 (27)

5.3物沫夹带 (28)

6 塔板负荷性能图 (29)

6.1物沫夹带线 (29)

6.2液泛线 (30)

6.3液相负荷上限 (31)

6.4漏液线 (31)

6.5液相负荷下限 (31)

7 塔附件设计 (35)

7.1附件的计算 (35)

7.1.1接管 (35)

7.1.2.筒体与封头 (37)

7.2 附属设备设计 (38)

7.2.1冷凝器 (38)

7.2.2再沸器 (39)

参考文献 (40)

致谢 (41)

附录 (42)

1 概述

1.1甲醇的生产现状及应用

据统计，2010年全球甲醇的年生产能力约为7726万吨。预计到2015 年，全球甲醇年生产能力将达到12634万吨，年均增长率约为10.3%。世界生产甲醇中心正在向中国、南美和中东地区转移。中国已成为世界上重要的甲醇生产和使用大国之一，中国市场在不久的未来将会成为国际甲醇生产商争夺的主要市场之一。近年来，我国新增产能逐步向煤炭产地集中，同时以焦炉气为原料的甲醇生产能力也迅速增长。2011年，国内甲醇生产企业数约300余家，产量为2200万吨，同比增长25.6%；同时表观消费量约万2760万吨，同比增长21.6%。与此同时，新兴下游应用领域的快速发展使甲醇需求量也迅速增加[1,2]。

甲醇是重要的化工原料，其中常见的主要有甲醇制备烯烃[3,4]，制高级醇[5]，以及甲醇制碳酸二甲酯、甲醛、叔丁基醚（MTBE）、对苯二酸二甲酯（DMT）、醋酸、二甲醚等，甲醇也是农药、医药等的基础原料之一[2]。甲醇还是一种易燃液体，具有良好的燃烧性能，其辛烷值为110~120，它有很大的蒸发潜能（506Btu/磅），且抗爆性能好，可以做机动车等的燃料或制作成燃料的电池，以及代替民用液化气使用。

1.2甲醇的合成方法及工艺

1.2.1甲醇的合成所用的原料

甲醇的生产原料常见的有气体、液体和固体三种，气体原料常见的有天然气和其它可燃性气体；液体原料常见的有原油、重油、轻油；固体原料常见的有煤和焦炭等。这些原

）等，再按一定的比例配制成合成气，在不同的催化料经造气、脱硫变换、除杂质气（CO

2

作用下，选择不同工艺条件来生产甲醇[8]。

1.2.2甲醇合成方法

在合成甲醇的反应中，甲醇的合成工艺按其压力可以分为高压法、中压法和低压法三种。高压法的操作条件是压力在30MPa以上、温度320℃~380℃下、铜系催化剂合成甲醇，其技术已经相当成熟了，同时其投资和生产成本比低压法高；中、低压法的优点：是能耗低、粗甲醇质量高、设备简单和投资相对较低，比高压法优越。随着甲醇生产催化剂的不