【正文】 系中，并將點(diǎn)擬合為曲線，該線即為液泛線。⑥ 在坐標(biāo)系中繪制出操作點(diǎn) P，過(guò)原點(diǎn)連接 P 點(diǎn)，所構(gòu)成的直線即為操作線。②將求得的液泛線上的點(diǎn)繪制在坐標(biāo)系中，并將點(diǎn)擬合為曲線，該線即為液泛線。（三）液相負(fù)荷上限線以 3s 作為液體在降液管中停留時(shí)間的下限，則： max()3fTSAHL?（1）精餾段： () (m/s)3fTSAL???（2）提餾段：①兩邊降液管降液：寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 39 () (m/s)3fTSAHL?????②中間降液管降液： .() (/s)3fTS?????提餾段液相負(fù)荷上限線一兩邊降液管降液為準(zhǔn)。計(jì)算所得的泛點(diǎn)率均在 80%以下，故在給定條件下，物沫夾帶量能夠滿足 ()/e?液 氣求。()dTWHh???（2）提餾段：①兩邊降液管降液 ()().245(m)TWh??????69308dpLdH??②中間降液管降液 ()().21()TWh????????96mdpLd?可見(jiàn) ， 符合防止淹塔的要求。（一）阻力計(jì)算寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 氣相通過(guò)浮閥塔板的壓強(qiáng)降：（用塔內(nèi)液柱高度表示） （式 2. 35）pclh???（1）干板阻力 hc閥全開(kāi)前 （式 2. 36）ocu?Locuh?閥全開(kāi)后 （式 2. 37）oc?gLoVc234.?聯(lián)立式 2. 38 與式 2. 39，解出臨界孔速 ，得：ocu精餾段： (m/s)ocVu???因?yàn)?uo uoc，按閥全開(kāi)后公式計(jì)算干板阻力： ????提餾段： ...82828(m/s)1ocVu?因?yàn)?uo uoc′，按閥全開(kāi)前公式計(jì)算干板阻力： ..3()ocLh??????（2）板上充氣液層阻力 l（式 2. 40）loLh??參考《化工原理》下，碳?xì)浠衔?=~，可取充氣系數(shù) 。t?按 t=，t′= 以等腰三角形叉排方式作圖 (見(jiàn)以下圖 )，排得閥數(shù)為 228 個(gè)。一般 不應(yīng)小于 6mm，以免液體在堰上分布不均。.25(m)d?中間降液管寬度 一般可取 200~300mm。一般 不應(yīng)小于 6mm,以免液體在堰上分布不均。根據(jù)塔徑和液體的流量，選用弓形降液管，不設(shè)進(jìn)口堰，塔板采用雙溢流和分塊式組裝（分為六塊組裝） 。t?按 t=，t′= 以等腰三角形叉排方式作圖 (見(jiàn)以圖 )，排得閥數(shù)為 235 個(gè)。OWhO③出口堰高寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 ，即LWOh??(m)WLOh???④降液管底隙高度 ho . .4()⑤弓形降液管寬度 Wd 和面積 Af ?查《化工原理》下冊(cè) P164，圖 310 得： fTA???.120..90(m)ddD?⑥液體在降液管中停留時(shí)間 ?（式 2. 33）fTSAHL??(s)5fTS??對(duì)于低發(fā)泡物系，停留時(shí)間 3s 即可，因此符合要求。根據(jù)塔徑和液體的流量，選用弓形降液管，不設(shè)進(jìn)口堰，塔板采用單溢流和分五塊式組裝。A?根據(jù)以上數(shù)據(jù)，由《板式精餾塔設(shè)計(jì)》p27 圖 2—14 泛點(diǎn)關(guān)聯(lián)圖查得： 因?yàn)樗幚淼奈锵禐闊o(wú)泡沫體系故 k=1。max?塔徑： (m)u08SVD?????按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整為 D=。堰高小于板間距的 15%。s 以進(jìn)料為計(jì)算基準(zhǔn)，用插值法計(jì)算得黏度數(shù)據(jù)表 ：表 黏度數(shù)據(jù)表DME CH3OH H2Ox 黏度/mPaB?（式 2. 17）,()()SiiijjjKP?塔頂：()()()???進(jìn)料：43.()()().7SAABFFBKP?369.()()()???塔釜：()()().67SAABWWBKP?3159.()()()???全塔平均相對(duì)揮發(fā)度： （式 2. 18）3ADFW???（式 2. 19）CBFW?.23..2CBF??②最小回流比 Rmin本設(shè)計(jì)為泡點(diǎn)進(jìn)料，即飽和液體進(jìn)料，q=1恩特伍德公式： （式 2. 20）1)(min,????RxiD??寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 （式 2. 21）1ixq?????故 ?? ?????????試差法求得 ( ) ?,min).( )??????????（二）實(shí)際回流比取實(shí)際回流比為最小回流比的 倍則 R= Rmin==（三）最小理論板數(shù)的確定（式 2. 22）,minlg[()]1LKDHWxN????,min [()]lg()11 ???故最小理論塔數(shù) Nmin=（不包括再沸器）（四）全塔理論板數(shù)的確定 ????同《化工原理》下 P32 圖 128 吉利蘭圖查得 ?Nmin = 代入，求得 N=（不包括再沸器）（五）精餾段和提餾段理論板數(shù)的確定平均相對(duì)揮發(fā)度： ()()?????精 ,min ..7lg[]lg()1 ?， 精 精精餾段的最小理論塔板數(shù)為 =)(min寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 代入 ，求得 N 精 =() = min()???精故精餾段理論板數(shù)為 塊，提餾段為 塊。 調(diào)??(), / 1i BpTx Tsiiiii iiPPyxKyKx??? ? ? ? ???? ? ?已 知 是 或設(shè) 求 結(jié) 束整 P(T) 否圖 試差法結(jié)構(gòu)圖試差過(guò)程見(jiàn)表 ：表 試差過(guò)程組分 ???寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 Pis/mmHg Kixi Pis/mmHg Kixi Pis/mmHg KixiDME 104 104 104 CH3OH 103 103 103 H2O ∑Kixi 在 ，即 ℃時(shí)， ，????。（2）安托因公式： ( ： mmHg，T：K) （式 2. 9）/)siInABTC???si查《石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊(cè)》得表 :表 安托因公式數(shù)據(jù)表A B CDME CH3OH H2O DME： ,./()siDMEInPT??CH3OH： 3,.()siCHOIH2O： 2,./()siHOInPT??（3）采用試差法計(jì)算壓力不太高，按完全理想物系計(jì)算， （式 2. 10）/siiKP??(), / 1i BpTx Tsiiiii iiPKPyxyKx??? ? ? ? ?????? ? ??已 知 是 或設(shè) 求 結(jié) 束 調(diào)整 P(T) 否圖 試差法結(jié)構(gòu)圖試差法結(jié)構(gòu)圖試差過(guò)程見(jiàn)表 ：表 試差過(guò)程組分 ???寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 Pis/mmHg Kixi Pis/mmHg Kixi Pis/mmHg KixiDME 104 104 104 CH3OH 103 103 103 H2O 102 102 102 ∑Kixi 104 在 ，即 ℃時(shí)， ，????。7920=104(kg/h)=(kmol/h)。寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 2 精餾塔的工藝計(jì)算 精餾塔的物料衡算 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（一）生產(chǎn)能力：10 萬(wàn)噸/年，一年按 330 天計(jì)算，即 7920 小時(shí)。但需在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高二甲醚的純度，需要將塔頂溫度降低到10℃左右，以便到達(dá)設(shè)計(jì)要求。該工藝特點(diǎn)是冷凝器底流產(chǎn)物和吸收塔的底流產(chǎn)物在進(jìn)精餾塔之前先經(jīng)過(guò)閃蒸罐閃蒸出二氧化碳和部分二甲醚氣體，返回吸收塔的下部，被再次吸收后，吸收尾氣去變壓吸附或膜，提取有用成分CO和H2后再返回反應(yīng)工序作原料氣。自漿態(tài)床反應(yīng)器出來(lái)的反應(yīng)氣在溫度為200℃~300 ℃，壓力為 ~6MPa下，經(jīng)冷凝器冷凝（40℃），大部分二甲醚蒸汽和甲醇蒸汽在此冷凝。當(dāng)塔釜溫度120℃左右以及在壓力，即可在塔頂獲得純度接近99%的目的產(chǎn)物二甲醚。 大連化物所提出的二甲醚分離工藝流程 是大連化物所的二甲醚分離工藝流程 [10]。 該專利的特征之一是吸收劑采用溶解有二甲醚和少量CO水、乙醇、乙醚等含氧物寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 的甲醇溶液，~，二甲醚和甲醇的總量最好不低于95%。 美國(guó)的Air Product 公司提出的二甲醚分離工藝 是美國(guó)的Air Product 公司提出的一步法合成二甲醚分離工藝 [9]。合成氣在雙功能復(fù)合催化劑的作用下轉(zhuǎn)化成二甲醚、甲醇和水的混合氣體，經(jīng)過(guò)氣液分離罐冷卻分離混合氣體，未轉(zhuǎn)化的合成氣、和部分二甲醚及CO2氣體進(jìn)入吸收塔，冷凝下來(lái)的甲醇、水和二甲醚進(jìn)入二甲醚精餾塔，從塔頂分出二甲醚和部分甲醇，塔底分出甲醇和水，然后進(jìn)入甲醇精餾塔，甲醇從塔頂蒸出，并進(jìn)入吸收塔中作為吸收劑，水從塔底排出。該分離工藝采用二甲醚作吸收劑，由于二甲醚沸點(diǎn)低、要求吸收塔操作溫度低，冷耗大。 近年來(lái)，諸多研究機(jī)構(gòu)都相繼提出了合成氣一步法制二甲醚分離工藝的構(gòu)思和專利，如日本鋼管株式會(huì)社、丹麥托普索公司、美國(guó) Air Product 公司、大連化物、華東理工大學(xué)等均有相應(yīng)的文獻(xiàn)或?qū)＠麍?bào)道 [6]。二甲醚與環(huán)氧乙烷反應(yīng)，在鹵素金屬化合物和 H3BO3 的催化作用下，在 50℃～55 ℃時(shí)生成乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚的混合物，其主要產(chǎn)物乙二醇二甲醚是重要溶劑和有機(jī)合成的中間體 [4]。二甲醚作烷基化劑，可以用來(lái)合成 N,N二甲基苯胺、硫酸二甲酯、烷基鹵以及二甲基硫醚等。而寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 且二甲醚對(duì)金屬無(wú)腐蝕、易液化，特別是水溶性和醇溶性較好，作為氣霧劑具有雙重功能：推進(jìn)劑和溶劑，還可降低氣霧劑中乙醇及其它有機(jī)揮發(fā)物的含量，減少對(duì)環(huán)境的污染。因?yàn)槎酌讶剂暇哂懈叩氖橹担?0～55） ，比甲醇燃料具有更好的燃燒效果，而且沒(méi)有甲醇的低溫啟動(dòng)性差和加速性能差的缺點(diǎn)。二甲醚可按一定比例摻入液化氣中和液化氣一起燃燒，可使液化氣燃燒更加完全，降低析碳量，并降低尾氣中的一氧化碳和碳?xì)浠衔锖?；二甲醚還可摻入城市煤氣或天然氣管道系統(tǒng)中作為民用燃料混燒，不僅可解決城市煤氣高峰時(shí)氣量不足的問(wèn)題，而且還可以改善煤氣質(zhì)量。K) 自燃溫度/℃ 350 蒸氣密度/kg/m 3 ~（三）二甲醚的用途（1）用作燃料 二甲醚可替代液化石油氣（LPG）作為燃料。mol 1 臨界壓力/MPa 蒸發(fā)熱/kJ寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 表 二甲醚的物理性質(zhì)項(xiàng)目 數(shù)值 項(xiàng)目 數(shù)值沸點(diǎn)()/℃ 蒸氣壓(20℃ )/MPa 熔點(diǎn)/℃ 燃燒值/kJ濃度為 %（體積）時(shí)，吸入 12 分鐘后僅自感不適。接觸空氣或在光照條件下可生成具有潛在爆炸危險(xiǎn)的過(guò)氧化物。二甲醚是一種含氧有機(jī)化合物，易溶于水，在大氣中可以降解，屬于環(huán)境友好型物質(zhì)。、圖表要求：1）文字通順，語(yǔ)言流暢，書(shū)寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無(wú)錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請(qǐng)他人代寫2）工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。學(xué)?？梢怨颊撐模ㄔO(shè)計(jì)）的全部或部分內(nèi)容。據(jù)我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文（設(shè)計(jì)）不包含其他個(gè)人已 經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果。 Methanol 。有效塔高 。精餾塔采用浮閥塔，本設(shè)計(jì)較為突出的特點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：（1）塔頂采用液氨冷凝，用來(lái)準(zhǔn)確控制回流比。寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)I摘 要本設(shè)計(jì)主要針對(duì)分離中的精餾工段進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，分離二甲醚、甲醇和水三元體系。通過(guò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的查找、處理得到相應(yīng)條件下的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。再通過(guò)計(jì)算得出理論板數(shù)為 塊，塔效率為 ，實(shí)際板數(shù)為 27 塊，進(jìn)料位置為提餾段向上第十六塊，在浮閥塔主要工藝尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算中得出精餾段塔徑為 ，提餾段塔徑為 。關(guān)鍵詞：二甲醚；甲醇；水；三元體系；分離寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)IIAbstractThe design conducts process programming to separate ternary system of dimethyl, methanol and water mainly based on distillation processes in separation. understanding the nature, application and existing separation process of dimethyl through searching relevant information. proposing separation process with actual situation. Basic data of corresponding conditions was obtained by searching and handling basic data. the float valve tower was considered as the primary device of distillation operation, there are several points for the innovation characteristic of the design: (1) liquid ammonia condensate in the top of the tower, it Was used to control reflux ratio accurately. (2) the rectifying section utilizes single overflow and the stripping section utilizes double overflow in desi