【正文】 醇本身無毒，而代謝產(chǎn)物有毒，因此可以通過抑制代謝的方法來解毒。甲醇用途目前，甲醇在有機(jī)合成工業(yè)中，是僅次于烯烴和芳烴的重要基礎(chǔ)有機(jī)原料。主要應(yīng)用于精細(xì)化工，塑料等領(lǐng)域，用來制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫酸二甲脂等多種有機(jī)產(chǎn)品，也是農(nóng)藥、醫(yī)藥的重要原料之一。我國目前甲醇的產(chǎn)量還較低，但近年來發(fā)展速度較快，近五年來甲醇的生產(chǎn)規(guī)模有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。裝置工藝特點目前，總體來說甲醇精餾的工藝大體可分為兩塔工藝流程和三塔工藝流程，根據(jù)塔內(nèi)件的不同可分為塔盤精餾、填料精餾和復(fù)合型精餾。精餾的主要設(shè)備是精餾塔，而塔的內(nèi)件是實現(xiàn)氣液接觸和熱質(zhì)傳遞的主要元件，常用的塔內(nèi)件分塔盤和填料兩種。設(shè)計的甲醇精制采用的是規(guī)整填料精餾工藝技術(shù)，該技術(shù)的好壞取決于氣液接觸程度，即取決于液體在填料表面分布的均勻程度，氣體的分布較容易，液體分布均勻很難，故液體分布器是填料塔的一個關(guān)鍵部件，它是決定著填料塔的放大效應(yīng)。 甲醇精餾工藝流程說明 預(yù)精餾系統(tǒng)來自甲醇合成裝置的粗甲醇（40℃、） ，首先進(jìn)入粗甲醇預(yù)熱中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 4 頁器 E15501 的管程，被殼程的低壓蒸汽冷凝液加熱到 70℃左右，然后進(jìn)入預(yù)精餾塔 C15501 的上部。低壓蒸汽和加壓精餾塔來的低壓蒸汽冷凝液，分別進(jìn)入預(yù)精餾塔 C15501 的再沸器 E15510 和 E15514，對管程的介質(zhì)進(jìn)行加熱來為預(yù)精餾塔精餾提供熱量，然后蒸汽冷凝液去 E15501 加熱粗甲醇。低壓蒸汽進(jìn)入加壓精餾塔再沸器 E15511，為加壓精餾塔精餾提供熱量，被冷凝后的低壓蒸汽冷凝液，去 E15501 繼續(xù)作加熱介質(zhì)用?；厥站s塔底出來的釜液，含有微量的甲醇和有機(jī)物，經(jīng)廢水冷卻器E15512 中的循環(huán)冷卻水冷卻到 60℃左右后，送出界區(qū)去污水生化處理裝置。代入數(shù)據(jù)得，水的飽和蒸汽壓 =。表 24 物料衡算表物料 流量（kmol/h） 組成 物料 物流（kmol/h）精餾段上升蒸汽量 V 提餾段上升蒸汽量 V’ 精餾段下降液體量 L 提餾段下降 進(jìn)料 F 甲醇 水 塔頂產(chǎn)品 D 甲醇 水 塔底殘液 W 甲醇 水 液體量 L’ 熱量衡算 [3]①加熱介質(zhì)的選擇常用的加熱劑有飽和水蒸汽和煙道氣。缺點是煙道氣的比熱容及傳熱膜系數(shù)很低，加熱溫度控制困難。 本設(shè)計建廠地區(qū)為永城。因釜?dú)堃簬缀鯙樗?，故其焓可按純水進(jìn)行計算，即=?39。Wx中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 11 頁圖 23 加壓塔求理論塔板數(shù)的圖解法塔頂溫度下： = = ?AP?BP ??BD?塔底溫度下： = =?A?B??BAWP全塔平均揮發(fā)度： ?WDm?因為塔底設(shè)有再沸器，所以精餾塔理論板數(shù)要比梯級數(shù)少 1，所以精餾塔理論板數(shù)為 11 塊，精餾段為 10 塊，提餾段為 1 塊。L塔底質(zhì)量流量：W==表 212 塔底部數(shù)據(jù)結(jié)果表符號 kmolg/3/gV?3/mkLsPaL?????hkmolgW//摩 爾質(zhì) 量 流 量中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 14 頁數(shù)值 +()= kg/kmol????????FFxMx121 kg/ m3???由于 = =， =?1a cm3/g??21?L ?.所以 g/ cm3= kg/ m3=?239。339。VS進(jìn)料： ???6091..572VS?精餾段： ?提餾段： ??973239。與散裝填料相比，規(guī)整填料結(jié)構(gòu)均勻、規(guī)則、有對稱性，當(dāng)與散裝填料有相同的比表面積時，填料空隙率更大，具有更大的通量，單位分離能力大。SV???39。常用的填料支承裝置有柵板型、孔管型、駝峰型等。近年來的實踐表明，大直徑填料塔的放大的問題主要是保證液體初始分布均勻，若能保證單位塔截面的噴淋點數(shù)目與小塔相同，大型填料塔的傳質(zhì)效率將不會低于小型塔。分布槽的槽底（或槽壁）上設(shè)有孔道（或?qū)Ч埽?，將液體均勻分布于填料層上。對于填料塔而言，塔頂空間即為第一層填料上線到塔頂切線的距離。因為全塔填料分為四層，精餾段為三層，提餾段為一層，則需三組液體分布器，確定第一層液體分布器在塔內(nèi)高度為 ，第二層高度為，第三層高度為 ，其總高度為 ++=。(4)裙座高度裙式支座是由座圈、基礎(chǔ)環(huán)和地腳螺栓座組成。 h 的最小尺寸是由釜液出口管尺寸決定，H 則應(yīng)按工藝條件確定。?BP回流比確定由甲醇水的平衡數(shù)據(jù)繪制 xy 圖用作圖法求最小回流比 minR由于進(jìn)料為泡點進(jìn)料 q=1，所以畫 q 線與平衡線交點，用交點坐標(biāo) x,y 求最小回流比中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 23 頁圖 28 作圖法去最小回流比 ??BAP? ???操作回流比可取為最小回流比的 ～ 倍，所以取=?min15.所以，回流比確定為 =??DRL+1=?Fq39。由于飽和水蒸汽冷凝時的傳熱膜系數(shù)很高，可以通過改變蒸汽的壓力準(zhǔn)確地控制加熱溫度。②冷卻劑的選擇常用的冷卻劑是水和空氣，應(yīng)因地制宜加以選用。故選用 32℃的冷卻水,選升溫 10℃，即冷卻水的出口溫度為 42℃.根據(jù)資料所提供的數(shù)據(jù)， =℃， =℃DtWt注：下標(biāo) 1 為甲醇，下標(biāo) 2 為水。則?6rWBh中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 27 頁 理論塔板數(shù)計算 [7]由于本次設(shè)計時的相對揮發(fā)度是變化的，所以不能用簡捷法求得，應(yīng)用圖解法。 精餾塔主要尺寸的設(shè)計計算表 228 水在不同溫度下的密度溫度 /℃ 60 70 80 90 100 110密度/(g/ cm 3) 表 229 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 230 水在不同溫度下的黏度溫度/℃ 50 51 52 53 54 55黏度/ smPa? 表 231 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： g/ cm3?????水水 ??.中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 29 頁?????水水 ?? smPa?表 232 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 233 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/( ) +18（）=????????DDxMx121==?L1 =， =?Dx?1a2 ?21?L ??所以 g/ cm3= kg/ m3? kg/ m3??????+（）????DDLx1?= sPa?塔頂出料口質(zhì)量流量：D== kg/h中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 30 頁表 234 塔頂部數(shù)據(jù)結(jié)果表符號 kmolgM/3/gV?3/mkLsPaL?????hkmolgD//摩 爾質(zhì) 量 流 量數(shù)值 106+18(106)=18kg/kmol????????WWxMx121 kg/ m3???由于 =106 Wx所以 ≈0， ≈100 g/ cm3= kg/ m31a2??L??水?LsmPa?18= kg/h?39。塔底質(zhì)量流量：W=18= kg/h表 235 塔底部數(shù)據(jù)結(jié)果表符號 kmolg/3/gV?3/mkLsPaL?????hkmolgW//摩 爾質(zhì) 量 流 量數(shù)值18 中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 31 頁+18()= kg/kmol????????FFxMx121 kg/ m3??? cm3/g??21aL ?.所以 g/ cm3= kg/ m3?= kg/h?239。339。VS進(jìn)料： m3/s??精餾段： ????提餾段： m3/s2339。與散裝填料相比，規(guī)整填料結(jié)構(gòu)均勻、規(guī)則、有對稱性，當(dāng)與散裝填料有相同的比表面積時，填料空隙率更大，具有更大的通量，單位分離能力大。SV???39。HETP??Zp/則提餾段填料層高度為 HETPN?=63=?提提餾段總壓降 104???提提 p/=103MPa =8200Pa 全塔高度的確定+=??提精 Z根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗，填料層的設(shè)計高度一般為： ??39?！?=521+8200=8721Pa提精 p??參數(shù) 精餾段 提餾段 全塔壓降 （ Pa/m）Zp/?930 930 總壓降/ Pa 521 8200 8721填料層高度 /m計算后填料層高度/m填料支承裝置的作用是支承塔內(nèi)的填料。所以要求分布裝置要有與填料相匹配的分液密度和均勻的分布質(zhì)量。一級槽通過槽底開孔將液體初分成若干流股，分別加入其下方的液體分布槽。(1)塔頂空間塔頂空間是塔頂?shù)谝粔K塔板到塔頂切線距離。(2)塔內(nèi)液體分布器高度本設(shè)計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。本設(shè)計取塔底空間為。裙座高度是指從塔底封頭切線到基礎(chǔ)環(huán)之間的高度，今以圓柱型裙座為例，可知裙座高度是由塔底封頭切線到出料管中心線的高度 h 和出料管中心線至基礎(chǔ)環(huán)的高度 H 兩部分組成。???t?計算厚度 ?≈?????????設(shè)計厚度 d?+2=??2Cd圓整值 ?根據(jù)表查的 ，得?1C=??1dn?有效壁厚 e?+=??e根據(jù)計算分析得，計算厚度為 ，但是實際有效厚度為 ，說明筒體實際的允許承壓值將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于容器的設(shè)計壓力。感謝我的導(dǎo)師 XX 老師，他嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、精益求精、一絲不茍的教學(xué)態(tài)度深深的感染和激勵著我；他循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。其次還要感謝專業(yè)課的老師，細(xì)心輔導(dǎo)，認(rèn)真答