【正文】 C甲醇= kJ/(kg*k)C混′= x* C甲醇+（1 x）*C水 =*+（）* = kJ/(kg*k)Q吸′= C混′*M混*△t混 =*10000*=*10 kJ/h℃、℃Q吸′=C蒸氣* q*△t 得q=t=℃K取1200W/(m*K)計(jì)算得：A= m取換熱管mm（固定管板式換熱器）查表得：換熱器管長(zhǎng)為3000mm、根數(shù)1面積A=換熱器型號(hào)為：BEM2732Ⅰ三、輔助設(shè)備的計(jì)算及選型（一）、管徑的選擇加料管的管徑管路的流量：F=10000 在進(jìn)口溫度與出口溫度范圍內(nèi)，料液的密度變化不大，℃時(shí) ，進(jìn)料密度為： Ρf =取管流速， = 圓整后，外徑55mm, 塔頂蒸汽管的管徑蒸汽用量： 取氣速， 圓整后，外徑 回流管管徑 回流管的摩爾流量為： 平均摩爾量： 該溫度下的密度： 取流速 圓整后，外徑D=100mm =5mm料液排出管徑 排液量 W=5153kg/h 取= m/s 圓整后，外徑100mm，（二）、泵的選型原料液進(jìn)入精餾塔時(shí)的泵的選型 加料板位置第23塊距地面高度為： =(1814)*+*4+= 考慮到流體阻力等其他因素影響，故可取H=10m 進(jìn)入精餾塔的料液流率為： 則離心泵得功率=*10** =故泵的型號(hào)為：2B16 功率為：塔頂液體回流所用泵的型號(hào)泵的揚(yáng)程最小為h==考慮其他因素的影響，可取揚(yáng)程H=12m Vf=求得功率=故泵的型號(hào)為：2B16 (三)、儲(chǔ)罐選擇 原料儲(chǔ)槽 原料的質(zhì)量流量：F=10000Kg/h 料液的各組分混和密度：= 體積流率： = 取一天的進(jìn)料量為儲(chǔ)罐的體積：V0=*24/= 圓整后：V0=360m3 ()塔底產(chǎn)品儲(chǔ)槽餾出液的質(zhì)量流量：W=5153kg/h170料液的各組分混和密度：產(chǎn)品流率：V =5153/= m3/h取一天的產(chǎn)量為儲(chǔ)罐的體積：/=24/=圓整后，V0=170m3 ()塔頂產(chǎn)品儲(chǔ)槽產(chǎn)品質(zhì)量流量D=塔頂料液密度為：產(chǎn)品流率：V =取一天的產(chǎn)量為儲(chǔ)罐的體積：=24/=，V0=190m3 四、費(fèi)用的計(jì)算（一）設(shè)備費(fèi)用的計(jì)算換熱器費(fèi)用的計(jì)算塔頂換熱器換熱管外徑25mm，取換熱管中心距S=32mm殼體內(nèi)徑=32*（71）+25+2*10 =237mm殼體厚度 取=,=110 Mpa，=，則 由C=C1+C2=+2= =+= 則鋼板名義厚度=5mm 換熱器管程所用鋼材體積V1=dL*n*1 計(jì)算得V1=*3000*10*164**10**10= 其質(zhì)量為m1=V1=7850kg/ m* m= 其費(fèi)用為F1=7500元/噸*= 換熱器殼程所用鋼材體積V2=dL* 計(jì)算得V2=*（237+5）*10*5*10*3000*10= 114m 其質(zhì)量為m2=V2=7850kg/ m* 114 m= 其費(fèi)用為F2=4580元/噸*=； +=；同理得：； ； ；。在熱泵工作時(shí)，來(lái)自蒸發(fā)器的工質(zhì)蒸汽被壓縮機(jī)所吸收，經(jīng)壓縮提高壓力和溫度后排入冷凝器，在冷凝器中蒸汽放出熱量而成為液體，冷凝后的高壓液體要經(jīng)過(guò)節(jié)流閥來(lái)降低溫度和壓力，然后進(jìn)入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器中的工質(zhì)在低溫下吸收熱量后又重新不變?yōu)檎羝?，如此的不斷循環(huán)，就可以將塔頂?shù)睦淠髦挟a(chǎn)品的冷凝熱用到塔釜中。由于塔釜的溫度高于100攝氏度，所以應(yīng)該選擇高溫?zé)岜?，在精餾塔的設(shè)計(jì)中選擇的是壓縮式熱泵壓縮式熱泵是以消耗機(jī)械能為代價(jià)而達(dá)到制熱目的的裝置。苯蒸氣經(jīng)過(guò)再沸器后再經(jīng)過(guò)減壓閥作用后降至塔頂溫度，一部分回流，其余的為塔頂產(chǎn)品，冷卻后輸入到儲(chǔ)液槽；塔底產(chǎn)品預(yù)熱進(jìn)料液后輸入儲(chǔ)液槽。 液沫夾帶,液沫夾帶量由下式計(jì)算，即kg液/kg氣故在本設(shè)計(jì)中液沫夾帶量在允許范圍Kg液/Kg氣 漏液對(duì)篩板塔，漏液點(diǎn)氣速可由下式計(jì)算，即 =實(shí)際空速=穩(wěn)定系數(shù)為 K=/=故在本設(shè)計(jì)中無(wú)明顯漏液。為減少液沫夾帶，Hf要比HT大，常取Hf＝～1. 4m。設(shè)計(jì)時(shí)定為每7塊板開(kāi)一孔，則：孔數(shù)S=實(shí)際塔板/7=28/7≈4在進(jìn)料板上方開(kāi)一人孔，實(shí)際塔高可按公式計(jì)算：H=Hd+(N11S)*HT+Hb+Hf+S*HT’H=(NT11S)*+*S+++=（28114）*+*4+++=式中：H——塔高(不包括上封頭和裙座高)，m；Hd一塔頂空間高，mHb——塔底空間高，mHT——板間距，mN——實(shí)際塔板效(不包括加熱釜)；Hf——進(jìn)料孔處板間距，m。s lgμlfm= + =*+*μlfm=則再沸器所需要的熱負(fù)荷：Q=M甲苯*V’*r+M甲苯* V’*Cp* ()= **+***()=*106 KJ，由Q=Cp苯*M苯*D*（）通過(guò)內(nèi)差法可得出Cp=,可計(jì)算出T2=+=，假設(shè)經(jīng)過(guò)冷凝器后所得產(chǎn)的溫度為40攝氏度,=，由Q’=Cp苯*M苯*D*（）=***=對(duì)于冷凝器，設(shè)水溫又25攝氏度升為35攝氏度，設(shè)K=120熱流體T/0C 冷流體T/0C 2535有Q’==120*A* 計(jì)算得A=有熱泵提供的熱量Q1=Cp苯*M苯*D*(T1T2)T1=T2+=對(duì)于塔頂?shù)纳戏綗釗Q器。 （詳見(jiàn)附錄一 ~ Rmin下的理論塔板數(shù)的求?。儆烧n本查得甲醇—水體系的相對(duì)揮發(fā)度α=（詳見(jiàn)《化學(xué)工程基礎(chǔ) 》主編 林愛(ài)光 清華大學(xué)出版社 141頁(yè)）圖42 氣液平衡曲線②求最小回流比及最佳回流比的確定采用泡點(diǎn)進(jìn)料x(chóng)q=xf= yq=α*x/(1+(α1)* xq求得 yq=故最小回流比為 Rmin===當(dāng)R==（詳見(jiàn)附錄二 最佳回流比的確定 ） ③塔頂產(chǎn)品產(chǎn)量、釜?dú)堃毫考凹訜嵴羝康挠?jì)算 L=RD= *= V=(R+1)D=(+1)*= L’=L+F=+= kmol/h V’=V= kmol/h ④求操作線方程 精餾段操作線方程 y=x+Xd=()*x+()*=+ 提餾段操作線方程為 y=xxw=（）*x()*= ⑤計(jì)算法求理論塔板數(shù) 總理論板層數(shù) Nt=14（包括再沸器） 進(jìn)料板位置 Nf=6 實(shí)際板層數(shù)的求取 精餾段實(shí)際板層數(shù) N精 =5/=≈10 提餾段實(shí)際層數(shù) N提 =9/=≈18 熱量衡算本設(shè)計(jì)采用壓縮式熱泵回收塔頂蒸汽熱量，用于塔底釜液的再沸用熱。這樣在設(shè)計(jì)費(fèi)用上可節(jié)省許多。原料預(yù)熱器精 餾 塔熱泵貯槽熱換器貯槽再沸器殘液貯槽工藝流程圖、工藝流程簡(jiǎn)介 連續(xù)精餾裝置主要包括精餾塔，蒸餾釜（或再沸器），冷凝器，冷卻器，原料預(yù)熱器及貯槽等．原料液經(jīng)原料預(yù)熱器加熱至規(guī)定溫度后，由塔中部加入塔內(nèi)．蒸餾釜（或再沸器）的溶液受熱后部分汽化，產(chǎn)生的蒸汽自塔底經(jīng)過(guò)各層塔上升，與板上回流液充分逆流接觸并進(jìn)行多次熱量和質(zhì)量的交換，從而利用溢流液把上升的蒸汽逐步冷凝下來(lái)，使重組分在液相中濃縮，同時(shí)使上升蒸汽中易揮發(fā)組分的含量逐漸提高繼而在塔頂?shù)玫捷^純的輕組分，至塔頂引出后進(jìn)入冷凝器中冷凝成液體，冷凝的液體一部分作為塔頂產(chǎn)品，另一部分由塔頂引入塔內(nèi)作為回流液，蒸餾釜中排出的液體為塔底的產(chǎn)品．2. 塔型選擇