【正文】 0 . 9 0 7 0 . 9 0 7 1 0 0 % 1 0 . 1 %39。3mm? ? 炭鋼板，取篩孔直徑 39。 39。SW = CW = （ 3） 開(kāi)孔區(qū)面積的計(jì)算 開(kāi)孔區(qū)面積： 39。3600 hO WOLh l ?? 取 O? = /ms 則 39。39。39。39。Wl 得確定 取 39。對(duì)于高而細(xì)的塔，為了防止風(fēng)載荷或地震載荷使設(shè)備傾覆，需配置數(shù)量較多的地腳螺栓。Z提 +=++= 第 節(jié) 封頭的選型及其計(jì)算 封頭的選型 封頭按其形狀可分為三類：凸形封頭、錐形封頭、平板形封頭。 39。 39。 0 .4 5 0 .0 8 0 .3 7LLH h m? ? ? ? 查史密斯圖得， 39。20C 可由史密斯關(guān)聯(lián)圖査取，圖的橫坐標(biāo)為： 1 / 2 1 / 239。 39。LWm? ） /2=(+)/2= .mPas 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 第 5 章 塔體工藝尺寸計(jì)算 第 節(jié) 精餾段的計(jì)算 精餾段塔徑的計(jì)算 精餾段的氣、液相體積流率計(jì)算為 3600 VmS VmVMV ?? ? （ ） 34 4 1 . 8 2 8 . 0 8 3 . 3 2 6 /3 6 0 0 3 6 0 0 1 . 0 3 6VmSVmVMV m s? ?? ? ??? 3600LmLmLMLs ?? （ ） 32 8 3 . 4 2 4 . 7 3 0 . 0 0 1 9 /3 6 0 0 3 6 0 0 9 7 6 . 4LmLmLMLs m s? ?? ? ?? 由： m a x /L L VC? ? ? ??? （ ） 式中 C 由上式計(jì)算，其中的 20C 査取，圖的橫坐標(biāo)為： 1 / 2 1 / 230 . 0 0 1 9 3 6 0 0 9 7 6 . 4 0 . 0 1 8 /3 . 3 2 6 3 6 0 0 1 . 0 3 6h LhVL msV ???? ? ?????? ??? ???? 取板截距 TH =450m m ，板上液層高度 Lh =80m m 則， 0 .4 5 0 .0 8 0 .3 7TLH h m? ? ? ? 由史密斯查圖的， 20C = /ms m a x 9 7 6 . 4 1 . 0 4 5/ 0 . 0 8 4 6 2 . 5 8 5 /1 . 0 4 5L L VC m s? ? ? ? ?? ? ? ? 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 取安全系數(shù)為 ，則空塔氣速為 m a 85 5??? ? ? ? 4 SVD ?? ? （ ） 4 4 3 .3 2 6 1 .6 5 33 .1 4 1 .5 5SVDm? ?? ? ??? 按標(biāo)準(zhǔn)塔 徑圓整后為： D= 塔截面積為： 24TAD?? （ ） 2 2 21 . 8 2 . 5 4 344TA D m??? ? ? ? 實(shí)際空塔氣速為： STVA?? （ ） 3 .3 2 6 1 .3 0 82 .5 4 3STVA? ? ? ?/ms 精餾塔的有效高度 ( 1) TZ N H?? （ ） ( 1 ) ( 8 1 ) 0. 45 3. 15TZ N H m? ? ? ? ? ?精 精 第 節(jié) 提餾段的計(jì)算 提餾段塔徑的計(jì)算 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 提餾段的氣、液相得體積流率為 39。LWm? = .mPas 進(jìn)料板液相平均黏度的計(jì)算 39。LWm? ） /2=(+)/2= /mNm 液相平均粘度的計(jì)算 液相平均黏度由下式計(jì)算， 即 39。B? = /mNm 39。Lm? =（ 39。39。 39。8x = 39。39。5x = 代入 39。 39。 2 8 3 . 4 1 5 8 . 4 0 . 9 1 4 3 0 . 6 4 5 0 . 3 1 7 84 4 1 . 8 4 4 1 . 8DLDy x x x xVV ?? ? ? ? ? ? 提留段操作線方程 39。 39。只有在工藝物料的特征性或工藝條件特殊時(shí)才考慮選用其他形式。 由于泡點(diǎn)進(jìn)料時(shí)塔的制造比較方便，而其他進(jìn)料方式對(duì)設(shè)備的要求高，設(shè)計(jì)起來(lái)難度相對(duì)加大，所以采用泡點(diǎn)進(jìn)料。 這是燃料世界的一次革命，中國(guó)要達(dá)到國(guó)際環(huán)保的標(biāo)準(zhǔn)，必須解決汽車尾氣對(duì)空氣的污染問(wèn)題，推廣使用綠色能源是一條重要的途徑，隨著人們對(duì)環(huán)境的要求越來(lái)越高甲醇汽油這一綠色能源在未來(lái)是個(gè)不錯(cuò)的選擇。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(shù)脂等產(chǎn)品。 甲醇和水可以無(wú)限的混合，混合后的甲醇 — 水系統(tǒng)的性 質(zhì)，是研究甲醇性質(zhì)的重要組成部分。它易吸收水蒸汽，二氧化碳和某些其他物質(zhì)，因此，只有用特殊的方法才能制的完全午睡的甲醇。 甲醇最初由木材干餾得到，故俗稱木醇。性能良好的精餾設(shè)備，為精餾過(guò)程得進(jìn)行創(chuàng)造了良好的條件。 精餾的原理是利用液體混合物中各組分具有不同 沸點(diǎn)，在一定溫度下，各組分應(yīng)具有不同的蒸汽壓。塔釜采用間接蒸汽加熱 ,以提供足夠的熱量 ,塔底產(chǎn)品冷卻后送至殘液儲(chǔ)罐。北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 北京化工大學(xué)畢業(yè)論文 年處理 萬(wàn)噸甲醇 水溶液精餾工藝設(shè)計(jì) 專 業(yè) ：化工工程與工藝 班 級(jí) ：陜藝專 081 學(xué)生姓名 ： 指導(dǎo)老師 ：王萬(wàn)俠 2021 年 月 日 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II 誠(chéng)信申明 本人鄭重申明： 本人所撰寫(xiě)的畢業(yè)論文是《年處理 萬(wàn)噸甲醇 水溶液精餾工藝設(shè)計(jì)》是在指導(dǎo)老師王萬(wàn)俠悉心的指導(dǎo)下，我查閱資料獨(dú)立研究、寫(xiě)作的成果。 本設(shè)計(jì)是對(duì)精餾塔的一些物料、熱量的衡算，工藝計(jì)算，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及精餾裝置工藝流程圖、設(shè)備工藝條件圖和塔板的負(fù)荷性能圖和附屬設(shè)備等。當(dāng)液體混合物受熱汽化與其蒸汽平衡時(shí)，在氣相中易揮發(fā)物質(zhì)蒸汽占較大比重，將此蒸汽冷凝而得到含易揮發(fā)物質(zhì)組分較多的液體，這就是進(jìn)行了一次簡(jiǎn)單精餾。它直接影響了裝置的產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)能力、產(chǎn)品收率、消耗定額、三廢處理以及環(huán)境保護(hù)等方面。甲醇生產(chǎn)的原料大致有煤、石油、 天然氣和含 2H CO（或 2CO ）的工業(yè)廢氣、農(nóng)作物、有機(jī)廢料以及城市垃圾等， 均可作為制造甲醇的原料。甲醇具有毒性，內(nèi)服 10mL 有失明危險(xiǎn)， 300mL 能讓人死亡。 密度 甲醇水溶液的密度，隨著溫度的降低而增加，在相同的溫度下，幾乎是隨著甲醇濃度的增加而增加 熱容 甲醇水溶液的熱容，隨著甲醇濃度的升高和溫度的升高而增加 黏度 甲醇水溶液的黏度與組成有關(guān)，在所有研究過(guò)的溫度下，當(dāng)甲醇的含量 50%時(shí)均有最大值，在任何情況下，混合物的黏度都比純甲醇的粘度大。 20 世紀(jì) 70 年代以來(lái)，國(guó)外甲醇工業(yè)發(fā)展總趨勢(shì)如下： 1. 新建長(zhǎng)多采用中低壓法，不外加二氧化碳，該法具有設(shè)備少，操作與控制簡(jiǎn)單，投資及操作費(fèi)用低，產(chǎn)品純高等許多優(yōu)點(diǎn) 2. 高壓法處于停滯狀態(tài)，為中低壓發(fā)所替代。甲醇工業(yè)將在未來(lái)會(huì)受到很大的青睞。 第 節(jié) 冷凝方式 選全凝器，塔頂出來(lái)的氣體溫度不高。例如，熱敏性物料加熱多采用降膜式或者波紋管式換熱器或者換熱器流路均勻，加熱效率高的加熱 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 第 2 章 精餾塔的設(shè)計(jì)計(jì)算 第 節(jié) 操作條件與基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 設(shè)計(jì)任務(wù)和設(shè)計(jì)條件 設(shè)計(jì)用于甲醇 水溶液混合液分離的常壓篩板精餾塔，年產(chǎn)量為 ， 其中 甲醇 的含量為 40%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同），塔 頂中 甲醇 的含量不低于 95%。 39。39。 39。39。 15(1 )yyy? ?? 解得， 39。9y = 。11x = 39。39。LFm? + 39。LWm? =? +() ? = /mNm 進(jìn)料液相平均表面張力計(jì)算 39。 39。Ft =℃ 查手冊(cè)得 39。39。 39。 39。20C = 所以， 0 . 2 0 . 239。m a x 9 6 5 . 5 0 . 8 5 1 3/ 0 . 0 7 9 5 3 2 . 6 7 6 9 /0 . 8 5 1 3L L VC m s? ? ? ? ?? ? ? ? 取安全系數(shù)為 ，則空塔的氣速為： 39。 2 2 21 . 8 2 . 5 4 344TA D m??? ? ? ? 實(shí)際空塔氣速為： 39。其 中凸形封頭包括 半球形風(fēng)頭、球冠形封頭、蝶形封頭、橢圓形風(fēng)頭。 支座的計(jì)算 裙座的高度為： 2H 則， 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 2H =（ Z精 + 39。39。2 .8 41000 hOWWLhEl??? ???? 近似取 E=1，則： 取板上液清高度 39。 AA ? 39。3600 fThAAL? ? 驗(yàn)算液體在降液管中停留的時(shí)間，即 39。39。 2 39。 39。Od =5m m 篩孔按正三角形排列，取孔中心距 39。 0 . 0 1 5Odt?? ??? ? ? ? ? ??? ?????? 氣體通過(guò)閥孔的氣速為： 39。 0 . 0 0 539。 2 2 10 . 8 8 5 0 . 5 3 12 0 . 5 3 1 0 . 8 8 5 0 . 5 3 1 s in 1 . 6 9 41 8 0 0 . 8 8 5SA ? ??? ??? ? ? ??? ?????? 2m （ 4） 篩孔計(jì)算及其排列 本例所處理的物系無(wú)腐蝕性，可選用 39。2 s in180SRxA x R x R? ??? ????? ? ??? ??????，其中 ? ? ? ?39。Wh =60m m 塔板布置 （ 1） 塔板分塊： 因 D=1800m m 故塔板采用分塊式，查表得：塔板分為 5 塊 （ 2） 邊緣區(qū)寬度的確定 取 SW = 39。39。39。 ? 查弓形降液管的寬度與面積圖的 39。39。SW = CW = （ 3） 開(kāi)孔區(qū)面積計(jì)算 單溢流塔板，鼓泡區(qū)面積 SA 可按下式計(jì)算： 22 2 12 s in180S RxA x R x R? ??? ??? ? ??? ?????? （ ） ? ? Sx D W d W? ? ? （ ） ? ? ? ?0 .5 0 .5 1 .8 0 .2 8 4 0 0 .0 8 5Sx D W d W? ? ? ? ? ? ? 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 其中 D W m? ? ? ? ? ? 故： 22 2 10 . 8 8 5 0 . 5 3 12 0 . 5 3 1 0 . 8 8 5 0 . 5 3 1 s in 1 . 7 8 41 8 0 0 . 8 8 5SA ? ??? ??? ? ? ??? ??????2m （ 4） 篩孔計(jì)算及其排列 本例所處理的物系無(wú)腐蝕性，可選用 3mm?? 炭鋼板， 取篩孔直徑為 Od =5m m 篩孔按正三角形排列，取篩孔中心距 t 為 3Otd? =3? 5=15m m 篩孔數(shù)目： 221 .1 5 5 1 .1 5 5 1 .7 8 4 91580 .0 1 5OAn t ?? ? ?個(gè) 開(kāi)孔率： Odt???? ???? （ ） 2 20 . 0 0 50 . 9 0 7 0 . 9 0 7 1 0 0 % 1 0 . 1 %0 . 0 1 5Odt?? ??? ? ? ? ? ????? ???? 氣體通過(guò)篩孔的氣速為： SOOVA? ? （ ） 3 . 3 2 6 1 8 . 4 6 /1 . 7 8 4 1 0 . 1 %SOOV msA? ? ? ?? 第 節(jié) 提餾段的計(jì)算 溢流裝置 的計(jì)算 因塔徑 D= ，可選用單溢流