甲醇水分离过程筛板精馏塔设计
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:ET=47%
建厂地址:宁夏
[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:MA=32 Kg/Kmol水的摩尔质量:MB=18 Kg/Kmol
xF=32.4%
xD=99.47%
xW=0.28%
2、 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量
MF= 32.4%*32+67.6%*18=22.54 Kg/Kmol
MD= 99.47*32+0.53%*18=41.37 Kg/Kmol
MW= 0.28%*32+99.72%*18=26.91 Kg/Kmol
3、 物料衡算
原料处理量:F=(3.61*103)/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MT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
四塔甲醇精馏工艺流程及原理
粗甲醇通过预塔给料泵、粗甲醇预热器送到预塔脱除轻组份。预精馏塔(脱醚塔)冷凝器采用二级冷凝,系统中增设了排气冷凝器,用以脱除二甲醚等低沸点的杂质,控制冷凝器气体出口温度,并回收夹带的部分甲醇。在该温度下,几乎所有的低沸点馏份都在气相,并排出系统,不再冷凝回流到预精馏塔。
充分脱除低沸点组分后的甲醇溶液,通过加压精馏塔给料泵送往加压精馏塔。主要是提高甲醇气体的分压与沸点,使加压精馏塔的塔顶气有足够的热量供常压精馏塔的再沸器使用。常压精馏塔就不再需要蒸汽加热,减少装置的能耗。加压塔和常压精馏塔分别采出一般要求的甲醇产品。如特殊需要,可再经常压精馏塔进一步提纯。两塔的混合液都达到国家优级标准以上,能满足甲醇羰基化所需要的工艺指标要求。
从常压精馏塔底部排出的占甲醇产量20%左右的残液,被回收塔给料泵送往回收塔进一步回收,最终从底部排出装置。
ps:赶时间,具体计算有空再说吧,先算算看,进料量、Xf、Xd、Xw什么的一眼就看出了,没什么难度吧,有问题再提出来
高压法 300~600 320~380 铬锌触媒
中压法 105~300 225~270 含铜锌铬铝触媒
低压法 40~60 200~300 含铜锌触媒
高压法转化率较高,但是为了达到高压需要用往复压缩机消耗较多的能量,低压法可以使用离心式压缩机,消耗能量较少,经济规模较小,且可以使用含氢气量较高的合成气,中压法也可以使用离心式压缩机,不需像低压法还要另加二氧化碳且改良低压法设备庞大之缺点。 合成塔为直立型管壳式,管中填充触媒,管外以沸水冷却;也可以是填充塔式,如此可以於塔测多处通入冷原料以控制反应温度。压缩后的原料气和循环之未反应气体混合,经与反应生成气体进行热交换后,进入合成塔通过触媒床进行反应,反应生成气体经过热交换冷却后,甲醇冷凝,经分离器分离出甲醇,气体再循环与原料气混合。 如此冷凝合成出之粗甲醇中含有杂质,通常低压法合成所得到的甲醇杂质含量及种类比高压法所得的少,粗甲醇中的杂质除了水分以外可以分为三大类,即低沸点化合物,乙醇,高沸点化合物。粗甲醇进一步之精致步骤及操作与设计因合成法及成品规格而不同。若成品纯度要求较低时,可以采用单塔蒸馏方式。当纯度要求较高时,可采用双塔式蒸馏。当成品纯度要求更高时,采用三塔式蒸馏较适用。於双塔式蒸馏法中,二甲迷等低沸物杂质由第一塔塔顶排出,高级醇类高沸物由第二塔塔底排出,塔顶则得到高纯度甲醇。
2、其次说明甲醇的定义和具体设计过程。
3、最后写设计的目的和具体方案即可完成。