【正文】 的物料時(shí)，閥片易與塔板粘結(jié)；在操作過(guò)程中有時(shí)會(huì)發(fā)生閥片脫落或卡死等現(xiàn)象，使塔板效率和操作彈性下降。篩孔塔板簡(jiǎn)稱篩板，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為塔板上開(kāi)有許多均勻的小孔。根據(jù)孔徑的大小，分為小孔徑篩板（孔徑為3~8mm）和大孔徑篩板（孔徑為10~25mm）兩類(lèi)。工業(yè)上一小孔徑篩板為主，大孔徑篩板多用于某些特殊場(chǎng)合（如分離粘度大、易結(jié)焦的物系）。篩板的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低；板上液面落差小，生產(chǎn)能力較大；氣體分散均勻，傳質(zhì)效率較高。其缺點(diǎn)是篩孔易堵塞，不宜處理粘度大的、易結(jié)焦的物料。盡管篩板傳質(zhì)效率高，但若操作和設(shè)計(jì)不當(dāng)，易產(chǎn)生漏液，濕的操作彈性減小，傳質(zhì)效率下降。 塔的選擇因素很多，主要有物料性質(zhì)、操作條件、塔設(shè)備的制造安裝和維修等。精餾的設(shè)計(jì)包括設(shè)計(jì)方案的選定、主要工藝計(jì)算、繪制負(fù)荷性能圖等。理論塔板數(shù)精餾段23塊，提餾段3塊。本設(shè)計(jì)選用了浮閥塔。選擇泡點(diǎn)進(jìn)料的原因：在供熱量一定的情況下，熱量應(yīng)盡可能從塔底輸入，使產(chǎn)生的氣相回流在全塔發(fā)揮作用。為使塔的操作穩(wěn)定，免受季節(jié)氣溫影響，精、提餾段采用相同塔徑以便于制造，則常采用泡點(diǎn)進(jìn)料。加熱方式的選擇：采用間接蒸汽加熱，設(shè)置再沸器。回流比的選擇：主要從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)出發(fā)。第2章 流程的確定和說(shuō)明首先，甲醇和水的原料混合物進(jìn)入原料罐，在里面停留一定的時(shí)間之后，通過(guò)泵進(jìn)入原料預(yù)熱器，在原料預(yù)熱器中加熱到泡點(diǎn)溫度，然后，原料從進(jìn)料口進(jìn)入到精餾塔中。因?yàn)楸患訜岬脚蔹c(diǎn)，混合物中既有氣相混合物，又有液相混合物，這時(shí)候原料混合物就分開(kāi)了，氣相混合物在精餾塔中上升，而液相混合物在精餾塔中下降。氣相混合物上升到塔頂上方的冷凝器中，這些氣相混合物被降溫到泡點(diǎn)，其中的液態(tài)部分進(jìn)入到塔頂產(chǎn)品冷卻器中，停留一定的時(shí)間然后進(jìn)入甲醇的儲(chǔ)罐，而其中的氣態(tài)部分重新回到精餾塔中，這個(gè)過(guò)程就叫做回流。液相混合物就從塔底一部分進(jìn)入到塔底產(chǎn)品冷卻器中，一部分進(jìn)入再沸器，在再沸器中被加熱到泡點(diǎn)溫度重新回到精餾塔。塔里的混合物不斷重復(fù)前面所說(shuō)的過(guò)程，而進(jìn)料口不斷有新鮮原料的加入。最終，完成甲醇和水的分離。 一整套精餾裝置應(yīng)該包括精餾塔、原料預(yù)熱器、再沸器、冷凝器、釜液冷卻器和產(chǎn)品冷卻器等設(shè)備。熱量自塔釜輸入，物料在塔內(nèi)經(jīng)多次部分氣化與部分冷凝進(jìn)行精餾分離，由冷凝器和冷卻器中的冷卻介質(zhì)將余熱帶走。甲醇—水混合液原料經(jīng)預(yù)熱器加熱到泡點(diǎn)溫度后送入精餾塔進(jìn)料板，在進(jìn)料板上與自塔上部下降的的回流液體匯合后，逐板溢流，最后流入塔底。在每層板上，回流液體與上升蒸汽互相接觸，進(jìn)行熱和質(zhì)的傳遞過(guò)程。操作時(shí)，連續(xù)地從再沸器取出部分液體作為塔底產(chǎn)品，部分液體氣化，產(chǎn)生上升蒸汽，一起通過(guò)各層塔板。塔頂蒸汽進(jìn)入冷凝器中被冷凝，并將部分冷凝液送回塔頂作為回流液，其余部分經(jīng)冷凝器冷凝后送出作為塔頂產(chǎn)品，經(jīng)冷凝器冷卻后送入貯槽。塔釜采用再沸器加熱。塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送入貯槽。 工藝流程圖第3章 塔的工藝設(shè)計(jì) ，塔底產(chǎn)品含甲醇摩爾分?jǐn)?shù) F：原料液流量 XF:原料組成（摩爾分?jǐn)?shù)，下同） D: 塔頂產(chǎn)品流量 XD:塔頂組成 W: 塔底殘液流量 XW:塔底組成 物系說(shuō)明本設(shè)計(jì)的任務(wù)為分離甲醇水二元混合物，采用連續(xù)精餾流程。查得甲醇水氣液平衡數(shù)據(jù)如下表 甲醇水氣液平衡數(shù)據(jù)溫度（℃）甲醇占液相摩爾分?jǐn)?shù)（%）甲醇占?xì)庀嗄柗謹(jǐn)?shù)（%）1000085787068100100由以上平衡數(shù)據(jù)，結(jié)合ASPEN PLUS軟件，繪出氣液平衡圖， 常壓下甲醇水溶液的xy圖由圖可知，甲醇水物系相對(duì)揮發(fā)度在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)變化較大，其分離設(shè)計(jì)既不能采用平均相對(duì)揮發(fā)度的方法，也不適合采用誤差較大的圖解法(塔頂組成接近1和塔底組成接近0，在此附近畫(huà)圖很不準(zhǔn)確)，故本設(shè)計(jì)選擇采用Aspen Plus進(jìn)行模擬及優(yōu)化。 回流比、塔板數(shù)及進(jìn)料板 在Aspen Plus中先用DSTWU模型對(duì)本裝置進(jìn)行簡(jiǎn)捷計(jì)算模擬，物性方法選擇NRTLRK 1流程圖的繪制 DSTWU模塊流程 2 參數(shù)布置 組分輸入 物性方法選擇 物流F輸入 輸入模塊（DSTWU）參數(shù) DSTW簡(jiǎn)捷計(jì)算結(jié)果 生成回流比隨理論板數(shù)變化表 回流比隨理論板數(shù)變化表 回流比與理論塔板數(shù)關(guān)系曲線 合理的理論板數(shù)應(yīng)該在曲線斜率絕對(duì)值較小的區(qū)域選擇，由圖可以選擇26塊塔板 由選取的塔板數(shù)來(lái)確定進(jìn)料位置 模塊參數(shù)輸入 DSTWU簡(jiǎn)捷計(jì)算結(jié)果 精餾過(guò)程主要采用嚴(yán)格精餾模擬設(shè)計(jì) 1 流程圖的繪制 RADFRAC模塊流程 2參數(shù)設(shè)置 物流F輸入 輸入模塊（RADFRAC)參數(shù) 輸入模塊（RADFRAC）進(jìn)料位置 模擬結(jié)果 各塔板組分圖由圖可以查看得到在第23塊塔板甲醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與進(jìn)料甲醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)接近，所以進(jìn)料板選擇在第23塊塔板 進(jìn)料板位置輸入 模塊結(jié)果查由于模擬結(jié)果產(chǎn)品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于要求的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，則通過(guò)Design Specs來(lái)規(guī)定塔的操作要求 % 規(guī)定操縱變量 各物理性質(zhì)的計(jì)算 1 溫度 利用Aspen嚴(yán)格模擬精餾過(guò)程可知，塔頂溫度tD進(jìn)料板溫度tf’ 塔釜的溫度 tw 精餾段平均溫度： 提餾段平均溫度： 2 操作壓強(qiáng) 塔頂壓強(qiáng)：PD= 取每層塔板壓降:ΔP= kpa 進(jìn)料板壓力: 塔釜壓力: 精餾段的平均操作壓強(qiáng): 提餾段的平均操作壓強(qiáng): 3 相對(duì)揮發(fā)度 由軟件aspen模擬求得： 全塔的相對(duì)平均揮發(fā)度： 精餾段： 提餾段： 4 平均摩尓質(zhì)量： 塔頂： 進(jìn)料板： 塔底： 精餾段平均摩爾質(zhì)量： 提餾段平均摩爾質(zhì)量： 5 平均密度的計(jì)算： 氣相平均密度的計(jì)算： 塔頂氣相密度 進(jìn)料位置氣相密度 塔底氣相密度 液相平均密度的計(jì)算： 塔頂液相密度 進(jìn)料處液相密度 塔底液相密度 精餾段平均密度： 提餾段平均密度： 6 體積流率的計(jì)算 精餾段氣液相體積流率： 精餾段液相體積流率： 提餾段氣液相體積流率： 提餾段液相體積流率： 總板效率的計(jì)算 精餾段 精餾段實(shí)際板數(shù)： 取49塊 提餾段 ， 提餾段實(shí)際板數(shù)： 取8塊 總板數(shù)N=57塊 由aspen軟件模擬得出塔徑過(guò)程如圖所示 輸入板式塔結(jié)構(gòu)參數(shù) 輸入板式塔結(jié)構(gòu)參數(shù) 查看塔板校核結(jié)果， 溢流裝置的確定 單溢流又稱直徑流，液體自液盤(pán)橫向流過(guò)塔板至溢流堰，流體流徑較大，塔板效率高，塔板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方