畢業(yè)設(shè)計(jì)甲醇精餾工段常壓精餾塔工藝設(shè)計(jì)及分析

1、畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文)專 業(yè)班 級(jí)學(xué)生姓名學(xué) 號(hào)課 題 30萬噸/年甲醇精餾工段的初步設(shè)計(jì) 常壓精餾塔工藝設(shè)計(jì)及分析 指導(dǎo)教師 摘要通過本課題的設(shè)計(jì)了解甲醇精餾的發(fā)展歷程和國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，主要介紹了甲醇精餾工藝，對(duì)單塔流程、雙塔流程、三塔流程和四塔流程工藝進(jìn)行了闡述,顯示了四塔流程的優(yōu)越性。熟悉甲醇精餾工藝流程、技術(shù)設(shè)備等。對(duì)甲醇精餾工段全流程進(jìn)行物料衡算,著重分析常壓精餾塔的工藝設(shè)計(jì)。應(yīng)用ASPEN PLUS化工模擬系統(tǒng)中的和DSTUW、RADFRAC塔精餾模塊對(duì)常壓精餾塔進(jìn)行模擬。通過對(duì)甲醇精餾工藝流程的物料衡算和常壓精餾塔工藝的研究，掌握甲醇精餾工業(yè)生產(chǎn)中各塔的作用、進(jìn)出料情況、塔

2、板數(shù)等相關(guān)參數(shù)的計(jì)算。最后繪制出工藝流程圖、帶控制點(diǎn)的物料流程圖、設(shè)備圖和設(shè)備布置圖。關(guān)鍵詞：甲醇精餾、常壓精餾塔、ASPEN模擬、流程圖AbstractUnderstanding of the issue through the design development process and the methanol distillation research status at home and abroad, introduces the methanol distillation process, the single-tower process, process towers, thr

3、ee towers and four towers process technology processes are described, showing the superiority of four-tower process. Familiar with the methanol distillation processand technical equipment. Methanol distillation section in the whole process of the material balance, analyzes the atmospheric distillati

4、on process design. ASPEN PLUS simulation system applied in the chemical and DSTUW, RADFRAC atmospheric distillation column distillation simulation module. Methanol distillation process through the material balance and the atmospheric distillation process of study, master the industrial production of

5、 methanol distillation tower role, access to material conditions, plate number and other relevant parameters of the calculation. Finally, draw the flow chart, flow chart with a control point of materials, equipment diagrams and equipment layout. Key words: methanol distillation, atmospheric distilla

6、tion, ASPEN simulation, flowsheet目錄摘要I目錄III第一章文獻(xiàn)綜述11.1 甲醇生產(chǎn)工藝進(jìn)展及國內(nèi)發(fā)展前景1甲醇簡介1甲醇的用途41.1.3 甲醇的安全性、41.2 甲醇的生產(chǎn)工藝5生產(chǎn)方法概述5甲醇生產(chǎn)中的關(guān)鍵問題6甲醇的精餾過程9工藝流程的選擇131.2.5 三塔精餾系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)13影響精餾操作的因素與調(diào)節(jié)141.3 本課題來源及思路15第二章物料衡算172.1操作條件172.2 物料衡算172.2.1 預(yù)塔物料衡算182.2.2 加壓塔的物料衡算192.2.3 常壓塔物料衡算212.2.4 回收塔物料衡算22第三章常壓塔工藝設(shè)計(jì)計(jì)算263.1 物料處理量2

7、63.1.1 原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分率26原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量263.2 回流比及塔板數(shù)的確定263.2.1 求最小回流比及操作回流比。263.2.2 簡捷法求理論板層數(shù)273.3 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算293.3.1 操作壓力計(jì)算293.3.2 操作溫度計(jì)算293.3.3 平均摩爾質(zhì)量計(jì)算293.3.4 平均密度計(jì)算303.3.5 液體平均表面張力的計(jì)算313.3.6 液相平均粘度的計(jì)算313.4 精餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算323.4.1 塔徑的計(jì)算323.4.2 精餾塔有效高度計(jì)算333.4.3 塔高的計(jì)算333.5 塔板主要工藝尺寸的計(jì)算343.5.1

8、 溢流裝置計(jì)算343.5.2 塔板布置363.6 篩板的流動(dòng)力學(xué)驗(yàn)算373.6.1 塔板壓降373.6.2 液沫夾帶373.6.3 漏液383.6.4 液泛383.7 塔板負(fù)荷性能圖393.7.1 漏液線393.7.2 液沫夾帶線393.7.3 液相負(fù)荷下限線403.7.4 液相負(fù)荷上限線403.7.5 液泛線403.8 塔設(shè)備附件接管433.8.1 進(jìn)料管443.8.2 出料管443.8.3 進(jìn)氣管443.8.4 接管計(jì)算45第四章圖紙494.1 甲醇精餾工段的物料流程圖494.2 常壓塔的控制流程圖494.3 常壓塔的設(shè)備圖494.4 0.00平面的設(shè)備布置圖49總結(jié)50致謝51參考文獻(xiàn)5

9、2第一章 文獻(xiàn)綜述甲醇(CH3OH，英文名稱Methanol)是最簡單的飽和脂肪醇。大約有90的甲醇用于化學(xué)工業(yè)，作為生產(chǎn)甲醛、甲基叔丁基醚、醋酸、甲酸甲酯、氯甲烷、甲胺、二甲醛等的原料,還有10用于能源工業(yè)。在基礎(chǔ)有機(jī)化工原料中，甲醇消費(fèi)量僅次于乙烯、丙烯和苯。甲醇深加工產(chǎn)品目前己達(dá)120多種，中國以甲醇為原料的一次加工產(chǎn)品近30種。甲醇作為最主要的基本有機(jī)化工原料之一和替代能源的一部分，在當(dāng)前全球化工產(chǎn)品市場上起著舉足輕重的作用?！熬盼濉逼陂g國內(nèi)甲醇需求將以1520速度遞增，2000年需求達(dá)到210萬噸。如何進(jìn)一步節(jié)能降耗和提高產(chǎn)品質(zhì)量越來越引起人們的關(guān)注。1.1 甲醇生產(chǎn)工藝進(jìn)展及國內(nèi)發(fā)

10、展前景甲醇簡介甲醇的分子式為CH3OH，其分子量為32.04。常溫常壓下，純甲醇是無色透明的、易流動(dòng)的、易揮發(fā)的可燃液體，具有與乙醇相似的氣味。其一般性質(zhì)列于表1-1。甲醇的密度、粘度和表面張力隨溫度改變?nèi)绫?-2所示。甲醇的電導(dǎo)率，主要決定于它含有的能電離的雜質(zhì)，如胺、酸、硫化物和金屬等。工業(yè)生產(chǎn)的粗甲醇都含有一定量的有機(jī)雜質(zhì)，其一般比電導(dǎo)率為1×10-67×10-7。甲醇可以和水以及許多有機(jī)液體如乙醇、乙醚等無限地混合，但不能與脂肪族烴類相混合。它易于吸收水蒸汽、二氧化碳和某些其他物質(zhì)，因此，只有用特殊的方法才能制得完全無水的甲醇。同樣，也難以從甲醇中清除有機(jī)雜質(zhì)，產(chǎn)品

11、甲醇總有有機(jī)雜質(zhì)約0.01以下。表1-1 甲醇的一般性質(zhì)Table1-1 Commonly property of methanol性質(zhì)數(shù)據(jù)性質(zhì)數(shù)據(jù)密度0.81009ml()導(dǎo)熱系數(shù)2.09×103J/（cm.s，K）相對(duì)密度0.7913(d20)4表面張力0.00002255N/cm（22.55dyn/cm）（20）沸點(diǎn)64.564.7熔點(diǎn)一97.8折射率1.3287（20）閃點(diǎn)16 (開口容器)12(閉口容器)蒸發(fā)潛熱35.295KJ/mol（64.7）自燃點(diǎn)473(空氣中)461(氧氣中)熔融熱3.169KJ/mol臨界溫度240燃燒熱727.038KJ/mol（25液體）74

12、2.738KJ/mol臨界壓力79.54×106Pa(78.5atm)臨界體積117.8mlmol生成熱238.798KJ/mol（25液體）201.385KJ/mol（25氣體）熱容2.5l2.53J(g.)(20"(225液體)，45J(mol.)(25氣體)蒸汽壓1.2879×104Pa（96.6mmHg）（20）膨脹系數(shù)0.00119（20）粘度5.945×104Pa.S（0.5945cp）（20）腐蝕性常溫?zé)o腐蝕性（鉛，鋁例外）臨界壓縮系數(shù)0.224爆炸性6.036.5%（Vol）（在空氣中爆炸范圍）表1-2 溫度對(duì)性質(zhì)的影響Table 1-2

13、 The effect of temperature on property溫度0102030405060密度g/cm30.81000.80080.79150.78250.77400.76500.7565粘度cP0.8170.6900.5970.5100.4500.3960.350表面張力dyn/cm24.523.522.621.820.920.119.3 1Cp=106Pa·S， 1dyn=106N 甲醇的沸點(diǎn)隨壓力變化如表1-3所示。表1-3 甲醇的沸點(diǎn)Table 1-3 Boiling point of methanol壓力mmHg1102040100200400760溫度-4

14、4.0-16.2-6.05.021.234.849.964.7壓力atm25102030405060溫度84112.5138.0167.8186.5203.5214.0224.0 1mmHg=133.322Pa 1at=9.80665×104Pa甲醇可以任意比例同多種有機(jī)化合物互溶，并與其中的一些有機(jī)化合物生成共沸混合物.據(jù)文獻(xiàn)記載，迄今己發(fā)現(xiàn)與甲醇一起生成共沸混合物的物質(zhì)有100種以上。由于有共沸混合物的生成，且沸點(diǎn)與甲醇的沸點(diǎn)相接近，將影響到蒸餾過程對(duì)有機(jī)雜質(zhì)的消除。甲醇具有上述多種重要的物理化學(xué)性質(zhì)，使它在許多工業(yè)部門得到廣泛的用途，特別是由于能源結(jié)構(gòu)的改變，和碳一化學(xué)工業(yè)的發(fā)

15、展，甲醇的許多重要的工業(yè)用途正在研究開發(fā)中。例如甲醇可以裂解制氫，用于燃料電池，日益引人注目。甲醇通過ZSM-5分子篩催化劑轉(zhuǎn)化為汽油已經(jīng)工業(yè)化為固體燃料轉(zhuǎn)化為液體燃料開辟了捷徑。甲醇加一氧化碳加氫可以合成乙醇。又如甲醇可以裂解制烯烴。這對(duì)石油化工原料的多樣化，面對(duì)石油資源日漸枯竭對(duì)能源結(jié)構(gòu)的改變，具有重要意義。甲醇化工的新領(lǐng)域不斷地被開發(fā)出來其廣度和深度正在發(fā)生深刻的化。表1-4 與甲醇生成共沸混合物的性質(zhì)和共沸物的沸點(diǎn)Table 1-4 Boiling point and property of azeotropic admixture with methanol化合物沸點(diǎn)共沸混合物沸點(diǎn)甲

16、醇濃度丙酮CH3COCH356.455.712.0醋酸甲酯CH3COOCH357.054.019.0甲酸乙酯HCOOC2H354.150.916.0雙甲氧基甲烷甲醛42.341.88.2丁酮CH3COC2H579.663.570.0丙酸甲酯C2H5COOCH379.862.44.7甲酸炳酯HCOOC3H780.961.950.2二甲醚（CH3）2O38.938.810.0乙醛縮二甲醇64.357.524.2乙基丙烯酸酯43.164.384.4甲酸異丁酯HCOOC4H97.964.695.0環(huán)己烷C6H1280.864.261.0二內(nèi)醚（C3H7）2O90.463.372.0甲醇的用途甲醇的用途

17、；甲醇用途廣泛，是基礎(chǔ)的有機(jī)化工原料和優(yōu)質(zhì)燃料。主要應(yīng)用于精細(xì)化工，塑料等領(lǐng)域，用來制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫酸二甲脂等多種有機(jī)產(chǎn)品，也是農(nóng)藥、醫(yī)藥的重要原料之一。還是重要的溶劑，亦可摻入汽油作替代燃料使用。20世紀(jì)80年代以來，甲醇用于生產(chǎn)汽油辛烷值添加劑甲基叔丁基醚，甲醇汽油，甲醇燃料以及甲醇蛋白等產(chǎn)品，大大促進(jìn)了甲醇生產(chǎn)的發(fā)展和市場需要。 甲醇的安全性、 甲醇的毒性及常用急救方法；甲醇被人飲用后，就會(huì)產(chǎn)生甲醇中毒。甲醇的致命劑量大約是70毫升。甲醇有較強(qiáng)的毒性，對(duì)人體的神經(jīng)系統(tǒng)和血液系統(tǒng)影響最大，它經(jīng)消化道、呼吸道或皮膚攝入都會(huì)產(chǎn)生毒性反應(yīng)，甲醇蒸氣能損害人的呼吸道粘膜和視力。急性

18、中毒癥狀有：頭疼、惡心、胃痛、疲倦、視力模糊以至失明，繼而呼吸困難，最終導(dǎo)致呼吸中樞麻痹而死亡。慢性中毒反應(yīng)為：眩暈、昏睡、頭痛、耳鳴、現(xiàn)力減退、消化障礙。甲醇攝入量超過4克就會(huì)出現(xiàn)中毒反應(yīng)，誤服一小杯超過10克就能造成雙目失明，飲入量大造成死亡。甲醇中毒，通?？梢杂靡掖冀舛痉?。其原理是，甲醇本身無毒，而代謝產(chǎn)物有毒，因此可以通過抑制代謝的方法來解毒。甲醇和乙醇在人體的代謝都是同一種酶，而這種酶和乙醇更具親和力。因此，甲醇中毒者，可以通過飲用烈性酒（酒精度通常在60度以上）的方式來緩解甲醇代謝，進(jìn)而使之排出體外。而甲醇已經(jīng)代謝產(chǎn)生的甲酸，可以通過服用小蘇打（碳酸氫鈉）的方式來中和。甲醇也容易引

19、發(fā)大火。一旦發(fā)生火災(zāi)，救護(hù)人員必須穿戴防護(hù)服和防毒面具。小火用二氧化碳、干粉、1211、抗溶泡沫、霧狀水滅火，以使用大量水滅火效果較好。如果發(fā)生泄漏，救護(hù)人員首先必須切斷所有火源，戴好防毒面具與手套，用水沖洗，對(duì)污染地面進(jìn)行通風(fēng)處理。1.2 甲醇的生產(chǎn)工藝生產(chǎn)方法概述可以制取甲醇的主要方法：由碳的氧化物與氫合成碳的氧化物與氫合成甲醇的反應(yīng)式如下：CO+2H2-CH30H (1-1)C02+3H2-CH30H+H20 (1-2)以上反應(yīng)是在銅系催化劑或鋅鉻催化劑存在下，在50.6303.8×105(50300atm)，溫度240400下進(jìn)行的。顯然，一氧化碳與氫合成僅生成甲醇，這甲醇生

20、產(chǎn)這是所需要的，而二氧化碳與氧合成甲醇需多消耗一分子氧，生成一分子水。但兩種反應(yīng)都生成甲醇，工業(yè)生產(chǎn)過程中，一氧化碳和二氧化碳的比例要視具體工藝條件而定。自從1923年工業(yè)上實(shí)現(xiàn)了這人工合成甲醇的方法以后，甲醇生產(chǎn)迅速發(fā)展，成為目前世界上規(guī)模生產(chǎn)甲醇的唯一工業(yè)方法。碳的氧化物與氫合成甲醇的生產(chǎn)過程，不論采用怎樣的原料和技術(shù)路線。大致可以分為以下幾個(gè)工序，見以下圖示：甲酵生產(chǎn)流程示意圖 Fig11 Flow chart of producing methanol甲醇生產(chǎn)中的關(guān)鍵問題近年來甲醇生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展很快，其中節(jié)能降耗和如何提高產(chǎn)品質(zhì)量是被關(guān)注較多的兩個(gè)方面。用精餾的方法除去粗甲醇中的雜質(zhì)，可

21、以制取達(dá)到一定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的精甲醇，其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求視其用途不同有些差異。根據(jù)甲醇的工業(yè)生產(chǎn)方法和實(shí)際使用情況，將我國和國外精甲醇的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)分別列于表1-7和表1-8。要求工業(yè)生產(chǎn)精甲醇的雜質(zhì)總含量在0.2以下(乙醇除外)，如此純度的要求在工業(yè)有機(jī)產(chǎn)品中是比較嚴(yán)格的。一般說來甲醇除用作摻燒燃料外，作為甲醇的衍生產(chǎn)品(個(gè)別產(chǎn)品如甲醛除外)，對(duì)其精甲醇的質(zhì)量都有一定要求。1)生產(chǎn)中進(jìn)一步要求提高質(zhì)量眾所周知，提高甲醇質(zhì)量不僅要優(yōu)化精餾過程，更與租甲醇的質(zhì)量相關(guān)，而粗甲醇中含有雜質(zhì)的種類和甲醇質(zhì)量，又與原料結(jié)構(gòu)、合成氣的組成和合成條件(壓力、溫度、催化劑等)，甚至設(shè)備的材質(zhì)有關(guān)。粗甲醇的質(zhì)量決定了精餾過

22、程的難易。當(dāng)前甲醇合成多采用銅系催化劑的中、低壓法(國內(nèi)高壓法也改用了銅系催化劑)，由于反應(yīng)溫度低減少了副反應(yīng)，因此降低了粗甲醇的雜質(zhì)含量，為精餾過程創(chuàng)造了有利條件。不論甲醇合成工藝如何改進(jìn)，粗甲醇中總是含有較多的雜質(zhì)，需通過精餾方法除去雜質(zhì)，所以最終決定精甲醇質(zhì)量的步驟仍在精餾工序。過去，工業(yè)上慣用的雙塔精餾流程，可使精甲醇中的絕大部份有機(jī)雜質(zhì)降至數(shù)個(gè)ppm，滿足了下游產(chǎn)品的要求。表1-5 國內(nèi)甲醇產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)Table 1-5 Intermal criterion of methanol product指標(biāo)一級(jí)二級(jí)三級(jí)外觀無色透明液體，無可見雜質(zhì)無色透明液體，無可見雜質(zhì)無色透明液體，無可見雜質(zhì)

23、色度（鉑-鈷）號(hào)51015密度（20）g/cm20.7910.7920.7910.7930.7910.793餾程（101.325Kpa，760mmHg）沸程64.064.564.064.564.064.5蒸餾量，ml98以上98以上98以上溫度范圍（包括64.6±0.1）0.81.01.5高錳酸鉀，min5020水溶性試驗(yàn)澄清澄清水分含量，%0.100.15游離酸（以HCOOH計(jì)）ppm153050游離堿（以NH3計(jì)）ppm2815羰基化合物（以HCH計(jì)）ppm2050100蒸發(fā)殘?jiān)?，ppm103050氣味無特殊異臭味無特殊異臭味乙醇含量，%0.01表1-6 國外甲醇產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)Tabl

24、e 1-6 International methanol of methanol product指標(biāo)美國ASTM美國US Federal AA日本三菱特級(jí)前蘇聯(lián)TOTC高級(jí)相對(duì)密度D20200.79280.79280.79600.7910.792餾程（101.325Kpa，760mmHg）沸程<0.150.20.8蒸餾量%99.8599.85>99.0>99.0純度%<0.003>99.0酸度%<0.0030.001NNaOHO.3Ml/50<0.002醛酮%<0.003<0.006<0.001高錳酸鉀值min>50>30

25、>60>100水分%<0.1<0.10.006<0.005不揮發(fā)物%0.005g/100Ml<0.0010.0003乙醇含量%<0.001<0.0008其中：美國USFederal AA標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成為國內(nèi)各大甲醇生產(chǎn)企業(yè)的質(zhì)量要求標(biāo)準(zhǔn)。但隨著甲醇衍生產(chǎn)品的開拓，對(duì)甲醇的質(zhì)量提出了新的要求。如碳基法合成醋酸，是當(dāng)前世界上最先進(jìn)的醋酸工藝，其主要原料為甲醇和一氧化碳。該工藝要求甲醇中含乙醇極少(<l00ppm，愈低愈好，避免乙醇與一氧化碳合成丙酸而影響醋酸的質(zhì)量)。國內(nèi)引進(jìn)的碳基合成法生產(chǎn)醋酸裝置已投產(chǎn)，自然要求產(chǎn)品為含低乙醇的精甲醇。而在精餾過

26、程中，由于乙醇的揮發(fā)度與甲醇比較接近，不易分離，國內(nèi)一般工業(yè)生產(chǎn)精甲醇中乙醇含量常在0010.0，這就要求精餾工藝根據(jù)乙醇的性質(zhì)，控制精甲醇中乙醇的含量。2)節(jié)能降耗甲醇是一個(gè)高能耗產(chǎn)品，與其姊妹工藝產(chǎn)品氨相似；近年來在原料氣制備，凈化、合成工藝及設(shè)備、控制等諸多方面技術(shù)進(jìn)步很快，使產(chǎn)品能耗不斷下降，顯著提高了能源利用效率。但它畢竟是高能耗產(chǎn)品、如何進(jìn)一步降低其單位產(chǎn)品能耗，始終是技術(shù)進(jìn)步要執(zhí)著探求的首要課題。甲醇生產(chǎn)最終工序精餾的能耗要占總能耗的1020，不容忽視。因?yàn)榻陙砭s部份的實(shí)際能耗相對(duì)穩(wěn)定，故隨著甲醇生產(chǎn)總能耗的下降，精餾部份所占比例反而上升。精餾工藝是石油、化工工業(yè)中耗能大的單

27、元操作之一，一直是被密切關(guān)注的重要節(jié)能課題。顯然，在追求降低甲醇生產(chǎn)總能耗的同時(shí)對(duì)降低精餾的能耗亦不容忽視。另外，在粗甲醇精餾過程中、在保證甲醇質(zhì)量的前提下，提高甲醇的收率。上述兩方面的要求似乎相互制約，精餾需耗能，提高產(chǎn)品質(zhì)量可能使精餾過程復(fù)雜化，結(jié)果增加了能耗和降低了產(chǎn)品收率：反之，片面強(qiáng)調(diào)降低精餾能耗，有可能難以全部滿足精餾操作條件而降低了產(chǎn)品質(zhì)量。工業(yè)上探尋的正是解決這一矛盾，要求精餾工序既節(jié)能降耗，又提高產(chǎn)品質(zhì)量，以滿足甲醇產(chǎn)品多種用途的要求。3)設(shè)備的設(shè)計(jì)與改造甲醇精餾系統(tǒng)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)均為板式塔。用到的塔板型式一般有多種，如浮閥塔板塔、固閥塔、垂直篩板塔等等。浮閥塔板效率高分離精度好，

28、浮閥塔板的形式多種多樣，應(yīng)用到甲醇精餾上很普遍，其它的幾種塔盤在國內(nèi)甲醇行業(yè)多有應(yīng)用。隨著甲醇生產(chǎn)的大型化，甲醇精餾塔也是越來越大，近20年國內(nèi)規(guī)整填料作為分離部件在中、低壓操作系統(tǒng)上大量采用，國內(nèi)大型甲醇(10萬噸以上)新上項(xiàng)目大多采用填料為主要的分離部件，另外國內(nèi)需要擴(kuò)產(chǎn)改造的甲醇項(xiàng)目也很多，應(yīng)用填料塔技術(shù)對(duì)現(xiàn)有的板式塔甲醇精餾系統(tǒng)進(jìn)行改造也屢見不鮮。對(duì)于甲醇生產(chǎn)的設(shè)備相關(guān)研究正在開展，也可見到一些相關(guān)報(bào)導(dǎo)。甲醇的精餾過程甲醇是許多有機(jī)產(chǎn)品的基本原料和重要的溶劑，廣泛用于有機(jī)合成，染料，醫(yī)藥，涂料和國防等工業(yè)。合成的粗甲醇濃度一般達(dá)不到使用要求，所以需要進(jìn)行甲醇的精制過程。(1)工藝過程概

29、述常規(guī)甲醇精制流程可以分為兩大部分，第一部分是預(yù)精餾部分，另一部分是主精餾部分。預(yù)精餾部分除了對(duì)粗甲醇進(jìn)行萃取精餾脫出某些烷烴的作用之外，另外的還可以脫除二甲醚，和其它輕組分有機(jī)雜質(zhì)。其底部的出料被加到主塔的中間入料板上，主塔頂部出粗甲醇，底部出廢液，下部側(cè)線出雜醇。甲醇市場競爭非常激烈，特別是近年來，隨著甲醇精餾技術(shù)的進(jìn)步和計(jì)算機(jī)在該領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，老的工業(yè)裝置由于能耗過高，在市場競爭力下降，技術(shù)更新和進(jìn)步成為必走之路。(2)典型工藝流程甲醇精餾生產(chǎn)工藝有多種，分為單塔精餾，雙塔精餾，三塔精餾與四塔精餾(即三塔加回收塔)。甲醇是重要基礎(chǔ)有機(jī)化工原料。甲醇精餾過程的物耗與粗甲醇質(zhì)量關(guān)系很大，隨

30、著甲醇合成條件改進(jìn)，甲醇精餾工藝出現(xiàn)了較大變化。根據(jù)甲醇質(zhì)量要求不同，甲醇精餾可分為一塔流程、雙塔流程和三塔流程。另外，ICI世紀(jì) 8 0年代末為節(jié)省能耗，還將雙塔流程改為四塔流程。一塔流程多用于燃料級(jí)甲醇，其它幾種流程多用于生產(chǎn)精甲醇。三塔、四塔流程都是在雙塔流程基礎(chǔ)上改進(jìn)的，其共同點(diǎn)都是首先分離出輕組分，然后再分離出水和高沸物。在確定粗甲醇精餾的工藝流程時(shí)，應(yīng)對(duì)生產(chǎn)過程中能耗、自動(dòng)程度、精甲醇質(zhì)量要求等進(jìn)行綜合考慮，合理選擇適當(dāng)?shù)木s方法。下面是對(duì)單塔、雙塔流程和三塔流程。 (3)單塔流程描述單塔流程(見圖1-2)為粗甲醇產(chǎn)品經(jīng)過一個(gè)塔就可以采出產(chǎn)品。粗甲醇由塔中部加料口送入，輕組分由塔頂

31、排出，高沸點(diǎn)的重組分在進(jìn)料板以下若干塔板處引出，水從塔底排出，產(chǎn)品甲醇在塔頂以下若干塊塔板引出。(4)雙塔流程描述80年代初，國內(nèi)高壓法甲醇合成由鋅鉻催化劑改為銅系催化劑以后，隨之也改進(jìn)了繁復(fù)的粗甲醇精餾方法。目前國內(nèi)全部甲醇生產(chǎn)裝置(包括高、中、低壓法)均采用銅系催化劑，提高了粗甲醇質(zhì)量，同時(shí)也簡化了精餾工藝?，F(xiàn)粗甲醇精餾方法，除引進(jìn)的和國產(chǎn)化的魯奇流程外，其余均采用雙塔常壓精餾工藝。雙塔精餾工藝流程(見圖1-3)，該流程為我國采用較廣的一種精餾流程。精甲醇先經(jīng)預(yù)精餾塔，經(jīng)預(yù)精餾后的含水甲醇直接由泵輸送經(jīng)熱交換器后再至主精餾塔，最終在主精餾塔格甲醇與水、重組份及殘余輕組份進(jìn)行有效分離，得到精

32、甲醇產(chǎn)品。多年來生產(chǎn)實(shí)踐證明，雙塔精餾流程簡單、操作方便和運(yùn)行穩(wěn)定。盡管國內(nèi)粗甲醇的生產(chǎn)多樣，粗甲醇的質(zhì)量也有較大差異，但經(jīng)雙塔精餾后精甲醇的質(zhì)量，除去乙醇含量之外，基本能達(dá)到國內(nèi)一級(jí)品標(biāo)準(zhǔn)，已能較廣泛地滿足甲醇的用途。雙塔精餾每噸精甲醇的能耗約為4.8×1066.8× 106kJ，這要視粗甲醇質(zhì)量、裝置狀況和產(chǎn)品要求而定。如果裝置運(yùn)行狀況良好，主蒸餾塔回流比控制在2.4以下，一般能耗為5.2×105 kJCH3OH左右(約1.82.0噸低壓蒸汽)。國外粗甲醇精餾是根據(jù)甲醇用途而定的，雙塔常壓精餾工藝亦用得較為普遍。從國內(nèi)雙塔常壓精餾現(xiàn)狀來看，能耗較高，以及精甲醇

33、中乙醇含量較高，是兩個(gè)比較突出的問題。不少工廠每蒸餾1噸精甲醇要耗能6.0×105 kJ，即消耗兩噸以上的蒸汽，因此降低能耗是十分必要的。(5)甲醇精餾的三塔工藝流程甲醇三塔精餾系統(tǒng)流程如圖1-4所示。三塔流程由甲醇預(yù)塔、甲醇加壓塔、甲醇常壓塔組成。預(yù)塔塔底的甲醇由預(yù)后泵經(jīng)預(yù)熱器預(yù)熱后進(jìn)入加壓塔，加壓塔塔頂出來的醇?xì)怏w進(jìn)入常壓塔再沸器冷凝，同時(shí)為常壓塔提供熱量。從加壓塔、常壓塔頂部(或上部側(cè)線)采出的精甲醇，經(jīng)冷卻器降溫后進(jìn)入精甲醇貯槽。工藝流程： 三塔精餾與雙塔精餾在流程上的區(qū)別在于三塔精餾采用了兩個(gè)主精餾塔(其中1個(gè)是加壓塔和1個(gè)常壓塔)，較雙塔流程多1個(gè)加壓塔。這樣，在同等的生

34、產(chǎn)條件下，降低了主精餾塔的負(fù)荷，并且常壓塔利用加壓塔塔頂?shù)恼羝淠裏嶙鳛榧訜嵩?，所以三塔精餾既節(jié)約蒸汽，又節(jié)省冷卻水。(6)甲醇精餾四塔工藝流程 甲醇精餾四塔工藝流程見圖1-5甲醇精餾工藝的四塔流程四塔流程包含精餾塔、加壓精餾塔、常壓精餾塔和甲醇回收塔。甲醇經(jīng)換熱后進(jìn)入預(yù)精餾塔，脫除輕組分后( 主為不凝氣、二甲醚等)，塔底甲醇及高沸點(diǎn)組分加后進(jìn)入加壓精餾塔；加壓精餾塔頂?shù)臍庀噙M(jìn)入冷凝蒸發(fā)器，利用加壓精餾塔和常壓精餾塔塔頂、塔底的溫差，為常壓塔塔底提供熱源，同時(shí)對(duì)加壓塔塔氣相冷凝。冷凝后的精甲醇進(jìn)入回流罐，一部分為加壓塔回流，一部分作為精甲醇產(chǎn)品出裝置；加壓塔塔底的甲醇、高沸組分、水等進(jìn)入常壓塔

35、，常壓塔塔頂餾出精甲醇產(chǎn)品，在進(jìn)料板下方設(shè)置側(cè)線抽出，抽出物主要為甲醇、水和高沸點(diǎn)組分，進(jìn)入甲醇回收塔再回收甲醇，塔底廢水進(jìn)入生化系統(tǒng)處理；回收塔設(shè)有側(cè)線抽出，主要抽出物為高沸點(diǎn)醇類，以保證回收塔塔頂精甲醇質(zhì)量和塔底廢水中總醇含量要求，塔底廢水送生化處理。工藝流程的選擇甲醇精餾的目的，是實(shí)現(xiàn)甲醇與水及有機(jī)物等雜質(zhì)的分離，生產(chǎn)出合格的精甲醇產(chǎn)品。在甲醇精餾流程的選擇上，往往以規(guī)模的大小來確定裝置。通常年產(chǎn)4萬噸以下( 包括4萬 噸 ) 的甲醇裝置選擇二塔流程，年產(chǎn)4萬噸以上的采用三塔流程。所謂二塔流程是指只有預(yù)塔和主精餾塔的裝置，三塔是指有預(yù)塔、加壓塔和常壓塔 。三塔流程實(shí)際上是將二塔流程中的主

36、精餾塔分成了加壓塔和常壓塔。無論是二塔還是三塔流程，其預(yù)塔的作用都是除去溶解在粗甲醇中的氣體及低沸點(diǎn)雜質(zhì)等，其它塔的作用是脫除甲醇中的水和重組分。三塔流程 比二塔流程復(fù)雜，投資大，操作難度大，但突出的優(yōu)點(diǎn)是能耗小，操作費(fèi)用低。因?yàn)閺募訅核鰜淼?.55 MPa和 121的甲醇蒸汽，不象二塔流程中主精餾塔出來的蒸汽直接冷凝，而是作為常壓塔的精餾熱源來充分利用。本設(shè)計(jì)甲醇的年生產(chǎn)能力是30萬噸 ，選用了三塔流程 。 三塔精餾系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)1） 產(chǎn)品質(zhì)量高 雙塔精餾生產(chǎn)的精甲醇產(chǎn)品中乙醇和有機(jī)物雜質(zhì)含量只能控制在一定范圍，根據(jù)粗甲醇質(zhì)量的不同，精甲醇中乙醇的含量約為100600mgkg；三塔精餾生產(chǎn)的精

37、甲醇質(zhì)量一般能夠達(dá)到美國AA級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，其中的乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)只有8.0×10 -5左右。 2) 節(jié)能降耗 蒸汽和循環(huán)水消耗低主要在于：(1)兩塔精餾預(yù)塔再沸器、主塔再沸器和預(yù)塔預(yù)熱器均需蒸汽提熱源；三塔精餾的常壓塔再沸器( 主塔再沸器) 的熱源不再是蒸汽，而是用來自加壓塔頂121甲醇飽蒸氣經(jīng)液化放出的潛熱供常壓塔。(2) 粗醇預(yù)熱器(塔預(yù)熱器) 的加熱源不再直接利用蒸汽加熱，而是用脫醚塔再沸器(預(yù)塔再沸器)和加壓塔再沸器蒸冷凝液將粗甲醇加熱到飽和溫度。因此蒸汽消耗低，隨之循環(huán)水用量減少。按噸精甲醇消耗計(jì)，蒸汽塔精餾為0.9 1.3 t ，兩塔精餾為1.5 1.8 t ；循環(huán)水三塔精餾為60

38、 80 m3，兩塔精餾為 150 180 m3。影響精餾操作的因素與調(diào)節(jié)如果將三個(gè)平衡作為精餾操作的基礎(chǔ)，溫度的控制視為維持平衡的主要信號(hào)，那么，除了設(shè)備問題以外，經(jīng)常影響精餾操作的主要因素，是進(jìn)料狀況(組成、流量、狀態(tài)等)、回流比(包括熱負(fù)荷)和物料的采出量。實(shí)際上一個(gè)因素的變化，常常牽涉到其他一些因素同時(shí)發(fā)生變動(dòng)，要詳細(xì)討論這些問題是比較復(fù)雜的，現(xiàn)只能就在正常工藝條件下單獨(dú)討論某一因素變化的情況。下面仍討論主精餾塔有關(guān)精餾操作的幾個(gè)重要操作因素。1) 進(jìn)料狀態(tài)精餾塔的進(jìn)料(含水甲醇)：當(dāng)進(jìn)料狀況發(fā)生變化(回流比、塔頂精餾產(chǎn)物的組成固定)時(shí)，這直接影響到提餾段回流量的改變。進(jìn)料板的位置也隨著

39、改變，將引起理論板數(shù)和精餾段，提餾段塔板數(shù)分配的改變。對(duì)于固定迸料狀況的精餾塔來說，進(jìn)料狀況的改變，將會(huì)影響到產(chǎn)品質(zhì)量及損失情況的改變。2) 回流比回流比對(duì)精餾塔操作影響很大，直接關(guān)系著培內(nèi)各層扳上的物料濃度的改變和溫度的分布。最終反映在塔的分離效率上，是重要的操作參數(shù)之一。一般情況下，選取適宜回流比為最小回比的1.32倍。兩塔甲醇精餾甲醇主精餾塔的回流比為2.02.5(也有報(bào)道1.5到2.1之間的)。其調(diào)節(jié)的依據(jù)是根據(jù)塔的負(fù)荷和精甲醇的質(zhì)量。當(dāng)塔的負(fù)荷較低時(shí)，可以取較低的回流比比較經(jīng)濟(jì)，為保證精甲醇的質(zhì)量，精餾段靈敏板的溫度可以控制的略低；反之，則增大回流比，在照顧精甲醇質(zhì)量的同時(shí)，為保持塔

40、釜溫度，靈敏板溫度可控制略高。對(duì)粗甲醇精餾，回流比過大或過小，都會(huì)影響精餾操作的經(jīng)濟(jì)性和精甲醇的質(zhì)量，一般在正常生產(chǎn)條件受到破壞或產(chǎn)品不合格時(shí)，才調(diào)節(jié)回流比；調(diào)節(jié)后盡可能保持塔釜的加熱量穩(wěn)定，使回流比穩(wěn)定。在調(diào)節(jié)回流的同時(shí)，要注意板式塔的操作特點(diǎn)，防止液泛和嚴(yán)重漏液，都將會(huì)造成塔內(nèi)操作溫度的混亂。當(dāng)改變回流比時(shí)，由于操作的變動(dòng)，必然特引起塔內(nèi)每層板上濃度(組成)和溫度的改變，影響甲醇的質(zhì)量和甲醇的收率，必須通過調(diào)節(jié)，控制塔內(nèi)適宜的溫度，達(dá)到新的平衡，在粗甲醇含量和產(chǎn)量確定的條件下，甲醇精餾系統(tǒng)正確的設(shè)計(jì)十分關(guān)鍵。3) 進(jìn)料量和組成甲醇精餾塔進(jìn)科量和組成改變時(shí)，都會(huì)破壞塔內(nèi)物料平衡和氣液平衡，引

41、起塔溫的波動(dòng)，如不及時(shí)調(diào)節(jié)，將會(huì)導(dǎo)致精甲醇的質(zhì)量不合格或者增加甲醇的損失。隨著進(jìn)料量的調(diào)節(jié)，各層塔板上的氣液組成重新分配，可以控制一定的靈敏板溫度與之相適應(yīng)。粗甲醇的組成一般是比較穩(wěn)定的，只是在合成催化劑使用的前后期隨著反應(yīng)溫度的升高而變化較大。但是預(yù)精餾后的含水甲醇中，甲醇濃度總會(huì)有些小幅度波動(dòng)。不論是其中甲醇濃度增加或降低，都會(huì)造成塔內(nèi)物料不平衡，形成輕組分下降或重組分上升，引起塔釜溫度降低或塔項(xiàng)溫度升高，加大了甲醇損失或降低了精甲醇的質(zhì)量。這時(shí)，在回流比仍屬適宜的情況下，只需對(duì)精甲醇的采出量稍作調(diào)節(jié)，就可達(dá)到塔溫穩(wěn)定，物料和氣液又趨平衡；如果粗甲醇的組分變化較大時(shí)，則需適當(dāng)改變其進(jìn)料板的

42、位置，或是改變回流比，才保證粗甲醇的分離效率。當(dāng)合成催化劑后期生產(chǎn)的粗甲醇進(jìn)行蒸餾時(shí)，有時(shí)為確保精甲醇的質(zhì)量，以保證精餾塔進(jìn)料位置降低，同時(shí)適當(dāng)加大回流比。如前所述，對(duì)粗甲醇精餾塔的操作概念，可以概括如下：在穩(wěn)定塔壓的前提下，采用在較高蒸汽速度(負(fù)荷)下操作，既提高傳質(zhì)效果又最經(jīng)濟(jì)；選擇適宜的回流比，降低能量消耗；一般在進(jìn)料穩(wěn)定和變化緩慢的情況下，通過經(jīng)常性小量調(diào)節(jié)精甲醇和重組分的采出量，以保持塔溫的合理分布和穩(wěn)定，維持好塔內(nèi)三個(gè)平衡，使產(chǎn)品甲醇達(dá)到質(zhì)量指標(biāo)，同時(shí)回收副產(chǎn)品重組分，并盡最大可能降低殘液中有機(jī)物的含量。1.3 本課題來源及思路近幾年，全球甲醇需求量不斷上升，2000年全球甲醇生產(chǎn)

43、能力為3803萬噸，需求量為3020萬噸，預(yù)計(jì)到2005年產(chǎn)能將達(dá)4294萬噸，需求量為3481萬噸；到2010年，世界甲醇產(chǎn)能將達(dá)5099萬噸，需求量為4226萬噸。美國、西歐、亞洲甲醇供不應(yīng)求，主要依賴進(jìn)口解決。國內(nèi)甲醇項(xiàng)目也在不斷上馬，10萬噸甲醇在規(guī)模上已遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于新項(xiàng)目的規(guī)模，以往的設(shè)計(jì)資料有的設(shè)計(jì)院還在沿用以往已用的設(shè)計(jì)資料或是對(duì)于需要新建設(shè)、規(guī)模大的項(xiàng)目設(shè)計(jì)上無從下手，造成了大規(guī)模甲醇設(shè)計(jì)基礎(chǔ)研究和設(shè)計(jì)資料不完善的狀況。本論文即以完善大規(guī)模甲醇工藝設(shè)計(jì)并作應(yīng)用基礎(chǔ)研究為目的，對(duì)具有不同特點(diǎn)的工藝進(jìn)行分析和理論總結(jié)，對(duì)流程加以改進(jìn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高裝置的能力。本論文的主要研究內(nèi)容

44、包括以下幾個(gè)方面：1) 建立單元操作模型，根據(jù)甲醇物系的特點(diǎn)，選擇合適的熱力學(xué)方程并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行修改，利用流程模擬軟件Aspen，實(shí)現(xiàn)對(duì)甲醇精餾系統(tǒng)的全流程模擬，建立物料平衡和能量平衡，確定各主要設(shè)備的操作參數(shù)。2) 利用所建立的單元操作模型，對(duì)不同的甲醇精制系統(tǒng)做詳細(xì)的分析，用模擬軟件進(jìn)行模擬，考察不同的工藝流程的特點(diǎn)以及分離效果和能耗指標(biāo)。3) 考察甲醇精餾系統(tǒng)的模擬計(jì)算結(jié)果并進(jìn)行更深入的討論，開發(fā)新的甲醇精餾系統(tǒng)流程。4) 從建立甲醇精餾系統(tǒng)工藝包的高度，對(duì)甲醇精餾系統(tǒng)的設(shè)備因素加以考慮，選擇合適的塔設(shè)備以及相應(yīng)的塔內(nèi)件等等，并對(duì)塔內(nèi)壓降進(jìn)行計(jì)算，使之滿足設(shè)計(jì)需要。第二章 物料衡算2

45、.1操作條件原料為粗甲醇，成份及含量如下表：附表2.1粗甲醇組成成分含量（wt%）N2和Ar0.02CO21.69CH3OH90.29CH3OCH30.20C2H5OH0.15C4H9OH0.15 H2O7.50合計(jì)100注：精餾工段產(chǎn)品為精甲醇，其甲醇含量不小于99.95%(重量百分含量)。2.2 物料衡算按年30萬噸精甲醇計(jì)算，而粗甲醇中含甲醇量為90.29%。年工作日按330天計(jì)，則精甲醇每日，每小時(shí)產(chǎn)量為=909噸/日=37.88噸/時(shí)=37878.8Kg/h每小時(shí)所需粗甲醇的量=41952.4Kg/h預(yù)塔物料衡算圖2-1入料（以小時(shí)計(jì)）粗甲醇：41952.4Kg/h通過各組

46、分質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算各組分的量：Mi=M總×Wt%例：CO2的量 41952.4×1.69%=709(Kg/h） 依此計(jì)算其它組分的量列表如下表2-2組分CO2 CH3OHCH3OCH3C2H5OH C4H9OHH2O N2Ar百分?jǐn)?shù)（%）1.6990.290.20.15 0.15 7.50.02組分量（Kg/h）70937878.883.962.962.93146.48.4一般來說， 粗甲醇進(jìn)入預(yù)塔的水含量在20%左右為最佳，本設(shè)計(jì)采用水含量11%，則設(shè)加水為m t/h(m+3.1464)/(41.952+m)=11%得 m=1.650故加軟水的量為1.650 t/h堿液：，每

47、噸精甲醇耗0.811 Kg 92%的NaOH，則耗5%堿液量=0.565 t/h塔頂出料：表2-3組分CH3OCH3N2ArCO2組分量（Kg/h）83.98.4709塔釜出料:表2-4組分甲醇乙醇丁醇水軟水組分量（Kg/h）37878.862.962.93146.4310出料總計(jì)83.9+8.4+709+37878.8+62.9+62.9+3146.4+310 = 42262.4（Kg/h)其中，汽相：801.3Kg/h液相：41461.1Kg/ 加壓塔的物料衡算因?yàn)閴A液和軟水最終以廢液排出，對(duì)物料衡算沒有影響，這里就不加入計(jì)算。入料：表2-5組分CH3OHC2H5OHC4H9OHH2O組分

48、量（Kg/h）37878.862.962.93456.4則粗甲醇的水溶液為41461.1Kg/h進(jìn)料各物料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：表2-6組分CH3OHC2H5OHC4H9OHH2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%）91.590.150.158.11塔頂出料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：甲醇； 100%塔釜出料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：表2-7組分CH3OHC2H5OHC4H9OHH2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%）85.660.270.2713.8以甲醇為關(guān)鍵組分進(jìn)行物料衡算F = D + W F ×XF = W ×XW + D× XD 帶入數(shù)據(jù)可得，41461.1 = D + W 41461.1×91.59% =W×8

49、5.66%+D×100% 則計(jì)算可得D = 17145.35（Kg/h）所以塔頂出料D為17145.35 Kg/h塔釜出料 W =41461.1 17145.35 = 24315.75 (Kg/h)塔釜出料：表2-8組分CH3OHC2H5OHC4H9OHH2O組分量（Kg/h）20828.8765.6565.653355.58常壓塔物料衡算加壓塔塔釜出料即為常壓塔進(jìn)料常壓塔塔頂出料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：甲醇； 100%常壓塔塔釜出料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：水； 100%常壓塔側(cè)線出料的質(zhì)量分?jǐn)?shù): 表2-9組分CH3OHC2H5OHC4H9OHH2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%）60.624.5754.57530.23因?yàn)?/p>

50、VYS+1 =LXS+D1XD1+D2XD2 V=L+D1+D2 以甲醇為關(guān)鍵組分進(jìn)行物料衡算 20828.87=L×0%+D1×100%+D2×60.62% 24315.75= L+D1+D2 以水為關(guān)鍵組分進(jìn)行物料衡算 3355.58=L×100%+D1×0%+D2×30.23% 聯(lián)立計(jì)算可得D2=1435.03 (Kg/h) D1=19958.96 (Kg/h)L=2921.76 (Kg/h)常壓塔塔頂出料：甲醇；19958.96Kg/h常壓塔塔釜出料：水；2921.76Kg/h常壓塔側(cè)線出料 : 表2-10組分CH3OHC2H

51、5OHC4H9OHH2O組分量（Kg/h）869.9265.6565.65433.81 回收塔物料衡算常壓塔側(cè)線出料即為回收塔進(jìn)料回收塔塔頂出料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：甲醇； 100%回收塔塔釜出料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：表2-11組分C2H5OHC4H9OHH2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%）0.0811.8488.08回收塔側(cè)線出料的質(zhì)量分?jǐn)?shù): 表2-12組分CH3OHC2H5OHC4H9OHH2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%）20.2757.68.413.74因?yàn)閂YS+1 =LXS+D1XD1+D2XD2 V=L+D1+D2 以甲醇為關(guān)鍵組分進(jìn)行物料衡算 869.92=L×0%+D1×100%+D2×20.27

52、% 1435.03= L+D1+D2 以水為關(guān)鍵組分進(jìn)行物料衡算 433.81=L×88.08%+D1×0%+D2×13.74% 聯(lián)立計(jì)算可得D2=113.2 (Kg/h) D1=846.97 (Kg/h)L=474.86(Kg/h)回收塔塔頂出料：甲醇846.97Kg/h回收塔塔釜出料：表2-13組分C2H5OHC4H9OHH2O組分量（Kg/h）0.3856.22418.26回收塔側(cè)線出料 : 表2-14組分CH3OHC2H5OHC4H9OHH2O組分量（Kg/h）22.9565.29.515.552.3 ASPEN甲醇精餾工藝流程模擬常壓塔物料及熱量模擬回流

53、比及塔板數(shù)的模擬溫度、壓力、熱量模擬靈敏度分析第三章 常壓塔工藝設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 物料處理量 原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分率甲醇的摩爾質(zhì)量 MCH3OH=32 kg/mol;水的摩爾質(zhì)量 MH2O=18 kg/mol;乙醇的摩爾質(zhì)量 MC2H5OH=46 kg/mol;丁醇的摩爾質(zhì)量 MC4H9OH=74 kg/mol;XF=0.77XD=0.98XW=0.005原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量MF=0.7732+(10.77)18=28.78 kg/molMD=0.9832+(10.98)18=31.72 kg/molMW=0.00532+(10.005)18=18.07 kg/mol原料處理量24315.75/28.78=844.88 kmol/h3.2 回流比及塔板數(shù)的確定 求最小回流比及操作回流比。采用作圖法求最小回流比。于對(duì)角線上，自點(diǎn)e（，）作垂線ef