二甲醚 0。42% 1。27 kmol/h 即 28。5m3/h
高级醇(以异丁醇计) 0。26% 0。49kmol/h 即10。97 m3/h
高级烷烃(以辛烷计) 0。32% 0。39kmol/h 即8。76m3/h
水 5。6% 43。36kmol/h 即 971。18 m3/h
粗甲醇 100% 13。94t/h
注:设计中的体积都为标准状态下的体积
计算方法:粗甲醇 =13。02 / 0。9340 = 13。94t/h
二甲醚 = 13。94×1000×0。42% = 58。55 kg/h 即1。27 kmol/h 28。5m3/h
高级醇(以异丁醇计)= 13。94×1000×0。26% = 36。24kg/h 即 0。49kmol/h , 10。97 m3/h
高级烷烃(以辛烷计)=13。94×1000×0。32% = 44。61 kg/h 即0。39kmol/h 8。76m3/h
水= 13。94×1000×5。6% = 780。64 kg/h 即43。36kmol/h 971。18 m3/h
图2合成物料流程图
3。3 合成工段
3。3。1 合成塔中发生的化学反应:
主反应 : CO+2H2=CH3OH (1)
CO2+3H2=CH3OH +H2O (2)
副反应 : 2CO+4H2=(CH3O)2+H2O (3)
CO+3H2=CH4+H2O (4)
4CO+8H2=C4H9OH+3H2O (5)
CO2+H2=H2O+CO (6)
8CO+17H2=C8H18+8H2O (7)
工业生产中测得低压时,每生产一吨粗甲醇就会产生1。52 m3 (标态)的甲烷,即设计中每小时甲烷产量为0。95kmol/h ,21。19 m3/h。
忽略入塔气带入的水,由反应(3)、(4)、(5)、(6)得出反应(2)、(7)生成的水分为:
43。36-0。95-1。27-0。49×3-0。39×8 = 36。55 kmol/h
由于合成反应中甲醇主要由一氧化碳合成,二氧化碳主要发生逆变反应生成一氧化碳,且入塔气中二氧化碳的含量一般不超过5%,所以计算中忽略反应(2)。则反应(6)中由二氧化碳反应生成了36。55kmol/h,即818。27 m3/h的水和一氧化碳。
3。3。2溶解性
粗甲醇中气体溶解量查表5Mpa、40℃时,每一吨粗甲醇中溶解其他组成如下表:
表3每吨粗甲醇中合成气溶解情况
气体 H2 CO CO2 N2 Ar CH4
溶解量(m3/t粗甲醇) 4。364 0。815 7。780