年产10万吨甲醇精馏工段设计毕业设计.docx

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1、年产10万吨甲醇精馏工段设计毕业设计 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

2、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

3、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 唐山学院毕业设计（论文）任务书 环境与化学工程系化学工程与工艺专业班姓名： 毕业设计（论文）时间：2022 年 3 月21 日至2022 年 6 月 3 日 毕业设计（论文）题目：年产10万吨甲醇精馏工段工艺设计 1.毕业设计（论文）的目的和意义 在世界基础有机化工原料中，甲

4、醇消费量仅次于乙烯、丙烯和苯，是一种很重要的大宗化工产品。甲醇作为基础有机化工原料，用来生产甲醛、甲胺、醋酸等各种有机化工产品。根据对汽车代用能源的预测，甲醇是必不可少的替代品之一。甲醇制烯烃的预期经济效益可以和以石脑油和轻柴油为原料制烯烃大体相近。甲醇制烯烃的技术开发，将有效改善乙烯、丙烯等产业对石油轻烃原料资源的过度依赖，开辟出一条新的烯烃生产途径。因此，甲醇工业的发展具有战略意义。甲醇生产工艺技术的进步对甲醇工业的发展起到很大的促进作用。 2.毕业设计（论文）课题任务的内容和要求 查阅文献，了解国内外本课题的研究现状，熟悉和掌握与课题相关的理论基础知识。根据设计任务，查阅有关资料、文献，

5、搜集必要的技术资料，工艺参数，进行生产方法的选择比较，工艺流程的论证。通过论证分析和技术经济比较，确定较为合理的精馏工段工艺流程。根据设计结论对所需设备进行选型。进行甲醇精馏工段的热量衡算、物料衡算。通过对物料进行工艺计算，大致确定主要设备的的工艺尺寸。绘制图纸4张：工艺流程图、重点主设备结构图、部分车间平面图、部分车间竖面图。 3.毕业设计（论文）成果的要求 进行工艺流程与工艺条件确定的论证。通过论证分析，确定较为合理的精馏工段工艺流程，进行甲醇该工段的物料衡算、热量衡算。进行主要塔设备的相关工艺计算。绘制图纸4张：工艺流程图、重点主设备结构图、部分车间平面图、部分车间竖面图。最后撰写论文，

6、完成毕业设计。 毕业设计（论文）进度计划安排 阶段应完成的主要工作起止教学周 1 查阅相关文献,论文总体设计,填写工作进度计划表，撰写开题报告4-5 2 生产方法的选择比较 6 3 工艺流程的确定，物料衡算7-8 4 热量衡算及设备计算9-10 5 图纸的绘制，数据整理11-14 6 整理试验数据，撰写论文，上交指导老师15 7 论文答辩16 8 主要参考文献 1 刘光启，马连湘，刘杰化学化工物性数据手册（有机卷）M化学工业出版社20225：559613 2 夏清，陈常贵化工原理（上册）M修订版天津大学出版社20221 3 Robert HWilliams Eric DLarson.Repro

7、duced with permission from Energy for Sustainable DevelopmentJ202212： 103105 4 魏文德有机化工原料大全（第二版）上卷M化学工业出版社19911：806 5 Dimmling WSeipenbusch RHydrocarbon Processing1975，45(9)：169 6 Othmer D FMethanol-aversatile Synfuel1983 7 陈平现代化工J1996，16(12)：36 8 谢克昌，房鼎业甲醇工艺学M化学工业出版社20225 9 丁振亭吉化科技J1995，3(1)：13 10 中

8、国化工信息J1997，(13)：610 11 煤化工J2022，第一期 12 夏清，陈常贵化工原理（下册）M修订版.天津大学出版社20221 13 刘光启，马连湘，刘杰化学化工物性数据手册（无机卷）M化学工业出版社20224：344 14 贾绍义，柴诚敬化工原理课程设计M天津大学出版社20221：119121 15 刁玉玮，王立业，俞健良化工设备机械基础M大连理工大学出版社20221：309310 指导教师（签名）：审批人（签名）： 年产10万吨甲醇精馏工段工艺设计 摘要 甲醇作为重要的有机化工原料，对其质量提出了更多更高的要求。如今了解和熟悉甲醇精制的过程变得越来越普遍。而通过精馏操作，可以

9、将粗甲醇进行精制。本设计需要将原料粗甲醇精制到含醇量99.95%的纯度。根据现代对甲醇精馏工艺设计的了解，甲醇三塔精馏技术以其能耗低、产品质量好的优点领先于其他工艺。所以本设计以三塔精馏工艺为依据，通过对粗甲醇进行物料衡算、能量衡算，设备选型，以及对主要设备常压塔的工艺尺寸计算，车间布局等完成本次初步设计，对提纯粗甲醇有更深刻的认识。 关键词：甲醇工艺设计三塔精馏常压塔 The Process Design of Section Annual Output of 10 Tons of Methanol Distillation Abstract Methanol ，as an importan

10、t organic chemical raw material，should be put forward more requirements for higher quality. Now understanding and getting familiar with the refining process of methanol are becoming more common. Through the distillation operation, we can refine crude methanol. The design needs to refine the methanol

11、 material till its contained alcohol purity amount to a percentage of 99.95. According to a modern understanding of the distillation process design of methanol，the three-tower-distillation technique of methanol is ahead of other processes for its low power consumption and the good quality of its pro

12、ducts. Based on the three-tower-distillation process，this design does the material calculation，energy calculation and equipment selection for raw methanol. I also calculate the size of the main process equipment-atmospheric tower，make the layout of the workshop for the preliminary design and enable

13、people to have a more profound understanding of the purification coarse for methanol. Key words：Methanol；Process design；Three-tower-distillation；Atmospheric tower 目录 1前言 (1) 1.1甲醇的性质 (1) 1.1.1 甲醇的物理性质 (1) 1.1.2 甲醇的化学性质 (1) 1.2 甲醇的用途 (1) 1.3 甲醇工业的发展及现状 (2) 1.3.1甲醇的消费量 (2) 1.3.4 中国甲醇工业发展前景 (4) 1.4 甲醇精

14、馏方法的比较 (5) 1.4.1 甲醇精馏的概述 (5) 1.4.2 甲醇精馏方法 (5) 2 精馏工艺流程的设计 (7) 2.1 甲醇精馏工艺流程比较 (7) 2.1.1 铜基催化剂合成粗甲醇的单塔精馏 (7) 2.1.2 铜基催化剂合成粗甲醇的双塔精馏 (7) 2.1.3 铜基催化剂合成粗甲醇的三塔精馏 (7) 2.2 精馏设备的选择 (8) 2.2.1 精馏塔的介绍和选择 (8) 2.2.2 其他部分设备的介绍 (11) 2.3甲醇三塔精馏的工艺说明 (11) 3 工艺计算 (13) 3.1 物料衡算 (13) 3.1.1 预塔的物料衡算 (13) 3.2.2 主塔的物料平衡计算 (14

15、) 3.2 能量衡算 (14) 3.2.1 预塔的热量衡算 (14) 3.2.2 加压塔的热量衡算 (16) 3.2.3 常压塔的热量衡算 (17) 3.2.4 精馏系统能量结果汇总 (18) 4 常压精馏塔设计 (20) 4.1 基础数据 (20) 4.2 塔板数的计算 (21) 4.2.1处理能力 (21) 4.2.2最小理论板数Nm (21) 4.2.3最小回流比 (21) 4.2.4进料位置 (22) 4.2.5实际理论板数 (22) 4.2.6全塔效率的估算 (22) 4.3 精馏段与提馏段的体积流量 (23) 4.3.1精馏段 (23) 4.3.2提馏段 (24) 4.4 塔径计算

16、 (26) 4.4.1精馏段 (26) 4.4.2提馏段 (27) 4.5塔内件设计 (28) 4.5.1溢流堰的设计 (28) 4.5.2降液管的设计 (28) 4.5.3塔板布置及浮阀数目与排列 (29) 4.6 塔板流体力学验算 (30) 4.6.1汽相通过浮阀塔的压降 (30) 4.6.2液泛 (31) 4.6.3雾沫夹带 (31) 4.7 塔板负荷性能图 (32) 4.7.1雾沫夹带线 (32) 4.7.2 液泛线 (32) 4.7.3 液相负荷上限线 (33) 4.7.4 漏液线 (33) 4.7.5 液相负荷下限线 (33) 4.8 常压塔工艺计算汇总 (34) 4.9常压塔主要

17、尺寸确定 (35) 4.9.1 塔高设计 (35) 4.9.2 接管设计 (35) 5结论 (37) 谢辞 (38) 参考文献 (39) 附录 (40) 唐山学院毕业设计 1前言 1.1甲醇的性质 1.1.1 甲醇的物理性质 甲醇是最简单的饱和一元醇，化学式为：OH CH 3，在常温常压下，单质甲醇是无色、易挥发、有酒精气味的有毒液体。能与水、醇类、乙醚、苯、酯类、卤代烃和许多其他有机溶剂互溶，但是不与脂肪烃类化合物混溶。它相关的部分物理性质可见下表1-1： 表1-1 甲醇的部分物理性质 1 项目 数值 项目 数值 液体密度kg/m 3 (20) 804.8 熔点/ -97.5 气体密度kg/

18、m 3 (100) 3.984 闪点（闭环） 9.4 气体粘度s Pa ?（100） 12.3 沸点 64.6 液体粘度s Pa ? (20) 0.580 表面张力mN/m(20) 22.07 1.1.2 甲醇的化学性质 甲醇为最简单的饱和脂肪醇，其化学性能活泼，易燃烧。相关反应诸多，例如其氧化反应、酯化反应、卤化反应、脱水反应、甲基化反应等等。 1.2 甲醇的用途 甲醇是很重要的有机化工原料和溶剂，当前，世界上甲醇的生产能力为每年近千万吨，其中将近30%至40%的甲醇用于生产甲醛。此外，在合成材料、医药、农药、香料、染料和油漆等工业中，甲醛是不可缺少的溶剂和原料。甲醇在能源方面的用途早在上世纪90年代就得到了快速的发展，例如甲醇制备甲基叔丁基醚燃料电池2、燃料甲醇3等等。此外，甲醇低压羰基化制备乙酸的技术在近年来也发展很快，已经成为生产乙酸的主要方法4。 以甲醇为原料制得的人工蛋白称为甲醇蛋白。含有丰富的维生素和蛋白质，营养价值超过粮食和大豆油饼，成本比鱼粉便宜，无毒，收率高5。 上世纪80年代以来，甲醇的非化工用途受到人们的重视，并为甲醇的用途开辟一个新的领域。甲醇和燃料油相比是一类廉价、辛烷值高（高达110）、热