【正文】 T 管程流通面積 換熱管長度L 管排列方式 換熱面積 折流板間距 16 m2 mm 三角形 m2 m 6000 換熱器 2（流股 7）： 選用浮頭式換熱器 換熱量 Q=1819kw，逆流操作 二甲醚， ℃ 甲醇， ℃ 入口 280 出口 160 279 計(jì)算得 K=413W/(m2.℃ ) 逆流溫差 所以 選用列管式換熱器 化學(xué)與化工學(xué)院化工設(shè)計(jì)大作業(yè) 公稱直徑 DN 公稱壓力 PN 管程數(shù) 管子根數(shù) 管尺寸 管心距 mm Mpa N n mm mm 1400 1． 6 4 1192 25 2 32 中心排管數(shù)NT 管程流通面積 換熱管長度L 管排列方式 換熱面積 折流板間距 26 m2 mm 三角形 m2 m 6000 化學(xué)與化工學(xué)院化工設(shè)計(jì)大作業(yè) 7 管路選型 根據(jù) ASPEN PLUS 計(jì)算得到的流量結(jié)果： 我們根據(jù)國標(biāo)最后匯總得到的管路匯總表如下圖： 均采用不銹鋼管 管徑 計(jì)算 流股 體積流量 m3/h 流速 m/s 管橫截面積 m2 管徑 mm 公稱直徑 1 3 Ф 57 210 2 3 Ф 63 210 3 3 Ф 63 210 4 25 Ф 219 435 5 25 Ф 219 435 6 25 Ф 219 435 7 25 Ф 219 435 8 3 Ф 180 330 9 3 Ф 51 28 10 3 Ф 42 28 11 3 Ф 76 216 12 3 Ф 27 25 13 3 Ф 27 25 流體輸送用不銹鋼管 GB/T149762020 化學(xué)與化工學(xué)院化工設(shè)計(jì)大作業(yè) 8 設(shè)計(jì)總結(jié)及感想 作為 LPG 和石油類的替代燃料，目前二甲醚 (DME)倍受注目。甲醇脫水制二甲醚分為液相法和氣相法兩種工藝，本設(shè)計(jì)采用氣相法制備二甲醚工藝。 化學(xué)與化工學(xué)院化工設(shè)計(jì)大作業(yè) 9 參考文獻(xiàn) 1. 楊立新 ,徐紅燕 .二甲醚生產(chǎn)技術(shù)及應(yīng)用前景 ,《化工進(jìn)展》 2020,22(2):204206. 2. 劉光啟 ,馬連湘 ,劉杰 .化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊 (有機(jī)卷 )北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,2020. 3. Energy Policy ,2020,41, 878–884 4. 趙軍 ,張有 ,段成紅 .化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) .北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,2020. 5. 楊祖榮 ,劉麗英 ,劉偉 .化工原理 .北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,2020. 6. 賈紹義 ,柴城敬 .化工原理課程設(shè)計(jì) .天津 :天津大學(xué)出版社 ,2020[1] 康舉 ,韓利華 ,羅英華 .二甲醚生產(chǎn)工藝 7. [美 ] ,蔣楚生等譯 .化工過程的概念設(shè)計(jì) ,化學(xué)工業(yè)出版社 ,1994. 8. 林荊 ,王小勤 ,李淑芳 ,等 .CM31 催化劑上甲醇脫水生產(chǎn)二甲醚的動(dòng)力學(xué)研究 [J].天然氣化工 ,1996, 21(5): 2628. 9. 馮鈺安 ,蔣立文 ,徐紅斌 .氣相色譜法測定高純度二甲醚中的微量甲醇 [J].石油化工 ,1997,26(8):545547. 10. 李環(huán)玉 .新型清潔能源二甲醚的開發(fā)和應(yīng)用 [J].精細(xì)與專用化學(xué)品 ,2020,14(10):2325. 11. 白雪松 .二甲醚技術(shù)進(jìn)展及發(fā)展前景 [J].化工技術(shù)經(jīng)濟(jì) ,2020,22(2):1221. 12. 王鐵軍 ,常杰 ,祝京旭 .生物質(zhì)合成燃料二甲醚的技術(shù) [J].化工進(jìn)展 ,2020,22(11):11561159. 13. 陳瑩 ,劉超鋒 ,梁基照 ,等 .年產(chǎn) 1 萬噸二甲醚固定床反應(yīng)器設(shè)計(jì) [J].廣州化工 ,2020,6):7778. 14. 張海濤 .張欣榮 .房鼎業(yè) .合成氣一步法 5000t/a 二甲醚管式反應(yīng)器設(shè)計(jì) [J].化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù) , 2020, 24(2): 4144. 15. 孫蘭義，化工流程模擬實(shí)訓(xùn)，北京；化學(xué)工業(yè)出版社， 2020 . 化學(xué)與化工學(xué)院化工設(shè)計(jì)大作業(yè) 10 主要符號說明 Aa 塔板開孔區(qū)面積， m2 h39。0 液體通過降液管底隙的速度， m/s hf 塔板上鼓泡高度， m Vs 氣體體積流量， m3/s h1 與板上液層阻力相當(dāng)?shù)囊褐叨龋?m 液柱 Wc 邊緣無效區(qū)寬度， m hL 板上清液層高度， m Wd 弓形降液管寬度， m h0 降液管的底隙高度， m Ws 破沫區(qū)寬度， m hOW 堰上液層高度， m Z 板式塔的有效高度， m 希臘字母 β 充氣系數(shù)，無因次 δ 篩板厚度， m θ 液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間， s μ 粘度， mPa/s ρ 密度， kg/m3 б 表面張力， N/m Ф 開孔率，無因次 化學(xué)與化工學(xué)院化工設(shè)計(jì)大作業(yè) 化學(xué)與化工學(xué)院化工設(shè)計(jì)大作業(yè) 11 化學(xué)與化工學(xué)院化工設(shè)計(jì)大作業(yè) 12 附錄 附錄一二甲醚精餾塔裝配圖 附錄二甲醇精餾塔裝配圖 附錄三浮頭式換熱器裝配圖 附錄四小組組員帶控制點(diǎn)的工藝流程圖 。m1/2) ΔPp 氣體通過每層篩板的壓降， Pa F0 篩孔氣相動(dòng)能因子， kg1/2/(s氣相法的工藝過程主要由甲醇加熱、蒸發(fā)、甲醇脫水、二甲醚冷凝及精餾等組成。與甲烷一樣，被期望成為 21 世紀(jì)的能源之一。取 Ru ? ，則回流管的直徑 則：回流管徑輸送管徑 經(jīng)圓整選取熱軋無縫鋼管，規(guī)格：Φ =120*5mm 實(shí)際管內(nèi)流速： UR=。 =， Wc= 開孔區(qū)面積計(jì)算 開孔區(qū)面積 aA 按式 22 2 12 sin180a rxA x r x r?????????計(jì)算 其中 故化學(xué)與化工學(xué)院化工設(shè)計(jì)大作業(yè) 篩孔計(jì)算及排列 本設(shè)計(jì)所處理的物系無腐蝕性，可選用 =3mm? 碳鋼板，取利孔直徑 0 5mmd ? 篩孔按正三角形排列，取孔中心距 t 為： 篩孔數(shù)目 n 為≈ 21278 個(gè) 開孔率為： 氣體通過閥孔的氣速為： 精餾塔接管尺寸計(jì)算 進(jìn)料管的直徑 料液速度可取 s/~ F ? ，取料液速度 ? 。計(jì)算結(jié)果如下： 塔頂溫度 tD= 進(jìn)料板溫度 tF= 塔底溫度 tW= 精餾段平均溫度 tm1= 提餾段平均溫度 tm2= 精餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算 平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 塔頂平均摩爾質(zhì)量計(jì)算： 060696 化學(xué)與化工學(xué)院化工設(shè)計(jì)大作業(yè) 進(jìn)料板平均摩爾質(zhì)量計(jì)算： 160504 887992 塔底平均摩爾質(zhì)量計(jì)算： 9231064 6641128 精餾段平均摩爾質(zhì)量： 提餾段平均摩爾質(zhì)量： 平均密度計(jì)算 氣相平均密度計(jì)算 精餾段氣相密度 化學(xué)與化工學(xué)院化工設(shè)計(jì)大作業(yè) 提餾段氣相密度 全塔平均氣相密度 液相平均密度計(jì)算 計(jì)算公式 1i iVm a ?? ?? 塔頂溫度 tD= 精餾段液相密度 ρ 甲醇 =塔頂液相質(zhì)量分率 α D 甲醇 = α D 水 = α D 二甲醚 = 進(jìn)料板液相平均密度的計(jì)算 由進(jìn)料板溫度 tF= 查手冊得 ρ 甲醇 = 進(jìn)料板液相的質(zhì)量分率 精餾段液相平均密度為 由 tW=， 查手冊得 ρ 甲醇 =塔底液相的質(zhì)量分率 α W 甲醇 = α W 水 = α W 二甲醚 = 化學(xué)與化工學(xué)院化工設(shè)計(jì)大作業(yè) 精餾段液相平均密度為： 提餾段液相平均密度為： ρ Lm=( + )/2=全塔液相平均密度為： ρ Lm=( +)/2= kg/m3 液體平均表面張力的計(jì)算 液相平均表面張力依下式計(jì)算，即 Lm i ix???? 塔頂 液相平均表面張力的計(jì)算 由 tD=，查表得 σ 甲醇 = 進(jìn)料板 液相平均表面張力為 由 tF=，查表得 σ 甲醇 = 塔底平均表面張力為 由 tW=，查表得 σ 甲醇 = 精餾段液相平均表面張力為： 提餾段液相平均表面張力為： 全塔液相平均表面張力為： 精餾段的氣、液相體積流率為 D=精餾段氣液相負(fù)荷 V=(R+1)D=(+1)* =L=RD=*=提餾段氣液相負(fù)荷 L’=L+F=+=化學(xué)與化工學(xué)院化工設(shè)計(jì)大作業(yè) V’ =V=精餾段的氣、液相體積流率為： 提餾段的氣、液相體積流率為： 塔徑的計(jì)算 精餾段 由m ax LVVuC????式中的 C 由式 20 ()20LCC??計(jì)算，其中 20C 由史密斯關(guān)聯(lián)圖查取，圖的橫坐標(biāo)為 ： 取板間距 = ，板上液層高度 = 則 HThL= 查史密斯關(guān)聯(lián)圖得 20C = 化學(xué)與化工學(xué)院化工設(shè)計(jì)大作業(yè) 取安全系數(shù)為 ，則空塔氣速為 U= Umax=*= 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為 D= 塔截面積為 實(shí)際空塔氣速為 提餾段塔徑的計(jì)算 由max LVVuC????式中的 C 由式 20 ()20LCC??計(jì)算，其中 20C 由史密斯關(guān)聯(lián)圖查取，圖的橫坐標(biāo)為 ： 化學(xué)與化工學(xué)院化工設(shè)計(jì)大作業(yè) 取板間距 = ，板上液層高度 = ，則 HThL= 查史密斯關(guān)聯(lián)圖得 20C = C=*() = 取安全系數(shù)為 ，則空塔氣速為： U==*= 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為 塔截面積為 實(shí)際空塔氣速為： 精餾塔