【正文】 ② 塔板的氣相負荷上限完全由霧沫夾帶上限線控制 ,操作下限由漏液線控制。 圖 26 提餾段的閥孔布置圖 按 N′ =150 重新核算孔速及閥動能因 數(shù)： uo′ = 7 .9 0 2 ( m / s )4 22???????? NdVoS .9 0 20 ???? vo uF ? 閥孔因數(shù)變化不大，仍在 811 范圍內(nèi) 北京理工大學珠海學院 2020屆本科生畢業(yè)設計 26 塔板開孔率： %%10 0 56 5 ?????ouu 塔板流體力學驗算 為檢驗初步設計的塔板能否在較高的效率下正常操作，當工藝設計完畢后 ,必須進行塔板的流體力學驗算，驗算中若發(fā)現(xiàn)有不合適的地方，應對有關(guān)工藝尺寸進行調(diào)整，直到符合要求為止。 按 t=， t′ = m 以等腰三角形叉排方式作圖 (見以下圖 25)，排得閥數(shù)為 160 個。 s) 北京理工大學珠海學院 2020屆本科生畢業(yè)設計 18 0 .2 4 5LT )μ 9( αE ?? = ( )= ② 塔內(nèi)實際板數(shù) ??? TTP ENN 取實際板層數(shù)為 27 塊 (不包括再沸器 ) (七 ) 精餾段和提餾段實際板數(shù)的確定 ??? TP ENN 精精 取實際精餾段塔板數(shù)為 12 塊，提 餾段實際板數(shù)為 15 塊，進料板的位置為由下往上數(shù)的第十六塊板 精餾塔主要尺寸計算 (一 ) 流量計算 表 217 相對分子質(zhì)量數(shù)據(jù)表 平均相對分子質(zhì)量 氣相 液相 精餾段 提餾段 (1) 進料： DME： FxDME= 105 = 103(kg/h)=(kg/s) CH3OH： Fx CH3OH = 105 =(kg/h)=(kg/s) H2O： FxH2O= 105 = 105(kg/h)=(kg/s) (2) 精餾段： 氣相流量： V=L+D=+=(kmol/h)=(kmol/s) = 104(kg/h)=(kg/s) )/( 3 smMVVvvs ???? ? )/( 33 hmV h ?? 液相流量 ： L=RD= =(kmol/h)=(kmol/s) = 104(kg/h)=(kg/s) 北京理工大學珠海學院 2020屆本科生畢業(yè)設計 19 )/(00 27 9 38 3 smMLLLLs ???? ? )/( 3 hmLh ? (3) 提餾段： 氣相流量： V＇ =V=(kmol/h)=(kmol/s)= 104(kg/h)=(kg/s) VS′ = )/( 3 smMV v v ????? Vh′ = 103(m3/h) 液相流量 ： L＇ =L+F=+6468= 103(kmol/h)=(kmol/s) = 105(kg/h)=(kg/s) LS＇ = )/( 3 smML L L ????? Lh＇ =(m3/h) (二 ) 塔徑的計算 （ 1）計算公式 uVD s?? ?4 D：塔徑（ m） sV ：塔內(nèi)氣體流量 sm/3 u：空塔內(nèi)氣速 m/s u=安全系數(shù) maxu maxu ：極限空塔氣速 m/s C：負荷系數(shù)（可由史密 .斯關(guān)聯(lián)圖查出） Lv ??、 ：分別為塔內(nèi)氣液兩相密度 3/mkg maxu = VVLC ? ?? ? （ 2）精餾段計算： 北京理工大學珠海學院 2020屆本科生畢業(yè)設計 20 ) ( ???）（ VLsVV ?? 取板間距 HT=，取板上液層高度 hL= 則 HThL==(m) 根據(jù)以上數(shù)據(jù)，由《化工原理》下冊 p158 圖 3— 7 史密斯關(guān)聯(lián)圖查得： C20= 由于物系表面張力為 dyn/cm，不接近 C20 dyn/cm，故需校正： )/( 40 x smCuVVL ?????? ? ?? 取安全系數(shù)為 ，則 u= maxu 安全系數(shù) = =（ m/s） 塔徑： m)( ?????? ?? uVD s 按標準塔徑圓整為 D= 則塔截面積： )( 22 mDAT ???? ?? 空塔氣速： u= )/( smAV Ts ?? （ 3）提餾段計算： 7 3 3 ) ( 0 3 6 8 ??????? ）（VLsVV?? 取板間距 HT′ =，取板上液層高度 hL′ = 則 HT′ hL′ ==(m) 根據(jù)以上數(shù)據(jù)，由《化工原理》下冊 p158 圖 3— 7 史密斯關(guān)聯(lián)圖查得： C20′ = 由于物系表面張力為 dyn/cm，不接近 C20 dyn/cm，故需校正： )/(0 . 8 9 9 a x smCuVVL ????? ????????? )20 ( ???? 。 塔頂： )()()( 24 ?????? DSBSADBADAB PPKK? 進料 ： )()()( 34 ?????? FSBSAFBAFAB PPKK? 30 )()()( 33 ?????? FSBSCFBCFCB PPKK? 塔釜： )()()( 34 ?????? WSBSAWBAWAB PPKK? 30 )()()( 33 ?????? WSBSCWBCWCB PPKK? 全塔平均相對揮發(fā)度： 吸收塔尾氣 15 去變壓吸附或膜分離提取有用成份 CO、 H2后，返回二甲醚合成單元做合成原料。 含有不凝氣體 H CO、CO2 和少量惰性氣體和 CH4 及未冷凝的二甲醚氣體的未凝氣體 16 經(jīng)減壓到 ，進入吸收塔 2 下部，在 MPa，在 2035℃下用軟水吸收，冷凝器 1的底流產(chǎn)物粗二甲醚溶液 7和吸收塔 2的底流產(chǎn)物醚水溶液 8進入閃蒸罐 3，閃蒸罐的溫度為 40100℃。一種分離工藝是一步反應后產(chǎn)物分為氣液兩相。 [9] 由合成氣直接合成 DME,與甲醇氣相脫水法相比 ,具有流程短、投資省、能耗低等優(yōu)點 ,而且可獲得較高的單程轉(zhuǎn)化率。 [6] ① 固定床法 固定床法即為氣相法， 合成氣在固體催化劑表面進行反應；在氣相法工藝中，使用貧氫合成氣為原料氣時，催化劑表面會很快積炭，因此往往需要富氫合成氣為原料氣。 該工藝成熟簡單 ,對設備材質(zhì)無特殊要求，基本無三廢及設備腐蝕問題，后處理簡單。 [4] 技術(shù)來源 (一 ) 合成技術(shù)來源 DME 的制備主要有甲醇脫水法和合成氣一步法兩種。目前在國外 ,二甲醚在民用氣溶膠制品中已是必不可少的氯氟烴替代物。因此二甲醚代替 LPG 作為優(yōu)良的民用潔凈燃料 ,具有廣闊的前景。二甲醚的物理性質(zhì)見表 11 [2] 北京理工大學珠海學院 2020屆本科生畢業(yè)設計 2 表 11 二甲醚的物理性質(zhì) 項目 數(shù)值 項目 數(shù)值 沸 點 ()/℃ 蒸氣壓 (20℃ )/MPa 熔點 /℃ 燃燒值 (氣壓 )/kJ*mol1 1455 閃點 (開杯法 ) /℃ 生成熱 (氣態(tài) )/ kJ*mol1 密度 (20℃ )/g*ml1 熔融熱 / kJ*mol1 臨界壓力 /MPa 蒸發(fā)熱 / kJ*mol1 臨界溫度 /℃ 臨界密度 / g*ml1 生成自由能 / kJ*mol1 25℃熵 /J/(mol*K) 自燃溫度 /℃ 350 蒸氣密度 /kg*m3 ~ (三 ) 二甲醚的用途 (1) 用作燃料 二甲醚可替代液化石油氣 (LPG)作為燃料。接觸熱、火星、火焰或氧化劑易燃燒爆炸。 關(guān)鍵詞 ：二甲醚 分離 三元體系 精餾 北京理工大學珠海學院 2020屆本科生畢業(yè)設計 II Annual output of 30,000 tons of dimethyl ether distillation section in the design of separation device ABSTRACT In recent years, DME has bee an alternative channel of international oil and new secondary energy and hot topics, That aroused national concern and attention. Preparation of dimethyl ether mainly methanol dehydration and Onestep synthesis. With the traditional methanol synthesis pared to synthesis of dimethyl ether, onestep synthesis of dimethyl ether process more rational economy, more petitive in the market and it is moving towards industrialization. Currently, synthesis gas to dimethyl ether is the latest technology Preparation of dimethyl ether. Compared with methanol dehydration, sys tem of direct synthesis of DME as the existence of unreacted synthesis gas and carbon dioxide finished. If it want to get high purity dimethyl ether, more plicated separation process. Developed mainly in the separation process such as chemical absorption and distillation unit operation in the process of dimethyl ether with higher purity product. This design aimed at separating the distillation process for process design, separation of dimethyl ether, methanol and water ternary system. Design of distillation towers used valve. Use the whole top of the tower condenser cooling device used to accurately control the reflux ratio. Bottom of the column of steam heating by steam to provide sufficient heat. Obtained by calculating the number of theoretical plates, tower efficiency, the actual plate number, feed location. The main tower in the plate design and calculation of process dimensions derived column diameter, the effective tower, sieve number. Checking through the sieve of fluid mechanics, to prove that the indicator data are in line with standards to ensure the smooth progress of distillation process and to improve efficiency as much as possible Keywords: DME separate ternary system distillation 北京理工大學珠海學院 2020屆本科生畢業(yè)設計 III 目 錄 摘要 ................................................. I ABSTRACT ............................................. II 1 緒論 ............................................... 1 概述 ................................................... 1 設計依據(jù) .............................................. 1