【正文】 衡線與操作線可得精餾塔理論板數(shù)，但由于 極小，利用作圖法畫出理論板數(shù)，如圖所示，梯級(jí)數(shù)為 68 塊。中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 25 頁(yè)冷凝其的熱負(fù)荷 ???LDVCIRQ???1 其中 塔頂上升蒸汽的焓VDI 塔頂餾出液的焓L ??水甲 VDVDLV HxxI?????1其中 甲醇的蒸發(fā)潛熱甲H? 水的蒸發(fā)潛熱水V蒸發(fā)潛熱與溫度的關(guān)系：?????????rVTH其中 對(duì)比溫度rT表 227 沸點(diǎn)下蒸發(fā)潛熱列表沸點(diǎn)/℃ 蒸發(fā)潛熱 ??1/???kmolcar KTC/甲醇 8430 水 100 9729 由沃森公式計(jì)算塔頂溫度下的潛熱 ?????????rVTH℃時(shí)，對(duì)甲醇： ??℃時(shí)，對(duì)甲醇： ?.1281r蒸發(fā)潛熱 ?????????對(duì)水，同理得 ?2rT1r中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 26 頁(yè)蒸發(fā)潛熱 ???????????對(duì)于全凝器作熱量衡算（忽略熱量損失） ???LDVCIRQ??選擇泡點(diǎn)回流，與露點(diǎn)相接近，所以 水甲 HxxIDLV???1代入數(shù)據(jù)得+（）= kcal/kmol??LDVI（+1）=冷卻介質(zhì)消耗量 ??CkgJCpc???/174.????12tQWpc ???在 =℃下，甲醇的汽化熱為 ，水的汽化熱為 tkJ/kg選用 （500kpa，180℃）低壓蒸汽為加熱介質(zhì)⑴再沸器的熱負(fù)荷為 ??LWVBIQ??39。受當(dāng)?shù)貧鉁叵拗?，冷卻水一般為 10～35℃.如需冷卻到較低溫度，則需采用低溫介質(zhì)，如冷凍鹽水、氟利昂等。燃料燃燒所排放的煙道氣溫度可達(dá) 100～1000℃，適用于高溫加熱。中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 24 頁(yè)?V39。中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 21 頁(yè)圖 24 加壓塔底裙座結(jié)構(gòu)圖本設(shè)計(jì)中采用圓柱型裙座，裙座高度選取 。座圈上開有人孔、引出管孔、排氣孔和排污孔。(3)塔底空間塔底空間是指塔底第一塊板到塔底切線的距離。為了減少塔頂出口氣體中攜帶液體量，塔頂空間一般取 ～，以利于氣體中的液滴自由沉降。槽式液體分布器具有較大的操作彈性和極好的抗污堵性，特別適合于大氣液負(fù)荷及含有固體懸浮物、粘度大的液體的分離場(chǎng)合，應(yīng)用范圍非常廣泛。本設(shè)計(jì)選用的是槽式液體分布器和槽盤式液體分布器可以較好地解決抗堵、防夾帶等問題，壓降小、負(fù)荷彈性大。對(duì)于規(guī)整填料，通常選用柵板型支承裝置。uVDS?圓整后： 3400mm，空塔氣速 m/s? 填料層高度的計(jì)算 所選的規(guī)整的參數(shù)為型號(hào) 峰高 mm 比表面積 m2/m3 理論板數(shù) 1/m 空隙率 % 壓力降MPa/mCB259Y 12 250 97 104根據(jù)所選的填料的參數(shù)，選取 1m 填料高度等于 塊理論塔板，壓力降為 104MPa/m,即 =1/=, 10HETP??Zp/4MPa/m=300Pa/m。所選的規(guī)整的參數(shù)為型號(hào) 峰高 mm 比表面積 m2/m3 理論板數(shù) 1/m 空隙率 % 壓力降MPa/mCB500Y 12 250 97 104中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁(yè) 塔徑設(shè)計(jì)的計(jì)算由氣速關(guān)聯(lián)式 ?????????????????????? LGLGf Aau????式中 干填料因子；2?a 液體粘度， ；L?smPa? 金屬絲網(wǎng)規(guī)整填料為 ；A 液體、氣體質(zhì)量流速；G、 氣體、液體密度；L?、 重力加速度。中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 16 頁(yè)表 214 精餾段、提餾段數(shù)據(jù)結(jié)果表精餾段 提餾段氣相密度 ??3/??mkgV? 液相密度 L 氣相摩爾流量 1/??hkol 氣相質(zhì)量流量 ?? 液相黏度/ smPa? 液相摩爾流量 1/?hkol 液相質(zhì)量流量 ??? 填料的選擇 填料是填料塔的核心構(gòu)件，它提供了氣液兩相接觸傳質(zhì)與傳熱的表面，與塔內(nèi)件一起決定了填料塔的性質(zhì)。2V kg/h??39。V精餾段： =?LM提餾段： =39。 精餾塔主要尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算表 25 水在不同溫度下的密度溫度 /℃ 60 70 80 90 100 110密度/(g/ cm 3) 表 26 甲醇在不同溫度下的密度溫度 /℃ 10 20 30 40 50 60密度/(g/ cm 3) 表 27 水在不同溫度下的黏度溫度/℃ 80 90 100 110 120 130黏度/ smPa? 表 28 甲醇在不同溫度下的黏度溫度/℃ 10 15 20 黏度/ s? 用內(nèi)插法可以計(jì)算出水和甲醇在塔頂、塔底和進(jìn)料溫度下的密度和黏度舉例：中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) g/ cm3?????水水 ??. ??. smPa?表 29 水和甲醇在不同溫度下的密度溫度/℃ ?Dt ?Wt ?Ft水密度/(g/ cm 3) 甲醇密度/(g/ cm 3) 表 210 水和甲醇在不同溫度下的黏度溫度/℃ ?Dt ?Wt ?Ft水黏度/( )smPa? 甲醇黏度/( ) +（）=????????DDxMx121==?L1 =， =?Dx?1a2 ?21?L ??.所以 g/ cm3= kg/ m3? kg/ m3??????+（）????DDLx21?= sPa?塔頂出料口質(zhì)量流量：D== kg/h中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁(yè)表 211 塔頂部數(shù)據(jù)結(jié)果表符號(hào) kmolgM/3/gV?3/mkLsPaL?????hkmolgD//摩 爾質(zhì) 量 流 量數(shù)值 +()=????????WWxMx121 kg/ m3???由于 = =， =?1a ??21?L ?.所以 g/ cm3=+（）??????WLxx21?= sPa?=?39。BLWVrI則 =107 kJ/h?BQ加熱蒸汽消耗量為 ??12tcQpC??由附錄查得 P 為 700kpa 時(shí)水的汽化熱為 kJ/kg。永城市夏季最熱月份日平均氣溫為 32℃。本設(shè)計(jì)選用 （溫度為 180℃）的低壓蒸汽作為加熱介質(zhì)，水蒸汽易獲得、清潔、不易腐蝕加熱管，不但成本會(huì)相應(yīng)降低，塔結(jié)構(gòu)也不復(fù)雜。飽和水蒸汽是一種應(yīng)用最廣的加熱劑。?B甲醇的安托因常數(shù)為 A=，B=，C=????ln式中 飽和蒸汽壓， mmHg；?P T物系溫度，K。 加壓精餾塔工藝計(jì)算 物料衡算已知： =進(jìn)料流量 F= ==13% 另外還有乙醇和雜醇的量較小，這里忽略不計(jì)。 回收精餾系統(tǒng)常壓精餾塔底出來的廢水，含有 2%左右的甲醇，經(jīng)回收精餾塔進(jìn)料泵中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 5 頁(yè)加壓后，進(jìn)入回收精餾塔 C15504，塔頂出來的氣相，進(jìn)回收精餾塔冷凝器E15509 的殼程，被管程的循環(huán)冷卻水冷卻到 45℃左右，進(jìn)入回流槽 T15504，回流槽出來的液體經(jīng)回收精餾塔回流泵加壓后，部分進(jìn)回收精餾塔頂部作回流液，其余去中間罐區(qū)的雜醇油儲(chǔ)罐。為了防止粗甲醇中的酸性物質(zhì)對(duì)管道和設(shè)備造成腐蝕，向粗甲醇中加入少量 5%左右的 NaOH 溶液，將粗甲醇的 PH 值控制在 ~8 左右。預(yù)精餾塔 C15501 頂部出來的氣相，首先進(jìn)入預(yù)精餾塔一級(jí)冷凝器 E15506 的殼程，物料被管程的循環(huán)冷卻水冷卻到 ℃,冷卻下來的液體進(jìn)入預(yù)精餾塔回流槽 T15501 中；從預(yù)精餾塔一級(jí)冷凝器 E15506 出來的氣體進(jìn)入預(yù)精餾塔二級(jí)冷凝器 E15515 的殼程，物料被管程的循環(huán)冷卻水冷卻到 40℃左右,冷凝下來的液體進(jìn)入萃取槽 T15508 中，經(jīng)工藝水萃取后，甲醇水溶液進(jìn)入預(yù)精餾塔回流槽 T15501 中，萃取出來的物料去雜醇油罐；二級(jí)冷凝器中出來的帶有甲醇的不凝氣，進(jìn)排放槽 T15506 中，用水洗滌其中的甲醇后，不凝氣去放空總管。采用槽式液體分布器和槽 盤式液體分布器可以較好地解決抗堵、防夾帶等問題，壓降小、負(fù)荷彈性大。填料是最早使用的塔內(nèi)件，當(dāng)初使用在小塔徑的塔里，由于其設(shè)計(jì)、制造、安裝難度不大，應(yīng)用十分廣泛。本甲醇精餾裝置采用的是以規(guī)整填料為塔內(nèi)件的三塔精餾工藝，精餾用汽為低壓蒸汽。從我國(guó)能源結(jié)構(gòu)出發(fā)，甲醇由煤制的技術(shù)已經(jīng)成熟，近幾年由煤制甲醇的工藝已經(jīng)全面工業(yè)化生產(chǎn)，將來在我國(guó)甲醇有希望替代石油燃料和石油化工的原料，蘊(yùn)藏著潛在的巨大市場(chǎng)。甲醇在深加工后可作為一種新型清潔燃料，也加入汽油摻燒。隨著技術(shù)的發(fā)展和能源結(jié)構(gòu)的改變，甲醇又開辟了許多新的用途。甲醇和乙醇在人體的代謝都是同一種酶，而這種酶和乙醇更具親和力。腦神經(jīng)也會(huì)受到破壞，產(chǎn)生永久性損害。在甲醇生產(chǎn)工廠，中國(guó)有關(guān)部門規(guī)定，空氣中允許甲醇濃度為 5mg/m3，在有甲醇?xì)獾默F(xiàn)場(chǎng)工作須戴防毒面具，廢水要處理后才能排放，允許含量小于 200mg／L甲醇的中毒機(jī)理是，甲醇經(jīng)人體代謝產(chǎn)生甲醛和甲酸（俗稱蟻酸） ，然后對(duì)人體產(chǎn)生傷害。急性中毒癥狀有：頭疼、惡心、胃痛、疲倦、視力模糊以至失明，繼而呼吸困難，最終導(dǎo)致呼吸中樞麻痹而死亡。禁酒的國(guó)家，把甲醇摻入酒精中成變性酒精，使其不能飲用。最早從木材干餾得到故又稱木醇或木精。 物料衡算。甲醇化工已成為化學(xué)工業(yè)中一個(gè)重要的領(lǐng)域。近年來，世界甲醇的生產(chǎn)能力發(fā)展速度較快。摘 要甲醇最早由木材和木質(zhì)素干餾制的，故俗稱木醇，這是最簡(jiǎn)單的飽和脂肪組醇類的代表物。分子式 CH4O。近年來碳一化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，甲醇制乙醇、乙烯、乙二醇、甲苯、二甲苯、醋酸乙烯、醋酐、甲酸甲酯和氧分解性能好的甲醇樹脂等產(chǎn)品，正在研究開發(fā)和工業(yè)化中。精餾。分子為極性分子。甲醇有毒，誤飲 5～10 毫升能雙目失明，大量飲用會(huì)導(dǎo)致死亡。甲醇有較強(qiáng)的毒性，對(duì)人體的神經(jīng)系統(tǒng)和血液系統(tǒng)影響最大，它經(jīng)消化道、呼吸道或皮膚攝入都會(huì)產(chǎn)生毒性反應(yīng)，甲醇蒸氣能損害人的呼吸道粘膜和視力。致死量為 30 毫升以上，甲醇在體內(nèi)不易排出,會(huì)發(fā)生蓄積，在體內(nèi)氧化生成甲醛和甲酸也都有毒性。失明的原因是，中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 2 頁(yè)甲醇的代謝產(chǎn)物甲酸會(huì)累積在眼睛部位，破壞視覺神經(jīng)細(xì)胞。其原理是，甲