【《基于甲醇低压法的甲醇生产物料衡算和热量衡算计算过程案例》1900字】

基于甲醇低压法的甲醇生产物料衡算和热量衡算计算过程案例目录TOC\o"1-3"\h\u6214基于甲醇低压法的甲醇生产物料衡算和热量衡算计算过程案例 1172061物料衡算 1127121.1合成甲醇反应方程 13161.2反应塔物料衡算 2183591.3合成组分计算 47231.4驰放气和新鲜气 5233651.5计算物料循环量 5215861.6出塔气和入塔气 617135续表 817851.7分离器出口组分流量 9296121.8贮罐气 1025092热量衡算 10242352.1合成塔热量计算公式 10221432.1.1物料进塔热量 1159322.1.2合成塔反应热 12313142.1.3出塔热量 12185062.2塔总热 138562.3蒸汽换热 144472.4换热器 14236852.2.1换热器进口热量 14236012.2.2物料带出换热器的热量 16141812.5换热器 16144772.5.1出塔气进入换热器的热量 16226512.5.2出换热器的出合成塔气的热量 16152152.6水冷器 169092.6.1送入热量 16278262.6.2水冷器送出的热量 16285292.6.3冷水量 18257572.7分离器热量参数计算 189488（1）带入热量 1831553（2）气体带出热量 183006（3）液体带出热量 181物料衡算1.1合成甲醇反应方程主反应：副反应：一氧化碳和氢气是合成甲醇的主要组成物质，而二氧化碳主要是通过逆反应变换成CO，而且进入合成塔的的量在正常的开车生产状态是低于以下的，所以不纳入计算范围。1.2反应塔物料衡算通过任务书可知每年生产58万吨产品，按一年上天班次算，一日安排三班倒工作制。根据计算可得，每小时精甲醇的产量为。因本设计采用的是三塔精馏工艺，精甲醇的纯度为99.95%，已知三塔精馏工艺的精甲醇收率可达到97%。通过计算得入精馏塔的粗甲醇质量流量为。表1.1精甲醇的质量百分数组成甲醇()二甲醚异丁醇水含量%单位时间产量：工艺生产每吨粗甲醇可带出（标况），即为甲烷。则甲烷的每小时产量为：故实际生成的水的量为资料显示，，成分溶解率示下表：表1.2每吨粗甲醇合成气的溶解情况根据数据测试，时的液态甲醇中放出的等气体中每立方有甲醇气体。：1.3合成组分计算表1.3各弛放成分含量[17]表1.4原料消耗消耗反应组分kmol/hCO2H2式12762.21-5528.42式37.24-12.48式430.08-90.24式51.24-2.48式6255.11255.11255.11表1.5生成物量产物CH4CH3OH(CH3)2OC4H9OHH2O式1式3式4式5式6表1.6余量1.4驰放气和新鲜气表1.7原料气续表惰性气体组分百分数一般保持在0.41%左右，且在工艺的全过程中都维持原有状态，即。则得出驰放气G的量为,可算出新鲜气的量为。表1.8驰放气表1.9新鲜气组成1.5计算物料循环量整理得：合成器出产品率则：表1.10组分循环量1.6出塔气和入塔气累加后总计为：表1.11入料组成出塔气=入塔气量-反应消耗量+反应生成量：出塔气总量为：。表1.12出塔气的组成续表ArCH4(CH3)2OC4H9OHH2O2.185.560.00680.000590.551152.722941.161.620.00059289.741.7分离器出口组分流量：即表1.13气相成分则计算得：表1.14液体组成1.8贮罐气储罐气组分如下：表1.15贮罐气组成H2COCO2N2ArCH427.915.2550.731.751.5610.8017.181.2331.232.310.966.654热量衡算2.1合成塔热量计算公式全塔热量平衡计算公式：其中:入塔气热量，主副反应热量，出塔气热量，损失热，蒸汽换出热量，入塔气组分流量，入塔组分比热容，入塔气温度，其中：出塔气组分流量，出他组分热熔，出塔气温度，其中各代表的是甲醇，甲烷，二甲醇，异丁醇，和水的生成热，。2.1.1物料进塔热量在，定压状态组分数据为：表2.1气体组分甲醇氢气一氧化碳二氧化碳氮气氩气甲烷根据公式计算：表2.2入塔组分热每小时入塔热：入塔总热：2.1.2合成塔反应热由公式计算：表2.3各组分生成热甲醇二甲醚异丁醇甲烷一氧化碳续表每小时生成热：2.1.3出塔热量在下气体热容：表2.4气体组分据算出塔气热量：表2.5出塔气每小时出塔热：则：2.2塔总热热损为5%则：2.3蒸汽换热蒸汽换出热：蒸汽初温，末温；由《化工工艺手册》[19],得蒸气热容。由计算：表2.6热量平衡2.4换热器2.2.1换热器进口热量设备进口的初温℃，由算得：表2.7换热器数据结果如下：则2.2.2物料带出换热器的热量前期计算得，出换热器热量与入合成塔热量相当。2.5换热器2.5.1出塔气进入换热器的热量假设管道无能量损失，即根据能量守恒，从合成塔出来的气体携带的热量就等于从换热器入口进入的热量：。2.5.2出换热器的出合成塔气的热量依据能量守恒原则，出合成塔气携带的热量进入换热器后会减少，而减少的那一部分用来加热进入换热器的合成气，即出塔气减少量为合成气的增加量。即：可计算出换热器的出口热量：气体温度：设从合成塔出来的出塔气体和在换热器换热完毕从出口出来的合成气热容相等，即：出口温度：,末温。2.6水冷器2.6.1送入热量当气体离开塔体后，本身热量还是与进入水冷器热量一样，即。2.6.2水冷器送出的热量经过换热器加工操作后的出塔气进入水冷器，进行热量交换，气体温度从60.75℃变到40℃。而甲醇此刻以两种状态存在，一种为气态，另一种为液体状态；副产物包括甲醚液体，异丁醇液体，还有液态水；而其他成分皆是气体。通