【正文】 提餾段： mh 02 ???? ?? mmhh W 0 0 2 4 2 4 5 ????? 故降液管底隙高度設(shè)計(jì)合理，選用凹形受液盤，深度 hw=50mm。各項(xiàng)計(jì)算如下 （ 1）堰長 Wl 取 Wl ???? D （ 2）溢流 堰高度 Wh 由 W L OWh h h?? 選用平直堰，堰上液層高度 OWh 由式 2 32 .8 41000 hOW WLhEl??? ???? 近似取 E=1，則 精餾段： mhOW 3/21 ??????? ???? 取板上清液層高度 60Lh mm? 故 mh W 0 5 0 0 9 ??? 提餾段： mhOW 3/22 ??????? ???? 23 故 mh W 0 4 5 1 4 ??? （ 3）弓形降液管寬度 dW 和截面積 fA 由 Wl /D=，查弓形降液管的參數(shù)圖 [3]，得 ?TfAA ?DWd 故 20 5 2 8 6 6 mAA Tf ???? mDW d 1 3 3 3 ???? 依式 T3600 fhAHL? ? 驗(yàn)算液體在降液管中停留時(shí)間，即 精餾段： T3600 fhAHL? ? ss 6 0 00 0 5 2 6 0 0 ??? ??? 故降液管設(shè)計(jì)合理。139。 （ 2）各股物流的溫度 由各股物流的組成，根據(jù)氣液平衡 數(shù)據(jù)表，可得各股物流的溫度分別為： tF＝ ℃ tD＝ ℃ tW＝ ℃ （ 3）基準(zhǔn)態(tài)的選擇 以 、 ℃的液態(tài)甲醇和水為熱量衡算的基準(zhǔn)態(tài)，且忽略壓力的影響，則： QD=0 （ 4）各股物流熱量的計(jì)算 由于溫度變化不大，采用平均溫度： Ktm ???? ℃ 的比熱容計(jì)算各股物流的熱量。 WDLV ??? 式中 QV’ —— 塔頂蒸氣帶入系統(tǒng)的熱量； QL—— 回流液帶出系統(tǒng)的熱量； QD—— 餾出液帶出系統(tǒng)的熱量； QW’ —— 冷凝水帶出系統(tǒng)的熱量。 篩板塔的缺點(diǎn)是： ⑴ 塔板安裝的水平度要求較高，否則氣液接觸不勻。常用板式塔類型有很多，如：篩板塔、泡罩塔、舌型塔、浮閥塔等。在逐層下降的同時(shí)，液體和上升蒸汽互相作用，從液體中分離出易揮發(fā)組分，因而下流至塔底的液體幾乎全為難揮發(fā)的組分。 綜上，本設(shè)計(jì)選擇單塔流程。突出的優(yōu)點(diǎn)是能耗小，操作費(fèi)用低，產(chǎn)量大。通常年產(chǎn) 4 萬噸以下 ( 包括 4 萬噸 ) 的甲醇裝置選擇單塔流程，年產(chǎn) 4 萬噸以上的采用三塔四塔流程。 本設(shè)計(jì)是對進(jìn)行過預(yù)處理除去廢甲醇中的固體顆粒 之后的精餾工段，采用物理精餾方法， 其分離的原理如下：精餾是將沸點(diǎn)不同的組分所組成的混合液，在精餾塔中，同時(shí)多次部分氣化和多次部分冷凝，使其分離成純態(tài)組分的過程。按照規(guī)劃的目標(biāo)，到 2020 年我國甲醇的生產(chǎn)能力可達(dá)到 6000 至 7000 萬噸。市場的需求必然導(dǎo)致甲醇產(chǎn)量的迅速增加。 在石油化工、醫(yī)藥、輕紡、生物化工以及能源、交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè) 均有廣泛用途，在國民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位 [1]。 甲醇的簡介 甲醇的性質(zhì) 甲醇是最簡單的飽和一元醇，化學(xué)式為： CH3OH，在常溫常壓下，單質(zhì)甲醇是無色、易揮發(fā)、有酒精氣味的有毒液體。因此，本設(shè)計(jì)研究甲醇精餾有非常重要的意義，由于產(chǎn)量小，選用單塔流程進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)， 單塔流程 操作方便、運(yùn)行穩(wěn)定。特別是近年來，由于國際油價(jià)的節(jié)節(jié)攀升，煤化工工業(yè)對發(fā)揮我國豐富的煤炭資源優(yōu)勢，以此補(bǔ)充我國油氣資源的不足與滿足對 化工產(chǎn)品的需求，保障能源安全，推動(dòng)煤炭清潔利用，促 進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮了重要作用。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。由于 產(chǎn)量小， 本設(shè)計(jì)采用 采用 單塔流程工藝 ,其工藝分離效果良好、操作方便、工藝流程簡單，具有較高的實(shí)用價(jià)值 。 引 言 ................................................................................................................................................ 1 第一章 文獻(xiàn)綜述 ...................................................................................................................... 2 本課題研究的目的和意義 ............................................................................................... 2 甲醇的簡介 ....................................................................................................................... 2 甲醇的性質(zhì) ................................................................................................................... 2 甲醇的用途 ................................................................................................................... 2 甲醇工業(yè)的發(fā)展及現(xiàn)狀 ................................................................................................... 3 甲醇的消費(fèi)量 ............................................................................................................... 3 世界甲醇工業(yè)的發(fā)展 .................................................................................................. 3 我國甲醇工業(yè)發(fā)展 ....................................................................................................... 3 甲醇精餾的方法 ............................................................................................................... 4 工藝流程的選擇 ............................................................................................................... 4 單塔工藝流程的描述 ....................................................................................................... 5 塔設(shè)備的選擇 ................................................................................................................... 6 第二章 精餾塔物料衡算及熱量衡算 ................................................................................. 7 精餾塔的物料衡算 .......................................................................................................... 7 原料液及塔頂和塔底的 摩爾分率 ............................................................................... 7 原料液及塔頂和塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量 ............................................................... 7 物料衡算 ....................................................................................................................... 7 熱量衡算 ........................................................................................................................ 8 塔頂冷凝器的熱量衡算 ............................................................................................... 8 全塔的熱量衡算 .........................................................................................................10 第三章 精餾塔工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 ..............................................................................................13 回流比及塔板數(shù)的確定 ..................................................................................................13 求最小回流比及操作回流比 ......................................................................................13 采用逐板法求理論板層數(shù) ..........................................................................................14 實(shí)際板層數(shù)的求取 ......................................................................................................15 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算 ..................................................................16 操作壓力 ......................................................................................................................16 操作溫度 ......................................................................................................................16 平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 ......................................................................................................16 平均密度計(jì)算 ..............................................................................................................17 液體平均表面張力的計(jì)算 ..................................................................