【正文】 Hl+H+HL+Hd　　　　忽略掉H，有：(HT+HW)=+()2+(1+0) [HW+E()1/3] 因塔板結(jié)構(gòu)一定，物系一定，則HT，HW，H0，Lw，v，l，0和定值，U0=式中d0，N也是定值，故：上式可簡化為：精餾段：= 即： =提餾段： 即： 此即常壓塔的泛點率。 4.塔高設(shè)計塔釜高取Hb=3 m， m，頂接管高為350 mm，板間距為350 mm，開7個人孔，人孔處板間距為700 mm。則體積流量為：V== = m3/h蒸汽流速取u=10 m/s，則入口管積S== m2所以：入口管徑d5== m即取d5=853 mm 輔助設(shè)備甲醇合成反應(yīng)器是甲醇合成生產(chǎn)的核心設(shè)備，由于合成反應(yīng)為可逆放熱反應(yīng)，故要求反應(yīng)器設(shè)計能迅速移走反應(yīng)熱。其特點為① 床層溫度平穩(wěn)② 能準確，靈敏的控制反應(yīng)溫度③ 以較高位能回收反應(yīng)熱④ 出口甲醇含量較高⑤ 設(shè)備緊湊，開工方便⑥ 可避免石蠟等副產(chǎn)物生成⑦ 避免羰基化合物生成⑧ 壓降小，所需外部能量少主設(shè)備塔(精餾塔)見圖③工藝流程圖見圖④合成甲醇主設(shè)備圖（圖③）參考文獻[1] 趙國方編著 《化工工藝設(shè)計概論》 原子能出版社，1990[2] 天津大學物理化學教研室 《物理化學》（上、下）高等教育出版社，1991[3] 刁玉瑋 等編 《化工設(shè)備機械基礎(chǔ)》 大連理工大學出版社，1992[4] 楊福升 等編 《甲醇生產(chǎn)工藝與操作》 石油化學工業(yè)出版社，1974[5] 天津大學化工原理教研室 《化工原理》（上、下） 天津科學技術(shù)出版社，1994[6] 天津大學等合編 《基本有機化工分離工程》化學工業(yè)出版社，1995[7] 房鼎業(yè) 等編 《甲醇生產(chǎn)技術(shù)及進展》 華東化工學院出版社，1990[8] 馮元琦 主編 《聯(lián)醇生產(chǎn)》第二版，化學工業(yè)出版社，1994[9]上海化學工業(yè)設(shè)計院石油化工設(shè)備設(shè)計建設(shè)組 《化工設(shè)備圖集》（Ⅳ，塔類），上?？萍汲霭嫔?，1974[10] 宋維端 等編 《甲醇工學》化學工業(yè)出版社，1991[11] 國家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設(shè)計院編《化工工藝設(shè)計手冊》第二版(上、下) 化學工業(yè)出版社，1996 結(jié) 束 語大學三年的日子馬上就要過去了，我們迎來了大學中最后的一堂課——畢業(yè)設(shè)計，這也是在大學中最關(guān)鍵的一堂課，是我們通過大學三年的學習，總結(jié)所學課程的一次機會，也是對我們把理論知識用于實際生產(chǎn)的一次綜合檢測。同時還要感謝院、系各老師三年來的孜孜教導。但是由于時間短、工藝復(fù)雜，加上首次進行這樣的大型設(shè)計，經(jīng)驗不足且水平有限，在本次設(shè)計中，缺點、錯誤在所難免，敬請各位老師指正。圖② 該反應(yīng)器外型像一個列管式換熱器，催化劑填裝于管內(nèi)，管外為4MPa的沸水。則出口管徑：d3== m取出口管徑d3=90 mm。　　　由=有：L=則精餾段：Ln(max)== 提餾段：Lm(max)== 4.漏液線對F1重閥，以F0=5為規(guī)定氣體最小負荷由F0=U0＝5，得U0＝由V=d0NU0=所以：精餾段：Vn(min)== m3/S 提餾段：Vm(min)==5.液相負荷下限取板上液層高度how= m，作為液相負荷下限條件。3霧沫夾帶。取充氣系數(shù)0= hl=1hL== ⑶液體表面張力所造成的阻力很小，可以忽略。根椐經(jīng)驗，取清液層高度hc=，本設(shè)計選用單溢流弓形降液管，不設(shè)進口堰?！鏁r，甲醇的表面張力為： N/cm 水的表面張力為： N/cm精餾段甲醇水溶液的平均組成為：甲醇：(+)= wt則含水為：= wt所以表面張力：σ=+ = N/cm所以：C== =⑵.最大流速UmaxUmax=== m/sU適=== m/s⑶．求塔徑D D=== m 2.提餾段1． 求操作負荷系數(shù)C 提餾段功能參數(shù)：（）=()=查斯密斯圖得G=℃時，甲醇表面張力為： N/cm水的表面張力為： N/cm提餾段甲醇水混合平均組成：甲醇：(+)=水：=平均表面張力： =+= N/cm所以：C== =2. 求提餾段U’maxmax=== m/s適=== m/s3. 求塔徑=== m對全塔，取塔徑D=3000 mm 理論板數(shù)的計算 1.各點的甲醇摩爾分數(shù)，設(shè)加壓塔后甲醇的甲醇摩爾人率為Xf。塔底含醇1%，可近似為純水，105℃， kg/m3。表219　常壓塔物料帶出熱量物料精甲醇回流液殘液熱損失組分甲醇甲醇甲醇水+堿流量：kg/h溫度：℃7575105105比熱：kJ/kg℃潛熱：kJ/kg熱量:kg/h5%Q入所以：Q出＝＋＋＋＋5%Q入 =+5%Q入因為：Q出＝Q入所以：Q入= Q出=所以：Q蒸汽= kJ/kg所以：需蒸汽G3蒸汽== kg/h常壓精餾塔甲醇蒸汽75℃ 40℃水 回流甲醇 加壓塔底液體 40℃ 30℃水 120℃ 甲醇蒸汽 　 40℃ 115 ℃ 精甲醇 冷凝液 殘液105℃ 甲醇115℃ 圖23　常壓塔物流圖3.冷卻水用量計算對熱流體：Q入＝Q產(chǎn)品精甲醇+Q回流液=+ =Q出 = Q精甲醇(液)+Q回流液(液)=+= Q傳 =(15%)=所以：冷卻水用量G3水== t水/h所以：每噸精甲醇消耗G’3水==4.常壓塔精餾段熱量平衡見表220。 表217 5MPa，220℃下出塔氣除(CH3OH)熱容組分COCO2H2N2ArCH4C4H9OH(CH3)2OH2O合計流量：Nm3比熱：kJ/kmol℃/熱量：kJ/℃查得250℃ kJ/kmol， Nm3。查《化工工藝設(shè)計手冊》得，4 kmol/kg， kJ/kg， kg/m3， kg/m3，溫度為250 ℃。塔頂： 塔釜：B. 常壓塔。 表214　預(yù)塔出料流量及組成物料量：kg/hCH3OHH2ONaOH(CH3)2OC4H9OH合計塔頂塔底合計2 主塔的物料平衡計算(1).進料加壓塔。軟水加入量為精甲醇的20%計，則需補加軟水： %(18%)= kg/h據(jù)以上計算列表213。 表210 貯罐氣組成、流量組成COCO2H2CH4ArCH3OHN2合計流量：Nm3/h0組成：(V)%0100由表22到表210可得表211。 表26 甲醇生產(chǎn)入塔氣流量及組成　單位：Nm3/h組分COCO2H2N2CH4ArCH3OHH2O合計流量：Nm3/h組成(V)%100又由G出塔= G循環(huán)氣G消耗＋G生成據(jù)表22得表27。表23　馳放氣組成組分H2COCO2CH4N2ArCH3OHH2OMol% 　　　《甲醇生產(chǎn)技術(shù)及進展》G新鮮氣＝G消耗氣+G馳放氣=G消耗氣+ G新鮮氣=+ G新鮮氣 所以：G新鮮氣＝ Nm3/h新鮮氣組成見表24表24　甲醇合成新鮮氣組成組分H2COCO2N2總計Nm3組成mol%100測得：%。忽略原料氣帶入份，根據(jù)②、③、④得反應(yīng)⑤生成的水的量為：= kmol/h， kmol/h， Nm3/h。即吸附控制。 本設(shè)計的主要方法及原理 造氣工段：使用二步法造氣 CH4+H2O(氣)→CO+ kJ/mol CH4+O2→CO2+2H2+ kJ/mol CH4+O2→CO+2H2+ kJ/mol CH4+2O2→CO2+2H2O+ kJ/mol合成工段5MPa下銅基催化劑作用下發(fā)生一系列反應(yīng) 主反應(yīng) ： CO+2H2→CH3OH+ kJ/kmol副反應(yīng)： 2CO+4H2→(CH3O)2+H2O+ kJ/kmol CO+3H2→CH4+ H2O+ kJ/kmol 4CO+8H2→C4H9OH+3H2O+ kJ/kmol(A) CO+H2→CO + kJ/kmol除（A）外，副反應(yīng)的發(fā)生，都增大了CO的消耗量，降低了產(chǎn)率，故應(yīng)盡量減少副反應(yīng)。我國政府已充分認識到發(fā)展車用替代燃料的重要性，并開展了這方面的工作。以甲醇為中間體的煤基化學品深加工產(chǎn)業(yè)：從甲醇出發(fā)生產(chǎn)煤基化學品是未來C1化工發(fā)展的重要方向。這部分空氣作為燃料，大部分氣體進入透平壓縮機加壓返回合成塔，合成塔副產(chǎn)的蒸汽及外部補充的高壓蒸汽一起進入過熱器加熱到50 ℃，帶動透平壓縮機，透平后的低壓蒸汽作為甲醇精餾工段所需熱源。這項新工藝仍處在研究之中，尚未投入工業(yè)生產(chǎn)，還有許多技術(shù)問題需要解決和完善。 (3) 新型GSSTFR和RSIPR反應(yīng)器系統(tǒng) 該系統(tǒng)采用反應(yīng),吸附和產(chǎn)物交換交替進行的一種新型反應(yīng)裝置。當該催化劑與第Ⅵ族金屬的羰基絡(luò)合物混合使用時，能得到更好的效果，他能激活