第15页共27页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第15页共27页第四章精甲醇生产工艺计算工艺计算作为化工工艺设计，工艺管道，设备的选择及生产管理，工艺条件选择的主要依据，对平衡原料，产品质量，选择最佳工艺条件，确定操作控制指标，合理利用生产的废料，废气，废热都有重要作用。4.1甲醇合成塔的物料能量衡算4.1.1合成塔物料平衡计算已知：年产50000吨精甲醇，每年以300个工作日计算，损耗按0.3%计算。则年实际生产精甲醇50150吨。精甲醇中甲醇含量(wt)：99.95%粗甲醇组成(wt)：[Lurgi低压合成工艺]甲醇：93.89%轻组分[以二甲醚(CH3)2O计]：0.188%重组分[以异丁醇C4H9OH计]：0.026%水：5.896%所以：时产精甲醇：50150×1000300×24=6944.44Kg/h时产粗甲醇：6944.44×99.95%93.89%=7392.66Kg/h根据粗甲醇组分，算得各组分的生成量为：甲醇：6944.44Kg/h216.74kmol/h4855.0Nm3/h二甲醚：13.90Kg/h0.302kmol/h6.77Nm3/h异丁醇：1.92Kg/h0.026kmol/h0.58Nm3/h水：432.4Kg/h24.02kmol/h538.1Nm3/h合成甲醇的化学反应为：、主反应：CO+2H2CH3OH+102.37KJ/mol……①副反应：2CO+4H2(CH3)2O+H2O+200.39KJ/mol……②CO+3H2CH4+H2O+115.69KJ/mol……③4CO+8H2C4H9OH+3H2O+49.62KJ/mol……④第16页共27页第15页共27页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第16页共27页CO2+H2CO+H2O-42.92KJ/mol……⑤生产中，测得每生产1吨粗甲醇生成甲烷7.56Nm3,即0.34kmol，故CH4每小时生成量为：7.56¿7.39266=55.889Nm3，即2.495kmol/h，39.920Kg/h。忽略原料气带入份，根据②、③、④得反应⑤生成的水的量为：24.02-0.302-0.0078¿3-2.495=21.145kmol/h，即在CO逆变换中生成的H2O为21.145kmol/h，即473.648Nm3/h。5.06Mpa，40℃时各组分在甲醇中的溶解度列表于表4-1表4-15.06Mpa，40℃时气体在甲醇中的溶解度组分H2COCO2N2CH4溶解度Nm3/t甲醇00.6823.4160.3410.682Nm3/h01.0085.5010.5041.008《甲醇生产技术及进展》华东工学院出版社.1990据测定：35℃时液态甲醇中释放CO、CO2、H2等混合气中每m3含37.14g甲醇，假定溶解气全部释放，则甲醇扩散损失为：(1.008+5.501+0.504+1.008)¿37.141000=0.298kg/h即0.0093kmol/h，0.208Nm3/h。根据以上计算，则粗甲醇生产消耗物料列表4-2及生成物料列表4-3。表4-2甲醇生产消耗物料和生成物量及组成消耗方式单位反应①生Kmol/h成甲醇Nm3/h反应②生Kmol/h成二甲醚Nm3/h反应③生Kmol/h成甲烷Nm3/h反应④生Kmol/h消耗物料合计COH2CO2N2消耗216.74433.484855.09710145650.6041.20813.5427.0840.622.4954.9955.889111.778167.6680.1040.2082.334.666.99（21.145）21.14521.145第17页共27页第16页共27页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第17页共27页成异丁醇Nm3/h反应⑤CO2Kmol/h逆变换Nm3/h气体溶解Nm3/h扩散损失Nm3/h合计Nm3/h消耗组成%(v)（473.648）473.648473.648473.6481.00805.0510.5046.5630.20800.4160.6245401.610327.2479.1150.50416208.433.363.712.960.031消耗方式单位反应①生Kmol/h成甲醇Nm3/h反应②生Kmol/h成二甲醚Nm3/h反应③生Kmol/h成甲烷Nm3/h反应④生Kmol/h成异丁醇Nm3/h反应⑤CO2Kmol/h逆变换Nm3/h气体溶解Nm3/h扩散损失生成物料合计CH4CH3OHC4H9OH(CH3)2OH2O生成216.744855.04855.00.3020.3026.776.7713.542.4952.49555.88955.889111.7780.0780.581.7472.32921.145473.648473.6481.008（0.208）0.20854.8814855.2080.586.77538.15455.56944.71.9213.90432.4739393.890.0260.1885.896100第18页共27页第17页共27页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第18页共27页Nm3/h合计Nm3/h生成质量Kg/h生成组成%(wt)设新鲜气量为G新鲜气,驰放气为新鲜气的9%[1]，驰放气组成与循环气相同。见表4-3。表4-3驰放气组成组分H2COCO2CH4N2CH3OHH2OMol%79.316.293.504.795.490.610.01《甲醇生产技术及进展》华东工学院出版社.1990G新鲜气＝G消耗气+G驰放气所以：G新鲜气＝G消耗气+0.09G新鲜气=15261.11+0.09G新鲜气则G新鲜气=16770.5Nm3/h新鲜气组成...
