【正文】 化劑載量V= 熱量衡算及附屬設(shè)備的選型計算（1）合成反應(yīng)熱的計算：查天大四版物理化學(xué)上冊附錄得，反應(yīng)放熱為:進(jìn)塔甲醇蒸汽的熱量：其中 ——汽化塔塔頂餾出液帶出熱量；——℃加熱到240℃所需熱量；——℃時甲醇的比熱容，單位kcal/(kg℃)，則交換熱量為換熱面積 查文獻(xiàn)選取換熱器規(guī)格為: Φ4001500，換熱面積F= m2（4）第一冷凝器的計算選型：熱流體進(jìn)口溫度170℃，出口溫度100℃；冷凝水的進(jìn)口溫度20℃，出口溫度為35℃。 二甲醚甲醇平衡時的t、x、y數(shù)據(jù)平衡溫度/℃4050607080液相DME x/mol %氣相DME y/mol %平衡溫度/℃90100110120液相DME x/mol %氣相DME y/mol %00 物料衡算已知：進(jìn)料， 二甲醚的摩爾流量為 ，甲醇的摩爾流量為 二甲醚的摩爾分率為，甲醇的摩爾分率為根據(jù)物料衡算方程解得 采用泡點進(jìn)料q=1，由汽液平衡數(shù)據(jù)，用內(nèi)插法求得進(jìn)料溫度為 ℃此溫度下， ； 物料衡算結(jié)果表物料流量（kmol/h）組成物料物流（kmol/h）進(jìn)料塔頂產(chǎn)品D塔底殘液W精餾段上升蒸汽提餾段上升蒸汽精餾段下降液體提餾段下降液體 熱量衡算（1）由汽液平衡數(shù)據(jù)，用內(nèi)插法可求塔頂溫度、塔底溫度、泡點溫度=℃ , =℃注：下標(biāo)1為DME,下標(biāo)2為甲醇。℃)=(kmol（8）再沸器（全塔范圍列衡算式）設(shè)再沸器損失能量 所以， 熱量衡算結(jié)果表進(jìn)料冷凝器塔頂餾出液塔底釜殘液再沸器平均比熱[kJ/(kmol℃)逆流： T ℃→℃ t 35℃ ← 25℃ ℃ 查文獻(xiàn)得規(guī)格：Φ8006000，換熱面積F=（2）再沸器℃的飽和水蒸氣加熱，=℃為再沸器液體入口溫度，用潛熱加熱可節(jié)省蒸汽量，從而減少熱量損失。代入式中求得，= 于是得圓整后：D=，空塔氣速u= m/s（2）提餾段塔徑計算已知： =，=，=，=500,L=，V= kg/h，A=。由于泡點進(jìn)料q=1，由汽液平衡數(shù)據(jù)用內(nèi)插法求得進(jìn)料液溫度 ℃此溫度下，甲醇的飽和蒸汽壓，水的飽和蒸汽壓 、x、y數(shù)據(jù)平衡溫度t/℃303540甲醇飽和蒸汽壓P/Kpa20水的飽和蒸汽壓/Kpa液相甲醇x/%100氣相甲醇y/%100平衡溫度t/℃455055甲醇飽和蒸汽壓P/Kpa水的飽和蒸汽壓/Kpa20液相甲醇x/%0氣相甲醇y/%0物料流量（kmol/h）組成物料流量（kmol/h）進(jìn)料塔頂產(chǎn)品D塔底殘液W精餾段上升蒸汽量提餾段上升蒸汽量精餾段下降液體量提餾段下降液體量 熱量衡算（1）由汽液平衡數(shù)據(jù)，用內(nèi)插法可求塔頂溫度、塔底溫度、泡點溫度=℃ =℃ =℃注：下標(biāo)1為甲醇,下標(biāo)2為水。K) （4）餾出液的焓 因為餾出口與回流口組成一樣，所以（5）冷凝器消耗 （6）進(jìn)料口的焓 溫度下：= kJ/(kmol℃)℃則換熱面積為查文獻(xiàn)規(guī)格：Φ2731500，換熱面積F=4 環(huán)境保護(hù)及三廢處理本設(shè)計采用較先進(jìn)的工藝技術(shù)，主要污染物主要來自于二甲醚合成塔、初餾塔、精餾塔、回收塔產(chǎn)生的廢氣、廢液及少量的廢渣(催化劑)。各類機泵應(yīng)優(yōu)先選用低噪聲電機并加消聲器，將主要噪聲源集中在隔音房內(nèi)。(1)一氧化碳一氧化碳為無色、無味、有毒、易爆氣體。甲醇自然溫度464℃，℃，易燃、易揮發(fā)、易爆。我深刻的感受到，我國的化工產(chǎn)業(yè)還不是十分發(fā)達(dá)，作為一名學(xué)習(xí)化工的大學(xué)生，我們有責(zé)任而且有義務(wù)學(xué)好專業(yè)知識，打牢基礎(chǔ)，為國家奉獻(xiàn)自己的一份力量。在這四年的學(xué)期中結(jié)識的各位生活和學(xué)習(xí)上的摯友讓我得到了人生最大的一筆財富，在此也對他們表示衷心感謝。希望該同學(xué)在以后的工作或?qū)W習(xí)中注意這些問題，爭取更大的提高和進(jìn)步。感謝這篇設(shè)計所涉及到的各位學(xué)者。在這次設(shè)計的過程中，通過查詢大量文獻(xiàn)，成功的完成了本次設(shè)計任務(wù)，本次設(shè)計使我受益非淺，讓我培養(yǎng)了我的實事求是、嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的態(tài)度，我相信對我以后的學(xué)習(xí)生活會有很大幫助。低于500ppm，吸入后引起頭痛、嘔吐、驚厥、痛性痙攣、怕光，甚至失明。全廠綠化系數(shù)不低于30%。本裝置廢渣可送當(dāng)?shù)靥盥駡鎏盥裉幚?；廢甲醇、二甲醚催化劑等送至回收廠家回收利用?！?逆流： T ℃→℃ t 30℃ ← 25℃ ℃ 查文獻(xiàn)規(guī)格：Φ10003000，換熱面積F=（2）再沸器選擇150℃的飽和水蒸氣加熱，=℃為再沸器液體入口溫度，用潛熱加熱可節(jié)省蒸汽量，從而減少熱量損失。K)溫度下： 塔頂 （2）塔頂以0℃為基準(zhǔn)，0℃時塔頂上升氣體的焓值為 （3）回流液的焓 =(kmol℃)℃則換熱面積為 查文獻(xiàn)選型：Φ2732000，換熱面積F= 回收塔及其附屬設(shè)備的計算選型回收塔的原料液來源于汽化塔、初餾塔、精餾塔的釜殘液，一同進(jìn)入回收塔進(jìn)行精餾回收甲醇，作為原料液回收循環(huán)利用，這無論是在經(jīng)濟(jì)上還是環(huán)保上都是需要的。（1）精餾段塔徑計算由氣速關(guān)聯(lián)式 式中——泛點空塔氣速，m/s；g——重力加速度，；——干填料因子，；、——氣相、液相密度，；——液相粘度，Cp；L、V——液相、氣相流量，kg/h；A——常數(shù)，；——填料空隙率；。 填料層高度的計算（1）精餾段： 查得壓降（2）提餾段：查得壓降全塔高度 附屬設(shè)備的選型計算（1）冷凝器 選用列管式冷凝器，逆流方式操作，冷卻水進(jìn)口溫度為25℃，出口溫度為35℃?！?= kJ/(kmolK)， kJ/(kmol℃)，則換熱面積為 查文獻(xiàn)得冷凝器的規(guī)格為Φ2732000，換熱面積F=： 初餾塔及其附屬設(shè)備的計算選型本塔設(shè)計為二甲醚、甲醇、水三組分的精餾計算，現(xiàn)做簡化設(shè)計，按二甲醚——甲醇兩組分精餾計算，因為水的沸點高于甲醇的沸點，可近似處理將水的流量并到甲醇中按二組分精餾計算設(shè)計初餾塔?！?。選取汽化塔的規(guī)格為：Ф2700/7001500,VN= 拉西環(huán)填料（4）填料層高度的計算精餾段： 查化工原理（天大修訂版下冊[10]）P191得 依經(jīng)驗數(shù)據(jù)取等板高度HETP=，則精餾段總壓降 提餾段： 查得 提餾段總壓降 全塔填料層總壓降 填料總高度 填料層高度和壓強降計算匯總表參數(shù)精餾段提餾段全塔壓降總壓降/Pa填料層高度/m751336211115 汽化塔附屬設(shè)備的選型計算（1）甲醇回流冷凝器選用管殼式冷凝器，被冷凝氣體走管間，以便于及時排出冷凝液，采用逆流換熱。精餾段操作線方程為 ,截距 連接與q線交于d點，連接與d點，得提餾段操作線，然后由平衡線與操作線可得精餾塔理論板數(shù)為30塊，提餾段4塊，精餾段26塊。常用的冷卻劑是水和空氣，應(yīng)因地制宜加以選用。本設(shè)計產(chǎn)品二甲醚可用作替代燃料或氣霧劑等化工原料，目前燃料級二甲醚尚未頒布國家標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計產(chǎn)品工藝指標(biāo)可參照表（）。本裝置設(shè)備臺數(shù)較少，設(shè)備制作充分立足于國內(nèi)現(xiàn)狀，所有設(shè)備均能在國內(nèi)制造而不需進(jìn)口，項目投資大為降低。為了開發(fā)操作簡單、成本低而又可連續(xù)生產(chǎn)DME的新方法，人們曾用合成氣直接制取二甲醚。其燃燒時火焰略帶亮光。本設(shè)計采用的甲醇原料濃度為90%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。目前，二甲醚發(fā)展的關(guān)鍵問題在于配套措施不完善、市場發(fā)展不成熟、二甲醚使用觀念有待更新。 總之，二甲醚特有的理化性能奠定了其在國際、國內(nèi)市場上的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)地位，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、日常生活等領(lǐng)域。由于其良好的水溶性、油溶性，使得其應(yīng)用范圍大大優(yōu)于丙烷、丁烷等石油化學(xué)品。目前生產(chǎn)的二甲醚基本上由甲醇脫水制得，即先合成甲醇，然后經(jīng)甲醇脫水制成二甲醚。分類號 編號煙 臺 大 學(xué)畢 業(yè) 論 文年產(chǎn)3萬噸二甲醚的初步工藝設(shè)計(三)Primary for the Manufacturing Process of Dimethl ether 30Kt/a（Ⅲ）申請學(xué)位： 工學(xué)學(xué)士 院 系： 化學(xué)化工學(xué)院 專 業(yè)： 化學(xué)工程與工藝 班 級： 化0813 學(xué)生姓名： 孫曉輝 學(xué) 號： 200821504329 指導(dǎo)老師： 李天文 孫烈剛 2012年06月05日煙臺大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院年產(chǎn)3萬噸二甲醚的初步工業(yè)設(shè)計（三）姓 名： 孫曉輝 導(dǎo) 師： 李天文 孫烈剛 2012年06月05日煙臺大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院煙臺大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書院（系）：化學(xué)化工學(xué)院姓名孫曉輝學(xué)號200821504329畢業(yè)屆別2012