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年产量1000吨高压法甲醇分离工段工艺设计作者姓名xxx专业化学工程与工艺指导教师姓名xxx专业技术职务讲师山东轻工业学院2009届本科毕业生毕业设计1目录目录……………………………………………………………Ⅰ摘要………………………………………………………………4ABSTRACT………………………………………………………5第一章总论……………………………………………………61.1概述…………………………………………………………………61.2文献综述……………………………………………………………71.2.1甲醇简介………………………………………………………71.2.2甲醇工艺发展……………………………………………………91.2.3甲醇工艺简介……………………………………………………91.2.4我国甲醇发展及市场需求………………………………………131.2.5世界甲醇发展及市场需求………………………………………151.2.6甲醇未来需求展望………………………………………………161.3设计任务的项目来源………………………………………………161.4原料规格及来源……………………………………………………161.5水、电、汽供应情况………………………………………………171.5.1给水、排水系统…………………………………………………171.5.2电力供应…………………………………………………………171.5.3蒸汽供应…………………………………………………………171.6贮存和运输…………………………………………………………171.7节能…………………………………………………………………17山东轻工业学院2009届本科毕业生毕业设计2第二章生产流程方案的确定………………………………192.1生产方案的确定……………………………………………………192.2生产流程简述………………………………………………………192.2.1生产工艺流程简图………………………………………………192.2.2流程简述…………………………………………………………19第三章工艺计算……………………………………………193.1小时生产能力………………………………………………………193.2物料衡算和能量衡算………………………………………………193.2.1计算条件…………………………………………………………193.2.2物料衡算…………………………………………………………193.2.3热量平衡计算……………………………………………………22第四章主要设备工艺计算和设备选型……………………254.1主要工艺操作数据…………………………………………………254.1.1化学控制…………………………………………………………254.1.2压力控制…………………………………………………………254.1.3温度控制…………………………………………………………254.2主要设备(主精馏塔)塔径的工艺计算…………………………254.2.1理论塔板数计算………………………………………………254.2.2塔径工艺计算…………………………………………………284.2.3水力学性能计算………………………………………………304.3塔体与裙座机械设计……………………………………………324.3.1设计条件…………………………………………………………32山东轻工业学院2009届本科毕业生毕业设计34.3.2按计算压力计算塔体与封头厚度………………………………334.3.3设备载荷计算………………………………………………334.3.4风载荷与风弯矩计算……………………………………………364.3.5地震弯矩计算…………………………………………………374.3.6地震偏心弯矩计算………………………………………………394.3.7塔体水压试验和应力校核……………………………………394.3.8基础环设计……………………………………………………404.3.9地脚螺栓计算…………………………………………………40第五章原材料、动力消耗定额及消耗量…………………335.1原料消耗…………………………………………………………425.2动力消耗…………………………………………………………42第六章经济分析与投资概算………………………………426.1经济分析……………………………………………………………426.2车间经费……………………………………………………………43第七章环境保护……………………………………………447.1环境保护……………………………………………………………447.2主要卫生、安全、环保等说明……………………………………44第八章设计心得与体会………………………………………44参考文献……………………………………………………………46附录………………………………………………………………47致谢…………………………………………………………………………………………48山东轻工业学院2009届本科毕业生毕业设计4摘要甲醇是重要的化工原料，广泛用于有机合成、燃料、医药、涂料和国防等工业，在国民经济中有重要作用。甲醇的合成有高压法、低压法、中低压法和联醇法等。低压法采用铜基系催化剂在低压下将合成气进行合成。中压法是在低压法基础上进一步发展而来的。高压法合成甲醇一般使用锌铬催化剂，在高温高压下合成甲醇。本设计是高压法甲醇分离工段工艺设计。甲醇的分离主要是用精馏法，分为预精馏塔和主精馏塔。精馏时粗甲醇先经过预热器加热，进入预塔精馏并通蒸汽。塔顶出来的蒸汽，经过冷凝器被冷却水冷却，绝大部分冷凝下来送至塔内回流，另一部分经塔顶液封后放空或回收作为燃料。从预精馏塔出来的釜液进入主精馏塔经过塔底通入蒸汽，最后分离从塔上部得到精甲醇。根据设计任务要求,通过物料衡算得到1000吨精甲醇所需粗甲醇量、蒸汽量和冷却水用量。根据物料及能量衡算计算所需的主设备(主精馏塔)尺寸，并对辅助设备进行设备选型。估算成本并采取安全环保措施。设计工程图纸(主要工艺流程图、设备平面立面布置图、主要设备装配图及厂区平面布置图),并对外文资料进行翻译。关键词：甲醇蒸汽冷却水物料衡算热量衡算精馏塔山东轻工业学院2009届本科毕业生毕业设计5ABSTRACTMethanolisanimportantindustrialchemical,itiswidelyusedinorganicsynthe-sis,fuel,medicine,paintingandnationaldefenseandsoon.Itplaysanimportantroleinthenationaleconomy.Thereareseveralmethodsofsynthesizingmethanolsuchasthehighpressuredmethod,thelowpressuremethod,themesolowmethodandunitesmellowmethodandsoon.Thelowpressuremethodsynthetizesgasunderlowpress-urewithcopperbasedseriesascatalyst.Themesolowmethoddevelopsfromthelowpressuremethod.Pressesthelawisfurtherdevelopedinthelowpressurelawfound-ation.Thehigh-pressuredmethodusuallyuseszincchromeascatalysttosynthesizemethanolunderthehightemperatureandhighpressure.Thepaperdesignmainlydescribesthetechnologicaldesignofconstructionseparatingmethanolbyhighpressuredmethod,selectiveevaporationmethodiswidelyusedtoseparatemethanol,whichincludespre-rectifyingtowerandmainrectifyingtower.duringrectifying,thecrudemethanolisfirstlyheatedbypre-heater,andthengoesintopre-towerforrectifyingwithsteampassing.Thesteamfromthetopoftoweriscooledincondenserbycoolingwater.mostofthecoolsteamwasdeliveedintotowerforreflux,andtherestisblownoffafterfluidsealorisrecycledasfuel.Thecauldronfluidfrompre-rectifyingtowerentersthemainrectifyingtowerandpassesthebottomofthetowerwithsteampassing,finallyisseparatedfromthetowermethanol.Accordingtotherequestofthedesigntaskbymethanolbalance,wecalculatedtheamountofcudemethanol,steamandcooledwaterneededtoproduce1000tonsoffinemethylalcohol.Andaccordingtothematerialandtheenergygraduatedblance,wecalculatedthethesizeofmainequipmentneededl(mainrectifyingtower)choosetherightauxiliaryfatory,estimatecosts,takemeasuresforsecurityandenvironmentalprotection,designedthepictures(mainflowchart,thetplaneandstereoscopicarrangementchartofequipment,assemblydrawingmajorinstallationsandpicturesoffactoryarrangement),andtranslatedrelatedforeignmaterials.Keywords:methanol；steam；coolingwater；materialbalance；heatbalance；rectifyingtower山东轻工业学院2009届本科毕业生毕业设计6第一章总论1.1概述甲醇又称木醇或木精，是一种透明、无色、易燃、有毒的液体，略带酒精味。熔点－97.8℃，沸点64.8℃，闪点12.22℃，自燃点47℃，相对密度0.7915g/3m(20℃/4℃)。其蒸汽遇空气混合物易爆炸，爆炸极限下限6%—36.5%。能与水、乙醇、乙醚、苯、丙酮和大多数有机溶剂相混溶，在汽油中溶解度更大。甲醇易于吸收水蒸气、二氧化碳和某些其他杂质，因此只有用特殊的方法才能制得完全无水的甲醇。同样也难以从甲醇中清除杂质，产品甲醇中总含有有机杂质在0.01%以下。甲醇具有毒性，内服10ml有失明危险，30ml能致人死亡，空气中允许含甲醇最高浓度为0.05mg/L。甲醇是假酒的主要成分，过多食用会导致失明，甚至死亡。甲醇是多种有机产品的基本原料、优质燃料和重要溶剂，主要用于制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫酸二甲脂等多种有机产品并广泛用于燃料、医药、涂料和国防行业等。其中生产甲醛用的甲醇量约占甲醇总量的一半以上。甲醇可开发出100多种高附加值化工产品，尤其深加工后作为一种新型清洁燃料和加入汽油掺烧，其发展前景越来越广阔