【正文】 其次還要感謝專業(yè)課的老師，細(xì)心輔導(dǎo)，認(rèn)真答疑。???t?計(jì)算厚度 ?≈?????????設(shè)計(jì)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(jì)算分析得，計(jì)算厚度為 ，但是實(shí)際有效厚度為 ，說(shuō)明筒體實(shí)際的允許承壓值將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于容器的設(shè)計(jì)壓力。本設(shè)計(jì)取塔底空間為。(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。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。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(jì)經(jīng)驗(yàn)，填料層的設(shè)計(jì)高度一般為： ??39。與散裝填料相比，規(guī)整填料結(jié)構(gòu)均勻、規(guī)則、有對(duì)稱性，當(dāng)與散裝填料有相同的比表面積時(shí)，填料空隙率更大，具有更大的通量，單位分離能力大。339。 精餾塔主要尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)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(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： g/ cm3?????水水 ??.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 29 頁(yè)?????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(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 30 頁(yè)表 234 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 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。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。由于飽和水蒸汽冷凝時(shí)的傳熱膜系數(shù)很高，可以通過(guò)改變蒸汽的壓力準(zhǔn)確地控制加熱溫度。 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。因?yàn)槿盍戏譃樗膶?，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 ++=。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。常用的填料支承裝置有柵板型、孔管型、駝峰型等。與散裝填料相比，規(guī)整填料結(jié)構(gòu)均勻、規(guī)則、有對(duì)稱性，當(dāng)與散裝填料有相同的比表面積時(shí)，填料空隙率更大，具有更大的通量，單位分離能力大。339。Wx中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁(yè)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?yàn)樗自O(shè)有再沸器，所以精餾塔理論板數(shù)要比梯級(jí)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。 本設(shè)計(jì)建廠地區(qū)為永城。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?；厥站s塔底出來(lái)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。低壓蒸汽和加壓精餾塔來(lái)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(duì)管程的介質(zhì)進(jìn)行加熱來(lái)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。設(shè)計(jì)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(gè)關(guān)鍵部件，它是決定著填料塔的放大效應(yīng)。裝置工藝特點(diǎn)目前，總體來(lái)說(shuō)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。主要應(yīng)用于精細(xì)化工，塑料等領(lǐng)域，用來(lái)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。其原理是，甲醇本身無(wú)毒，而代謝產(chǎn)物有毒，因此可以通過(guò)抑制代謝的方法來(lái)解毒。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。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。精餾。分子式 CH4O。近年來(lái)，世界甲醇的生產(chǎn)能力發(fā)展速度較快。 物料衡算。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。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。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。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。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。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(wèn)題，壓降小、負(fù)荷彈性大。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。 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)。飽和水蒸汽是一種應(yīng)用最廣的加熱劑。永城市夏季最熱月份日平均氣溫為 32℃。 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。2V kg/h??39。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。對(duì)于規(guī)整填料，通常選用柵板型支承裝置。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。(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。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 。燃料