【正文】 重量為 ?？紤]到這一因素 ，估計該換熱器的管壁溫度和殼體壁溫之差較大，因此確定選用帶波形膨脹節(jié)的固定管板式換熱器。 設(shè)管粗糙度 查 關(guān)系圖得 32 吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 = = 管程流動阻力在允許范圍之 ‘‘ 其中， ΔP1‘ ——流體橫過管束的壓降， pa ΔP2‘ ——流體流過折流板缺口的壓強降， pa Fs——殼程壓強降的結(jié)垢正因數(shù)，無因次，取 Ns——串連殼程數(shù)。 28 吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 NB=9000/250－ 1=59(塊 ) 殼程流體進出口接管：取接管內(nèi)甲醇流速為 u=, q=,則接管內(nèi)徑為 取標(biāo)準(zhǔn)管徑為 50mm 管程流體進出口接管：取接管內(nèi)水流速為 q=87753/994/3600=。 則取加壓塔回流比 R= 回流量 =RD=22209=64406kg/h 19 吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 圖 加壓塔全塔物料流程圖 4）常壓塔物料衡算 （ 1）入料 總?cè)肓狭?=加壓塔塔底總出料量 =33003kg/h 其中 ① 甲醇 =33003=② 水 = ③ NaOH= ④ 初餾物 = 20 吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 （ 2）出料 ① 側(cè)線排出量 =初餾物 +水 +甲醇 初餾物 =（ %+%） =% 則 側(cè)線排出量 = 其中： 甲醇 ==(占 %) 水 ==（占 %） 初餾物 =（占 %） ② 塔底排出殘液 其中： NaOH= 水 =入料水 側(cè)線排出 == 塔底排出殘液中含甲醇量 =（殘液中水 +NaOH） 殘液甲醇含量 /（ 1殘液中甲醇含量） =（ +） （ ） = 殘液總量 =水量 +NaOH+醇量 =++ = ③ 塔頂 塔頂采出精甲醇 =入塔精甲醇 側(cè)線排出 殘液中含醇量 = = 總出料量： 塔頂精甲醇 = 21 吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 塔側(cè)線 =初餾物 +水 +甲醇 =+水 +甲 醇 = （ 3）回流量 回流量 =RD =2 = 圖 常壓塔全塔物料流程圖 5）回收塔物料衡算 （ 1）入料 入料量 =側(cè)線排出量 = 22 吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 水 = （ 2）出料： ① 塔頂 采出精甲醇量 = =(精甲醇占入料精 甲醇的 %) ② 側(cè)線抽出物 甲醇 =入料甲醇 塔頂甲醇 ==（甲醇占 %） 側(cè)線抽出物 = 其中 乙醇 == 異丁醇 == 水 == 甲醇 = ③ 塔底 其中 水 =入料水量 側(cè)線出水 == 異丁醇 =入料異丁醇 側(cè)線抽出異丁醇 == 乙醇 =入料乙醇 側(cè)線出乙醇 == 總量 =水量 +異丁醇 +乙醇 =++= 23 吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 （ 3）回流液量 回流比： R取 7 回流量 =DR=7 = 圖 回收塔全塔物料流程圖 6）粗甲醇中甲醇回收率 甲醇回收率 =（加壓塔采出精甲醇量 +常壓塔采出精甲醇量 +回收塔采出精甲醇量） /粗甲 醇中精甲醇量 =（ 22209++） /=% 24 吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第三章 常壓塔冷卻器的設(shè)計 兩流體溫度變化情況：精甲醇進口溫度 71℃ ，出口溫度 49℃ ；冷卻水進口溫度 25℃ ，出口溫度 30℃ 。一般情況下，選取適宜回流比為最小回比的 ～ 2倍。又因為雜質(zhì)密度與甲醇密度差距較大，雜質(zhì)多時也容易造成精甲醇密度指標(biāo)不合格。另一種觀點認(rèn)為銅基觸媒的選擇性好 ,粗甲醇中雜質(zhì)少 ,預(yù)塔高度不必太高 ,甚至將預(yù)塔冷凝器直接垂直安放 在塔頂 ,回流量沒有計量 ,早期的小聯(lián)醇就是這樣 [14]。一般在進料穩(wěn)定和變化緩慢的情況下，通過經(jīng)常性小量調(diào)節(jié)精甲醇和重組分的采出量，以保持塔溫的合理分布和穩(wěn)定，維持好塔內(nèi)三個平衡，使產(chǎn)品甲醇達到質(zhì)量指標(biāo)，同時回收副產(chǎn)品──重組分，并盡最大可能降低殘液中有機物的含量。 粗甲醇的組成一般是比較穩(wěn)定的，只是在合成催化劑使用的前后期隨著反應(yīng)溫度的升高而變化較大。當(dāng)塔的熱負(fù)荷較低時，可以取較低的回流比比較經(jīng)濟，為保 證精甲醇的質(zhì)量，精餾段靈敏板的溫度可以控制的略低 。冷凝后的精甲醇進入回流罐，一部分作為加壓塔回流，一部分作為精甲醇產(chǎn)品出裝置；加壓塔塔底的甲醇、高沸組分、水等進入常壓塔，常壓塔頂餾出精甲醇產(chǎn)品，在進料板下方設(shè)置側(cè)線抽出，抽出物主要為甲醇、水和高沸點組分，進入甲回收塔再回收 甲醇，塔底廢水進入生化系統(tǒng)處理；回收塔設(shè)有側(cè)線抽出，主要抽出物為高沸點醇類，以保證回收塔塔頂精甲醇質(zhì)量和塔底廢水中總醇含量要求，塔底廢水送生化處理。塔頂經(jīng) 部分冷凝后的大部分甲醇、水及少量雜質(zhì)留在液相作為回流返回塔，二甲醚等輕組分 (初餾分 )及少量的甲醇、水由塔頂逸出，塔底含水甲醇則由泵送至主精餾塔。預(yù)精餾部分除了對粗甲醇進行萃取精餾脫出某些烷烴的作用之外，另外的還可以脫除二甲醚，和其它輕組分有機雜質(zhì)。 甲醇具有上述多種重要的物理化學(xué)性質(zhì)，使它在許多工業(yè) 部門得到廣泛的用途，特別是由于能源結(jié)構(gòu)的改變，和 C 化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，甲醇的許多重要的工業(yè)用途正在研究開發(fā)中。根據(jù)甲醇質(zhì)量要求不同，甲醇精餾可分為一塔流程、雙塔流程和三塔流程。目前，我國甲醇產(chǎn)能已占世界總產(chǎn)能的1/4，而且，隨著甲醇衍生物及其下游產(chǎn)品 的迅速發(fā)展和甲醇燃料的應(yīng)用，甲醇需求量還會越來越大，因此提高甲醇產(chǎn)品質(zhì)量和降低生產(chǎn)消耗就越來越引起人們的關(guān)注。 國內(nèi)一些甲醇生產(chǎn)裝置，甲醇精餾能耗較高、產(chǎn)品收率較低、甚至一些裝置的甲醇產(chǎn)品質(zhì)量較差。換熱器是化工生產(chǎn)中重要的通用熱工設(shè)備之一，管殼式換熱器以其結(jié)構(gòu)簡單、牢固、操作彈性大等特點被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。精餾投資約占項目總投資的 30%40%。 由于本人水平有限，文章中有不妥之處還望老師批評指正。精餾主要是 除去易揮發(fā)組分，如二甲醚、以及難以揮發(fā)的組分，如乙醇、高級醇、水等 [1]。甲醇能和水以任意比互溶，但不形成共沸物，能和多數(shù)常用的有機溶劑 (乙醇、乙醚、丙酮、苯等 )混溶，并形成恒沸混合物。這對石油化工原料的多樣化，面對石油資源日漸枯竭對能源結(jié)構(gòu)的改變，具有重要意義。粗甲醇塔中部加料口送入，輕組分由塔頂排出，高沸點的重組分在進料板以下若塔板處引出，水從塔底排出，產(chǎn)品甲醇在塔頂以下若干塊塔板引出。三塔流程（見圖 ）的主要特點是，加壓塔塔頂冷凝潛熱用作常壓塔塔釜再沸器的熱源，這樣既節(jié)省加熱蒸汽，還節(jié)省冷卻水，達到節(jié)能的目的。 一般情況下，選取適宜回流比為最小回流比的 ～ 2倍。 當(dāng)改變回流比時，由于操作的變動，必然會引起塔內(nèi)每層板上濃度 (組成 )和溫度的改變，影響甲醇的質(zhì)量和甲醇的收率， 必須通過調(diào)節(jié)，控制塔內(nèi)適宜的溫度，達到新的平衡，在粗甲醇含量和產(chǎn)量確定的條件下，甲醇精餾系統(tǒng)正確的設(shè)計十分關(guān)鍵。當(dāng)合成催化劑后期生產(chǎn)的粗甲醇進行蒸餾時，有時為確保精甲醇的質(zhì)量，以保證精餾塔進料位置降低，同時適當(dāng)加大回流比。二氧化碳、醚類、胺類等低沸物可隨不凝氣一起放空。加堿處理使得一些難分離的雜質(zhì)，在預(yù)精餾塔分解 [15]。 [16] 13 吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 加壓塔的節(jié)能效應(yīng) 三塔與四塔甲醇精餾系統(tǒng)充分利用自身熱量的回收利用，一是常壓精餾塔再沸器采用加壓精餾塔塔頂甲醇蒸汽來加熱常壓精餾塔釜液，二是精甲醇預(yù)熱器采用加壓精餾塔采出的精醇預(yù)熱粗醇，因此蒸汽消耗低，隨之冷卻水 用量大大減少。連續(xù)精餾塔做全塔物料衡算，并以單位時間為基準(zhǔn)，即 總物料 易揮發(fā)組分 Fx xx+WF=DDW式中 F—原料液流量， kmol/h； D—塔頂產(chǎn)品（餾出液）流量， kmol/h； W—塔底產(chǎn)品（釜殘液）流量， kmol/h； xF—原料液中易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)； xD—餾出液中易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)；