【正文】 ， 3/ms 由上表數(shù)據(jù)即可作出液沫夾帶線（ 2） 液相負荷下限線 對于平直堰，取堰上液層高度 owh = 作為最小液體負荷標準。S S SV b c L d L? ? ? ? 式中 39。3/23 ????????????? ?d 故 3/22s2 3 4 4 3 91 4 1 7 ss LV ??? 29 在操作范圍內(nèi)，任取幾個 SL 值，依上式計算出 SV 值，計算結(jié)果列于表 6 表 36 SL ， 3/ms SV ， 3/ms 由上表數(shù)據(jù)即可作出液泛線（ 5） 根據(jù)以上各線 方程，可作出篩板塔的負荷性能圖，如圖所示 圖 31 在負荷性能圖上，作出操作點 A，連接 OA，即作出操作線，由圖可看出，該篩板的操作上限為液泛控制，下限為液漏控制，由圖 31 查得 , ?SV , ?SV 故操作彈性為 in,m a x, ??SSVV 30 篩板塔設(shè)計計算結(jié)果 所設(shè)計篩板塔的主要結(jié)果匯總于表 37 表 37 序號 項目 數(shù)值 1 平均溫度mt ，℃ 2 平均壓力mP ， kPa 3 氣相流量sV ， ? ?3/ms 4 液相流量sL ， ? ?3/ms 5 實際塔板數(shù) 20 6 有效段高度 ,Zm 8 7 塔徑， m 8 板間距， m 9 溢流形式 單溢流 10 降液管形式 弓形 11 堰長， m 12 堰高， m 13 板上液層高度， m 14 堰上液層高度， m 15 降液管管底隙高度， m 15 安定區(qū)寬度， m 17 邊緣區(qū)寬度， m 18 開孔區(qū)面積， m 2 19 篩孔直徑， m 20 篩孔數(shù)目 4152 21 孔中心距， m 22 開孔率， % 23 空塔氣速， /ms 31 24 篩孔氣速， /ms 25 穩(wěn)定系數(shù) 26 每層塔板壓降， Pa 27 負荷上限 液泛控制 28 負荷下限 液漏控制 29 液沫夾帶 ,V kge kg??????液 氣 30 氣相負荷上限， 3/ms 31 氣相負荷下限， 3/ms 32 操作彈性 精餾塔接管尺寸計算 塔頂蒸氣出口管的直徑 Vd 操作壓力為常壓時，蒸氣導管中常用流速為 12到 20 m/s， 蒸氣管的直徑為 VsV uVd ?4? ，其中 Vd 塔頂蒸氣導管內(nèi)徑 m sV 塔頂蒸氣量 m3/s， 取 smuV /15? ， 則 mdV ???? 查附表 A3 取 8mm325?? 回流管的直徑 Rd 塔頂冷凝器械安裝在塔頂平臺時，回流液靠重力自流入塔內(nèi)，流速 Ru 可取~ m/s。 本設(shè)計采用篩板精餾塔設(shè)計完成任務，采用篩板精餾塔的原因主要是其具有結(jié)構(gòu)簡單，造價低，生產(chǎn)能力較大，氣體分撒均勻，傳質(zhì)效率較高等優(yōu)點，但也有篩孔易堵塞等缺點。在 對精餾塔進行了物料橫算、熱量衡算、塔體工藝尺寸計算、填料層壓降計算、液體分布器簡要設(shè)計、精餾塔接管尺寸計算以及液體分布器簡要設(shè)計以后得到了如下結(jié)果：原料液進料量為 ／ h，其組成為含甲醇 46﹪ ,水 54﹪﹙質(zhì)量分數(shù)﹚；塔頂出料量為 ／ h,得到含水量≦ 5％﹙質(zhì)量分數(shù)﹚的甲醇溶媒；塔底出料量為 ／ h,在塔底的廢水中甲醇含量≦ 3％﹙質(zhì)量分數(shù)﹚；精餾塔的理論板層數(shù)為 20 層，有效段高度為 8m，塔徑為 ,板間距為 ；氣相流量為 ／ s,液相流量 為 ／ s；溢流形式為單溢流，降液管形式為弓形；堰長為 ,堰高為 ；板上液層高度為 ；堰上液層高度為，降液管底隙高度為 ,安定區(qū)寬度為 ；邊緣區(qū)寬度為；開孔區(qū)面積為 ,篩孔直徑為 ，篩孔數(shù)目 4152，孔中心距為 ，開孔率為 ﹪；空塔氣速為 ／ s，篩孔氣速為 ／ s,溫度系數(shù)為 ，每層塔板壓降為 ；負荷上限受液泛控制，負荷下限受漏液控制，液相負荷下 限為 ／ s,液相負荷上限為 ／ s,操作彈性為 。 ???????b 4 3 9)0 1 1 ( 1 5 39。 39。 液泛 為防止塔內(nèi)發(fā)生液 泛，降液管內(nèi)液層高度 dH 應服從下式的關(guān)系，即 ? ?d T WH H h??? 甲醇 — 水物系屬一般物系，取 ?? ，則 ? ? 0 . 5 ( 0 . 4 0 0 . 0 5 3 5 ) 0 . 2 2 7TWH h m? ? ? ? ? 而 d p L dH h h h? ? ? 板上不設(shè)進口堰， dh 可由下式計算，即 muh d 0 0 1 )(1 5 )39。 50Wh mm? 。39。 l/h1 4 5 . 7 6 7 k m o=V=V39。對于二元混合物的分離，應采用連續(xù)精餾流程。經(jīng)過每層塔板后，凈的結(jié)果是氣相中易揮發(fā)組分的含量增高，液相中難揮發(fā)組分增濃。為此，應保證分散相的良好分散，兩相的適當湍動和最大可能地接近逆流流動，以期獲得大的傳質(zhì)面積、增大傳質(zhì)系數(shù)、提高傳質(zhì)推動力。其缺點 是處理易結(jié)焦、高粘度的物料時，閥片易與塔板粘結(jié)；在操作過程中有時會發(fā)生閥片脫落或卡死等現(xiàn)象，使塔板效率和操作彈性下降。其缺點是篩孔宜堵塞，不宜處理易結(jié)焦、粘度大的物料 【 15】 。 10 泡罩塔板的主要優(yōu)點是操作彈性較大，液氣比范圍大，不易堵塞，適于處理各種物料，操作穩(wěn)定可靠。這將大大節(jié)省生產(chǎn)中的動力消耗，以及降低經(jīng)常操作費用。此外，為了滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要，塔設(shè)備還得考慮下列各項傳質(zhì)效率。間歇精餾具有操作靈活，適應性強等優(yōu)點，適合于小規(guī)模、多品種或多組分物系的初步分離。傳統(tǒng)的設(shè)計中，整流過程多選用板式塔，而吸收過程多選用填料塔。篩板塔的優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，氣體壓降小，板上液面落差也較小，生產(chǎn)能力及板效率均較泡罩塔高。同時，各種新型高效塔板不斷問世。 7 進行精餾反應的塔設(shè)備的選擇 塔器是一種高徑比很大的設(shè)備，它可使汽液、氣液或液液兩相之間進行緊密接觸，達到相際間傳熱的目的，因此是化工、煉油生產(chǎn)中最重要的設(shè)備之一。 6 圖 21 將組成為 xF 的混合液升溫至泡點以上使其部分汽化，并將氣液分開，兩相的組成分別為 y1和 x1。必要時可選用若干個 R值，利用簡捷法求出對應理論板數(shù) N，作出 NR 曲線，從中找出適宜操作回流比 R,也可作出 R 對精餾操作費用的關(guān)系線，從中確定適宜回流比 R。 進料熱狀況的選擇： 精餾操 作有五種進料熱狀況，進料熱狀況不同，影響塔內(nèi)各層塔板的氣、液相負荷。另外，為保持塔的操作穩(wěn)定性，流程中除用泵直接送入塔原料外也可采用高位槽送料，以免受泵操作波動的影響。 為了滿足氫碳比例，如果原料氣中氫碳不平衡，當氫多碳少時（如以甲烷為原料），則在制造原料氣時，還要補碳，一般采用二氧化碳。未來甲醇生產(chǎn)裝置將具有一下特點：低投資成本為前提的大型、單列裝置；可靠性較高的先進技術(shù)；環(huán)境污染小的生產(chǎn)技術(shù)。高壓法為 BASF 最先實現(xiàn)工業(yè)合成的方法，但因其能耗大，加工復雜，材質(zhì)要求苛刻，產(chǎn)品中副產(chǎn)物多，今后將由 ICI低壓和中壓法及 Lurgi 低壓和中壓法取代 3 。甲醇在深加工后可作為一種新型清潔燃料，也加入汽油燃燒。木材在長時間加熱碳化過程中，產(chǎn)生可凝和不可凝的揮發(fā)性物質(zhì)，這種被稱為焦木酸的可凝性液體中含有甲醇、乙酸和焦油。主要應用于精細化工，塑料等領(lǐng)域，用來制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫酸二甲酯等多種有機產(chǎn)品，也是農(nóng)藥、醫(yī)藥的重要原料之一。為使廢甲醇溶媒重復利用，擬建立一套板式精餾塔，詳細介紹了各種精餾工藝，根據(jù)各個工藝的優(yōu)缺點和本設(shè)計的 需要，選擇了與設(shè)計需，要相適應的工藝和設(shè)備，并進行了計算。 參考文獻 ......................................... 錯誤 !未定義書簽。在化工生產(chǎn)中，甲醇可用于制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲胺等。 關(guān)鍵詞 ： 甲醇 化工原料 篩板塔 塔徑 精餾 II The Design of 30kt/a Methanol Distillation Process Abstract: As an extremely important anic chemical raw material, methanol is the basic product of carbon chemistry industry, occupying an important position in the national economy. In chemical production, the methanol can be used in the manufacture of formaldehyde, acetic acid, methyl chloride, and methylamine and so on. In all chemical products worldwide, Its production is Second only to the ethylene, propylene, benzene, Ranking fourth place. Besides, methanol is widely used in anic intermediates and also used as a solvent and industrial and civil fuel. This paper discusses the methanol distillation section. In antibiotic production process, methanol solvent is needed to wash the crystals. Washing and filtering produces waste methanol solvent which contains a small amount of the drug particles. In order to make the waste methanol solvent recycle, the paper establishes a set of plate distillation column. It introduces a variety of distillation process in detail. According to the advantages and disadvantages of the process and the design need, it chooses and designs the technology and equipment needed and calculates.. In methanol rectification, the choice is single tower atmospheric operation mode and sieve plate distillation column. The bottom of the tower is 8 meters high. The diameter of the column is meters. The design is of a good separation effect, simple process flow. And the design has less investment and a high practical value. Key words:methanol。因此如果能有一套分離效率高，所花成本又低的工藝設(shè)備來有效進行廢甲醇溶媒的甲醇分離是具有極為重要的經(jīng)濟意義的。這是生產(chǎn)甲醇的最古老的方法 ]1[ 。合成的化學反應式為： 2H2 + CO → CH3 OH。近年來由于世界各國環(huán)保意識 的加強 ,特別是美國國會于 1990年 11月 15日通過清潔空氣法修正案以后 ,甲醇的身價備增 ,全球甲醇的需求增長加快。這種精心研究的分離技術(shù)是精餾。連續(xù)精餾具有生產(chǎn)能力大，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點，工業(yè)生產(chǎn)中以連續(xù)精餾為主。塔頂分凝器對上升蒸汽有一定的增濃作用，若后續(xù)裝置使用氣態(tài)物料，則宜用分凝器。 加熱方式的選擇：蒸餾大多采用間接蒸汽加熱，設(shè)置再沸器。為了使廢液中的甲醇和水得到較好的分離，使廢甲醇溶媒重復利用，應對廢甲醇溶媒進行精餾。若將組成為 x1的液相繼續(xù)進行部分汽化，則可得到組成為 y2,的氣相和組成為 x2’ 的液相。錯流式上帶有降液管，在每層塔板上保持一定的液層厚度，氣體垂直穿過液層，但對整個塔來說，兩