【正文】 組分忽略不計 （ 1）氣體冷凝放熱 Q冷凝 =G 根椐表 417 數(shù)氫計算得出塔各組分及冷凝放熱量如表 217 （ 2）進冷器氣體總熱量 Q入冷凝器 =Q出塔 = T 出塔 = kg/h （ 210） 式中 GF— 進冷凝器各組分摩爾流量， Kmol/h； CP— 各氣體組分比熱容， kJ（ kmol 表 218 冷凝器出口各氣體組分的顯熱 組分 CO CO2 H2 N2 比熱容， J（ kmol C） 因冷凝器氣體出口溫度 38。C） 則冷凝器熱平衡如表 220 表 220 冷凝熱平衡表 帶入熱量， kJ/h 帶出熱量， kJ/h 氣體顯熱 冷凝熱 合計 氣體顯熱 液體帶熱 冷卻水帶熱 合計 2871 （ 5）冷凝器用水量 已知：冷凝器冷卻水溫度為 32。 其中：塔底出料 ； 初餾物采出 。 表 225 粗甲醇中主要組分的物理常數(shù) 名 稱 組 分 汽 甲醇 化 熱， 甲醇 kl/kg 二甲醚 水 乙醇 焓 ,kl/kg 二甲醚 狀態(tài)與條件 物理常數(shù) 60℃ 65℃ — 105 Pa 78℃ — 續(xù)表 225 粗甲醇中主要組分的物理常數(shù) 名 稱 組 分 液 辛烷 體 比 甲醇 熱 容， 二甲醚 kl/（ kg℃ ） 乙醇 辛烷 水 狀態(tài)與條件 物理常數(shù) — — — 78℃ 70℃ — 在粗甲醇所含高級醇中乙醇含量高，故在此以乙醇代表雜醇。 目前，精餾塔的設(shè)計方法以嚴(yán)格計算為主，也有一些簡化的模型，但是嚴(yán)格計算法對于連續(xù)精餾塔是最常采用的，我們此次所做的計算也采用嚴(yán)格計算法。 原料液的摩爾組成： 同理可求得： 原料液的平均摩爾質(zhì)量： 同理可求 45℃ 下，原料液中 由此可查得原料液，塔頂和塔底混合物的沸點，以上計算結(jié)果見表 32。 取無效邊緣區(qū)寬度 ，破沫區(qū)寬度 ， 查得 弓形溢流管寬度 弓形降液管面積 驗算： 液體在精餾段降液管內(nèi)的停留時間 液體在精餾段降液管內(nèi)的停留時間 弓形降液管 堰高 采用平直堰，堰高 取 ，則 降液管底隙高度 h0 若取精餾段取 ，提餾段取為 ，那么液體通過降液管底隙時的流速為 精 餾段： 提餾段： 的一般經(jīng)驗數(shù)值為 進口堰高和受液盤 本設(shè)計不設(shè)置進口堰高和受液盤 浮閥數(shù)目及排列 采用 F1 型重閥，重量為 33g，孔徑為 39mm。由圖可讀得： 所以，塔的操作彈性為 有關(guān)該浮閥塔的工藝設(shè)計計算結(jié)果匯總于表 7 表 37 浮閥塔工藝設(shè)計計算結(jié)果 項目 數(shù)值與說明 備注 塔徑 板間距 塔板型式 單溢流弓形降液管 分塊式塔板 空塔氣速 溢流堰長度 溢流堰高度 板上液層高度 降 液管底隙高度 浮閥數(shù) 個 89 等腰三角形叉排 閥孔氣速 閥孔動能因數(shù) 5 臨界閥孔氣速 孔心距 同一橫排的孔心距 排間距 相臨二橫排的中心線距離 單板壓降 液體在降液管內(nèi)的停留時間 精餾段 提餾段 降液管內(nèi)的清液高度 泛點率， % 氣相負荷上限 霧沫 夾帶控制 氣相負荷下限 漏夜控制 開孔率， % 操作彈性 第 節(jié) 各接管尺寸的確定 進料管 進料體積流量 取適宜的輸送速度 ，故 經(jīng)圓整選取熱軋無縫鋼管 (YB23164)，規(guī)格： 實際管內(nèi)流速： 釜殘液出料管 釜殘液的體積流量： 取適宜的輸送速度 ，則 經(jīng)圓整選取熱軋無縫鋼管 (YB23164)，規(guī)格： 實際管內(nèi)流速： 第 節(jié) 回流液管 回流液體積流量 利用液體的重力進行回流，取適 宜的回流速度 ，那么 經(jīng)圓整選取熱軋無縫鋼管 (YB23164)，規(guī)格： 實際管內(nèi)流速： 第 節(jié) 塔頂上升蒸汽管 塔頂上升蒸汽的體積流量： 取適宜速度 ，那么 經(jīng)圓整選取熱軋無縫鋼管 (YB23164)，規(guī)格： 實際管內(nèi)流速： 第 節(jié) 水蒸汽進口管 通入塔的水蒸氣體積流量： 取適宜速度 ，那么 經(jīng)圓整選取熱軋無縫鋼管 (YB23164)，規(guī)格： 實際管內(nèi)流速： 第四章 輔助設(shè)備的計算及選型 化工設(shè)備是組成化工裝置的基本單元，也是工程設(shè)計的基礎(chǔ)。 根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)規(guī)定的氣液負荷，可知操作點 P(， )在正常的操作范圍內(nèi)。有以上的計算結(jié)果可以知道： 汽塔的平均蒸汽流量： 汽塔的平均液相流量： 汽塔的汽相平均密度： 汽塔的液相平均密度： 塔徑可以由下面的公式給出： 由于適宜的空塔氣速 ，因此，需先計算出最大允許氣速 。為此，我們擬采用塔釜殘液對原料液進行加熱。 表 234 主塔精餾段熱量平衡計算表 帶入熱量， kl/h 帶出熱量， kl/h 預(yù)后甲醇 塔底供熱 內(nèi)回流 總?cè)霟? + 采出精甲醇 內(nèi)回流 總出熱 （ + ） + 按精餾段 ， + ＝ + ＝ kg/h 精餾段總帶入熱量 ＝ + ＝ kl/h （ 3）主塔提餾段熱量平衡計算 設(shè)提餾段內(nèi)回流為 （ kl/h），則根據(jù)全塔熱平衡列出提餾段計算表 235。 溫度 預(yù)塔入料 70℃ ； 主塔入料 84℃ ； 預(yù)塔塔底 78℃ ； 主塔塔底 110℃ ； 初餾物采出 64℃ ； 冷凝水 65℃ ； 預(yù)塔回流 64℃ ； 主塔回流 65℃ ； 預(yù)塔塔頂 70℃ 。 表 222 預(yù)塔進料量及組成 ① 物料量， kg/h 甲醇 水 NaOH 低沸物 高沸物 油溶物 小計 粗甲醇 堿液 冷凝液 初餾物 合計 — — 20 — — — — — — — — — — — — — ㈡出料 ⑴ 塔底甲醇 粗甲醇含醇 初餾物含醇 合計 ⑵ 塔底水 粗甲醇含水 堿液（包括 NaOH） 初餾物含水 20 kg/h 預(yù)塔加水 合計 ⑶ 塔底乙醇及高沸點組分 。 C) — 流量，㎏ /h 熱量， kJ（ h C） — 氣量 Nm3/h Kmol/h 熱量， kJ（ kmol C。 表 216 粗甲醇中各組分的物理常數(shù) 組分 CH3OH （ CH3） 2O C4H9OH C8H18 H2O 氣化熱， kJ/h 液體比熱容， kJ（ h 。 C) 續(xù)表 212 甲醇合成塔入塔各組分的比熱容和熱量 組分 CH4 Ar CH3OH 合計 比熱容 kJ（ kmol C Q 損失 — 合成塔熱損失， kJ/h 又： （ 28） 式中 G— 入塔氣體各組分流量， Nm3/h。低耗的重要手段落。 C, H2 和 N2 在水中溶解度為 Nm3/t和 Nm3/t 水 已知水洗塔的氣水比為 10，則每小時洗滌用水量為 Nm3/h。 C 時，氫氨混合氣中氨的平衡濃度為 %，則貯罐氣中氨損失（ G 氨損）為 = Nm3/h G氨損 =36。 計算年產(chǎn) 400kt，醇氨比 40%。殼程 :100 ? 表 12 主要泵參數(shù)表 ? 泵名稱 流量 /(m3/h) 揚程 /m 人口壓力 /Mpa 使用溫度 /℃ 粗醇泵 30 50 常壓 40 脫醚塔回流泵 30 50 80 加壓塔進料泵 30 100 常壓 78 加壓塔回流泵 30 60 122 常壓塔回流泵 30 64 62 殘液泵 10 50 109 膨脹節(jié)材料的選用 加壓塔再沸器和常壓塔再沸器的氣體出口管均是高溫甲醇蒸氣，加壓塔再沸器 出口管道甲醇氣體溫度為 1500C，壓力為 ，常壓塔再沸器出口管道甲醇氣體溫度為 1150C，壓力為 MPa，兩根管道需要加膨脹節(jié)來克服管道的熱脹冷縮。殼程 :180 常壓塔再沸器 DN1600x4781 管程 :。 ? 常壓精餾塔壓力由 PV15530A 和 PV15530B 分程調(diào)節(jié)。 各精餾塔再沸器熱源為 低壓蒸汽，蒸汽冷凝液去粗甲醇預(yù)熱器作熱源，然后去除鹽水站。堿液由堿液泵加壓后補入粗甲醇，以中和粗甲醇中的有機酸，控制預(yù)蒸餾塔塔底甲醇溶液的 PH 值在 8 左右。入塔熱量包括進料及回流的流量與溫度、再沸器蒸汽流量，而出塔熱量則包括塔頂、塔底出料的溫度、流量、汽化熱以及熱損失等。在塔的加料口位置以下下降液體中的輕組份被蒸出，重組份被提濃，故稱之為提餾段。本設(shè)計說明書首先概述了甲醇的性質(zhì)和發(fā)展歷史，并介紹了我國甲醇工業(yè)的發(fā)展；對合成和精餾工段進行了物料和熱量的工藝計算；對甲醇精餾塔做了詳細的設(shè)計計算，最后對水冷排和預(yù)塔進料泵做了設(shè)計計算?；ち黧w流動與傳熱。 (2) 進行工藝計算和設(shè)備選型能力的訓(xùn)練。 4．進度安排 設(shè)計（論文）各階段名稱 起 止 日 期 1 收集有關(guān)資料 20200128~20200211 2 熟悉資料，確定方案 20200212~20200226 3 論文寫作 20200227~20200319 4 繪制設(shè)計圖紙 20200320~20200403 5 準(zhǔn)備答辯 2020410 目錄 摘要 ...................................................1 第 1 章 甲醇精餾的工藝原理 2 第 節(jié) 基本概念 2 第 節(jié) 甲醇精餾工藝 3 甲醇精餾工藝原理 3 主要設(shè)備和泵參數(shù) 3 膨脹節(jié)材料的選用 6 第 2 章 甲醇生 產(chǎn)的工藝計算 7 第 節(jié) 甲醇生產(chǎn)的物料平衡計算 7 第 節(jié) 生產(chǎn)甲醇所需原料氣量 9 生產(chǎn)甲醇所需原料氣量 9 第 節(jié) 聯(lián)醇生產(chǎn)的熱量平衡計算 15 甲醇合成塔的熱平衡計算 15 甲醇水冷器的熱量平衡計算 18 第 節(jié) 粗甲醇精餾物料及熱量計算 21 預(yù)塔和主塔的物料平衡計算 21 預(yù)塔和主塔的熱平衡計算 25 第 3 章 精餾塔的設(shè)計計算 33 第 節(jié) 精餾塔設(shè)計的依據(jù)及任務(wù) 33 設(shè)計的依據(jù)及來源 33 設(shè)計任 務(wù)及要求 33 第 節(jié) 計算過程 34 塔型選擇 34 操作條件的確定 34 操作壓力 34 進料狀態(tài) 35 加熱方式 35 熱能利用 35 第 節(jié) 有關(guān)的工藝計算 36 最小回流比及操作回流比的確定 36 塔頂產(chǎn)品產(chǎn)量、釜殘液量及加熱蒸汽量的計算 37 全凝器冷凝介質(zhì)的消耗量 37 熱能利用 38 理論塔板層數(shù)的確定 38