【正文】 本設(shè)計選擇了較為良好的工藝路線，確定了良好的工藝條件以及設(shè)備的選型。以作為液體在降液管中停留時間的下限，則： （436） 漏液線對于F1型重閥，依計算，則。 塔板流體力學(xué)驗算汽塔的液相平均密度：汽塔的平均液相流量： 汽相通過浮閥塔的壓降 （423）（1）干板阻力hc 先計算臨界孔速：（2）板上充氣液層阻力hl充氣系數(shù)反映板上液層的充氣程度，當(dāng)液相為水溶液時，取[23]，則（3）液體表面張力所造成阻力 [25]，則：因此，氣體流經(jīng)一層浮閥塔板的壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨葹?則單板壓降: 淹塔為了防止淹塔現(xiàn)象的發(fā)生，要求控制降液管中清液層高度。（4）塔體水壓試驗時應(yīng)力校核根據(jù)式： （418）式中： （）查得，鋼在試驗溫度時[22]得　　　　　　　可見， 故滿足水壓試驗校核。本設(shè)計共有32塊塔板，需設(shè)置人孔三個，人孔處板間距mm。 塔頂平均表面張力：進料板平均表面張力：塔底平均表面張力：精餾段平均表面張力：提餾段平均表面張力： 精餾塔的塔體工藝尺寸計算 塔徑計算該設(shè)計選用的是F1重閥浮閥塔，[19]。 t=105℃則：精餾段平均溫度為： 提餾段平均溫度為： 同理可求出 精餾段平均壓力： 塔釜板壓力：塔釜采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲槽。預(yù)后甲醇中水量＋堿量+高沸物+殘液中的甲醇量 解得 精甲醇產(chǎn)品由塔頂采出來(根據(jù)實際情況選擇不同的采出口)，采出的精甲醇首先進入產(chǎn)品冷卻器中冷卻到40℃后經(jīng)過流量計進入精甲醇貯槽，計量液位。綜合考慮各方面因素，決定采用泡點進料，即q=1[12]。本次任務(wù)主要是甲醇和水體系，甲醇水這一類的溶液不是熱敏性物料，且沸點又不高，所以不需采用減壓蒸餾。 甲醇精餾操作壓強的選擇精餾可以常壓，加壓或減壓條件下進行。但是，浮閥塔的抗腐蝕性較高（防止浮閥銹死在塔板上），所以一般采用不銹鋼作成，致使浮閥造價昂貴，推廣受到一定限制。當(dāng)篩孔氣速高時，閥片被頂起、上升，孔速低時，閥片因自重而下降。實際操作表明，浮閥在一定程度的漏夜?fàn)顟B(tài)下，使其操作板效率明顯下降，其操作的負荷范圍較泡罩塔窄，但設(shè)計良好的塔其操作彈性仍可達到滿意的程度。（6）塔徑不大時，填料塔因結(jié)構(gòu)簡單而造價便宜。當(dāng)液體負荷較小時，填料表面不能很好地潤濕，傳質(zhì)效果急劇下降；當(dāng)液體負荷過大時，容易產(chǎn)生液泛。三塔精餾工藝流程具有精餾能耗低、操作穩(wěn)定、產(chǎn)品質(zhì)量好等突出優(yōu)點，但操作相對比較復(fù)雜。同理，若將從各分離器所得溶液產(chǎn)品進行多次部分氣化和分離，那么這種級數(shù)愈多，得到的溶液組分X濃度越高，最后可得到幾乎純態(tài)的難揮發(fā)組分[5]。作為替代燃料：近幾年，汽車工業(yè)在我國獲得了飛速發(fā)展，隨之帶來能源供應(yīng)問題。該項目為我國甲醇工業(yè)提供了一種技術(shù)先進、造價低且易于大型化的新型合成裝置。我國的甲醇生產(chǎn)始于1957年，50年代在吉林、蘭州和太原等地建成了以煤或焦炭為原料來生產(chǎn)甲醇的裝置。從我國能源結(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)，將來在我國甲醇有希望替代石油燃料和石油化工的原料，蘊藏著潛在的巨大市場。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。因此，甲醇中毒者，可以通過飲用烈性酒（酒精度通常在60度以上）的方式來緩解甲醇代謝，進而使之排出體外。在甲醇生產(chǎn)工廠，中國有關(guān)部門規(guī)定，空氣中允許甲醇濃度為5mg/m3，在有甲醇氣的現(xiàn)場工作須戴防毒面具，廢水要處理后才能排放，允許含量小于200mg/L。甲醇燃燒時無煙，火焰呈藍色。年產(chǎn)5萬噸甲醇雙塔精餾項目設(shè)計方案第1章 綜 述 甲醇的性質(zhì)和用途 甲醇的性質(zhì)甲醇是一種透明、無色、易燃、有毒的液體，略帶酒精味。甲醇具有脂肪族伯醇的一般性質(zhì),連有羥基的碳原子上的三個氫原子均可被一一氧化,或脫氫生成甲醛,再氧化成甲酸,甲酸氧化的最終產(chǎn)物是二氧化碳和水。甲醇的中毒機理是，甲醇經(jīng)人體代謝產(chǎn)生甲醛和甲酸（俗稱蟻酸），然后對人體產(chǎn)生傷害。而甲醇已經(jīng)代謝產(chǎn)生的甲酸，可以通過服用小蘇打（碳酸氫鈉）的方式來中和。甲醇是較好的人工合成蛋白的原料，蛋白轉(zhuǎn)化率較高，發(fā)酵速度快，無毒性，價格便宜。我國甲醇工業(yè)無疑將迅速發(fā)展起來。60年代建成了一批中小型裝置，并在合成氨工業(yè)的基礎(chǔ)上開發(fā)了聯(lián)產(chǎn)法生產(chǎn)甲醇的工藝。該技術(shù)已于2003年底在山東久泰化工科技有限公司年產(chǎn)5萬噸低壓甲醇裝置上首次運用成功。石油作為及其重要的能源儲量是有限的，而甲醇燃料以其安全、廉價、燃燒充分，利用率高、環(huán)保的眾多優(yōu)點，替代汽油已經(jīng)成為車用燃料的發(fā)展方向之一。 甲醇精餾的任務(wù)甲醇精餾是甲醇合成的下游工序，其基本任務(wù)是將甲醇合成工段送來的粗甲醇先在預(yù)塔內(nèi)精餾脫除甲醚等輕的組分，然后進入主塔進行精餾，在塔底脫除重組分，在塔頂脫除輕組分，然后在塔頂合適位置采出合格的產(chǎn)品。雙塔精餾工藝投資省、建設(shè)周期短、裝置簡單易于操作和管理。板式塔具有較大的操作范圍。（7）填料塔適用于易起泡物系和腐蝕性物系，因填料對泡沫有限制和破碎的作用，可以采用瓷質(zhì)填料。篩板塔的主要優(yōu)點有：（1）結(jié)構(gòu)比浮閥塔更簡單，易于加工，造價約為泡罩塔的60％，為浮閥塔的80％左右。閥片升降位置隨氣流量大小作自動調(diào)節(jié)，從而使進入液層的氣速基本穩(wěn)定。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，高效率塔板的不斷被研制出來，浮閥塔的推廣并不是越來越廣。確定操作壓力時主要是根據(jù)處理物料的性質(zhì)，技術(shù)上的可行性和經(jīng)濟上的合理性來考慮的。這類溶液在常壓下又是液態(tài)，塔頂蒸氣又可以用普通冷卻水冷凝，因而也不需采用加壓蒸餾。 甲醇精餾加熱方式的選擇塔釜可采用間接蒸汽加熱或直接蒸汽加熱。主塔溶液中還有一部分沸點介于甲醇和水之間的物質(zhì)，大多為異丁基油，由主塔采出，經(jīng)雜醇油冷卻器冷卻到≤40℃后進入雜醇油貯槽計量液位，再經(jīng)雜醇油泵加壓到一定壓力后外送。釜殘液中甲醇為：塔頂甲醇為：釜液中： 甲醇 水 NaOH 高沸物 根據(jù)以上計算得到表: 甲醇精餾塔物料平衡匯總（單位：kg/h）成分物料常壓塔出料常壓塔釜出料主塔回流液采出甲醇NaOH水高沸物合計 熱量衡算 預(yù)塔的熱量衡算（1）帶入熱量 取回流液與進料量之比為1:4。 塔板數(shù)的確定 各點的甲醇摩爾分?jǐn)?shù)（1）預(yù)后甲醇中的甲醇摩爾分?jǐn)?shù) （41） （2）精甲醇中甲醇的摩爾分?jǐn)?shù) （42） （3）殘液中的甲醇摩爾分?jǐn)?shù) （43） 處理能力進料量： （44）精餾段物料量： （45）提餾段物料量: （46） 最小理論板數(shù)Nmin （1）平均揮發(fā)度 查數(shù)據(jù)手冊得到以下數(shù)據(jù)[14]：甲醇的飽和蒸汽壓：105℃ 70℃ 65℃水的飽和蒸汽壓： 105℃ 70℃ 65℃由下面公式計算： = （47）65℃時為： 70℃時為： 105℃時為： 平均揮發(fā)度： （2）最小理論板數(shù)（不含再沸器）已知：XD＝，XW＝。 塔頂溫度 全塔平均溫度為： 平均摩爾質(zhì)量的計算（1）塔頂平均摩爾質(zhì)量 （3）塔釜平均摩爾質(zhì)量計算 （4）精餾段平均摩爾質(zhì)量 （5）提餾段平均摩爾質(zhì)量 平均密度及體積流量的計算查《化學(xué)工程設(shè)計手冊》[18]得到：tm=℃時 =塔頂平均粘度：則 =進料板平均粘度：則 =塔底平均粘度：　則 =精餾段平均粘度：提餾段平均粘度： 平均表面張力的計算查工具書得[14]：℃時 精餾段：（1）求操作負荷系數(shù)精餾段功能參數(shù)： 取板間距：HT＝400mm 取板上液層高度：hL=則塔板間有效高度： 根據(jù)史密斯圖[20]查得負荷系數(shù)為： 則： （415）（2）最大流速，則空塔氣速為： （3）求塔徑D （416）按標(biāo)準(zhǔn)塔經(jīng)圓整后為D=1600mm塔截面積為 實際空塔氣速為 (安全系數(shù)在充許的范圍內(nèi)，符全設(shè)計要求[21])提餾段：（1）求操作負荷系數(shù)提餾段功能參數(shù)：根據(jù)史密斯圖查[20]得負荷系數(shù)為： 則（2）最大流速，則空塔氣