【正文】 5%Q 入 所以 :Q 出 ＝ ＋ ＋ ＋ ＋ 5%Q 入 ＝ +5%Q 入 (1)加熱蒸汽消耗量 在甲醇的三塔雙效流程中 ， 預(yù)后甲醇入加壓塔 ， 此塔塔頂出汽不經(jīng)塔頂冷凝器 ， 而是直接入常壓塔底部作為其再沸器的熱源， 常壓塔的再沸器熱量由加壓塔的塔頂氣提供，不需要外加熱源。塔底含醇 1%，可近似為純水。s ? ? ?? LTE ?? (36) 由 (36)得：板效率 ET=， 則實(shí)際板數(shù)為 N=? 33 塊 。又得 116℃時(shí)，甲醇表面張力為 ?105 N/cm；水的表面張力 ?105 N/cm。 (2)裙座 以 Q235A 鋼為裙座材料，壁厚為 10 mm，內(nèi)徑等于塔內(nèi)徑 D=1400 mm，高度為 3m，裙座與簡(jiǎn)體的連接采用對(duì)焊不校核強(qiáng)度。s， 3 6 0 00 0 3 ???wLL，查圖得 E=。 vFU ?00? （ 4﹣ 5） 004 UdVn ?? （ 4﹣ 6） U0閥孔氣速， m/s n每層浮閥數(shù)目 ①精餾段 由 （ 45） 得： ??Um/s 由 （ 46） 得： 2 ?????n ②提餾段 由 （ 45） 得： ??Um/s 由 （ 46） 得： 2 ?????n ③由 于浮閥孔實(shí)際排列的個(gè)數(shù)不等于理論計(jì)算的個(gè)數(shù)，因此需重新核算孔速及閥孔動(dòng)能因數(shù)，排得閥數(shù)為 150 個(gè)，按 n=150 個(gè)重新?lián)Q算 F， 計(jì)算結(jié)果如下： 精餾段： U0=V/=??150=， ??? vUF ? 提餾段 ： U0=V/=??150=， ??? vUF ? 由上述計(jì)算可知 閥孔動(dòng)能因數(shù)變化不大，仍在 812 之間，所以 N=150 適宜。 所以 Hd? ? (HT+hw)，降液管不會(huì)發(fā)生液泛。 (2)液泛線 液管液泛時(shí)，取得極值，即 Hd=? (HT+hw)=(+)= =? (HT+hw） =Hd=hw+how+hc++how+hd (415) 有 32 00 ??????? how LEh， 2 5 ?????? ?? Lhd 精餾段：guhc ???? 7212 20， 提餾段：guhc ?? ?? 20 將上述式子代 入（ 415）得 ： 精餾段 ： 2204323 ????? ?? LuEL 提餾段 ： 2204323 ????? ?? LuEL 由對(duì)應(yīng)的 L 和 V 數(shù)據(jù)可作出降液管液泛線。 (2)貯罐 系統(tǒng)中原料罐、回流罐以及產(chǎn)品罐及不合格產(chǎn)品罐應(yīng)給定容積量。 則出口管徑 ： 3 ???? ??dm (4)進(jìn)料管 進(jìn)料狀態(tài)為 124℃ ， ，甲醇 ，水 ，查得此狀態(tài)下水的密度為 ，而醇的比重為 ，所以甲醇的密度為： ? ＝ ?＝ kg/m3，進(jìn)料管流速取為 u= m/s。查表知 ： 40℃ 甲醇液體密度為 kg/m3，則體積流量 V=7650/=， 取液體流速 u=。選擇 下的蒸汽為熱源，溫度為 130℃ ，Q=2825KW，選取傳熱系數(shù) K=500W/m2﹒ K。 塔板負(fù)荷性能 (1)霧沫夾帶線 已知泛點(diǎn)率 = %0???bFvlvLACKVLZ ?? ?，對(duì)于一定的物系和一定的塔板? v， ? l， Ab， K0，CF， ZL 均已知，相對(duì)于 ev 的泛點(diǎn)率上限可確定，得 VL 關(guān)系式，按泛點(diǎn)率為 80%計(jì)算。 綜上，由 （ 41）得 ： 精餾段 ： Hp =+= 水柱 ； 提餾段 ： Hp =+= 水柱 降液管液泛校核 為防止淹塔，要求嚴(yán)格控制降液管中液層高度，即 Hd? ? (HT+hw) Hd=hp+hL+hd （ 410） hd 液體通過(guò)降液管的壓頭損失； m ① 氣體通過(guò)塔板的壓降相當(dāng)?shù)囊航蹈叨?hp 精餾段 hp= 水柱 ，提餾段 hp= 水柱 ②液體通過(guò)降 液管的壓頭損失 hd 精餾段： 5220 0 0 3 5 5 ????????? ???????????? 水柱hL Lhwd 提餾段： 4220 0 0 3 1 5 5 ????????? ???????????? 水柱hL Lhwd ③板上液層高度 ， hL= m。 oUL LH w 39。 堰長(zhǎng)取 Lw==?= 堰高 hw hw=hchow （ 4﹣ 1） 堰上液層高度 how 321 0 0 ????????? whow LLEh （ 4﹣2） 溢流強(qiáng)度 i大小一般在 525 i=L/Lw （ 4﹣ 3） 液流收縮系數(shù) E 可由 L/ 查圖得。 則體積流量為： 2 3 6 5 4 2060 7 6 ???V m3 釜液高度： 222 ??????? D VH ?m ③釜液上 方氣液分離空間高度 H3 釜液上方氣液分離空間高度 H3 取 。所 以平均表面張 ? =??105+??105=?105 N/cm。s，OHCH3?=?103 Pa計(jì)算如下： Q 入 ＝ Q 產(chǎn)品精甲醇 +Q 回流液 =+ =10866455kJ/h， Q 出 = Q 精甲醇 (液 )+Q 回流液 =1250?40?+820xx0=954080kJ/h， Q 傳 =10866455?(15%)954080=， 則冷卻水的用量 2 3 7 6 51 8 3 6 9 0 5 2 ??? ）（水Gkg/h。 （ 1）進(jìn)料量 :進(jìn)料量為加壓塔塔底總出料量 kg/h （ 2）出料量 :塔頂甲醇 =1/399%=1250 kg/h 塔底甲醇 =()1%= kg/h 表 加壓塔與常壓塔物料平衡匯總 (kg/h) （ 3） 常壓塔回流量 取 R=，則回流量為 1250=7650 kg/h。 (8)常壓塔塔頂壓力的控制 常壓塔塔頂壓力受兩塔采出比例和常壓塔冷凝冷卻器循環(huán)水量 (常壓塔回流溫度 ) 的影響。預(yù)塔冷凝器的回流溫度控制在 48～ 50℃ 。 (2)預(yù)塔補(bǔ)水的操作 預(yù)塔補(bǔ)水是穩(wěn)定和提高精甲醇水溶性及穩(wěn)定性的一項(xiàng)重要操作手段。 加壓精餾系統(tǒng) 預(yù)精餾塔出來(lái)的預(yù)后甲醇，經(jīng)加壓精餾塔給料泵加壓后，進(jìn)入加壓精餾塔的管程，被殼程介質(zhì)加熱到泡點(diǎn)后進(jìn)入加壓精餾塔的下部，塔頂出來(lái)的甲醇蒸汽進(jìn)入常壓塔的再沸器管程為其提供熱量，被管程的介質(zhì)冷凝后進(jìn)入加壓精餾塔回流槽，回流槽中出來(lái)的冷凝液甲醇 ，部分經(jīng)加壓精餾塔回流泵加壓后進(jìn)入加壓精餾塔頂作回流液，其余的甲醇液進(jìn)入加壓精餾塔精甲醇冷卻器，被管程的循環(huán)冷卻水冷卻后，去精甲醇儲(chǔ)罐。 (5)操作方面： 6 雙塔精餾具有流程簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定的特點(diǎn)，在操作上較三塔精餾要方便簡(jiǎn)單。如作為特殊需要，則再經(jīng)過(guò)常壓精餾塔的進(jìn)一步提純。 5 甲醇的三塔雙效流程中 ， 預(yù)后甲醇入加壓塔 ， 此塔塔頂出汽不經(jīng)塔頂冷凝器 ， 而是直接入常壓塔底部作為其再沸器的熱源， 這樣既節(jié)省加熱蒸汽，還節(jié)省冷卻水，達(dá)到節(jié)能的目的 [13]。在預(yù)塔中脫除輕餾分，主要是二甲醚。我國(guó)的精餾技術(shù)也在逐年改進(jìn) ， 產(chǎn)品甲醇的質(zhì)量不斷提高 [9]。雖然目前世界甲醇市場(chǎng)已供大于求，而且新建裝置還將繼續(xù)建成投產(chǎn)，但是根據(jù)專家對(duì)汽車代用能源的預(yù)測(cè)，甲醇是必不可少的替代品之一；另外，甲醇下游產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)也會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)甲醇工業(yè)的發(fā)展。 甲醇是較好的人工合成蛋白的原料，蛋白轉(zhuǎn)化率較高、發(fā)酵速度快、無(wú)毒性、價(jià)格便宜。一般情況下 ， 甲醇中所含輕餾分雜質(zhì)主要有二甲謎、乙醛、丙酮等 ， 約占粗甲醇重量的 1%； 重餾分主要有水、異丁醇、異丁醚等約占粗甲醇重量的 4～5%[5]。 課題的方法 (1)通過(guò)化工原理相關(guān)知識(shí)和國(guó)內(nèi)外參考文獻(xiàn) 對(duì)甲 醇三塔精餾工段進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出合理的工藝流程，并選擇合適的工藝操作參數(shù)，對(duì)整個(gè)流程進(jìn)行物料衡算和能量衡算； (2)進(jìn)行塔高、塔徑、塔板數(shù)及其內(nèi)件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算以及校核，設(shè)計(jì)出一個(gè)可行的常壓精餾塔。 2 第 1章 文獻(xiàn)綜述 研究背景 課題的提出 甲醇精餾是甲醇生產(chǎn)裝置的最后一道工序，其能耗約占甲醇生產(chǎn)總能耗 20%左右。 近年來(lái)甲醇生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展很快，其中節(jié)能降耗和如何提高產(chǎn)品質(zhì)量是被關(guān)注較多的兩個(gè)方面，應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)和高效的精餾裝置對(duì)提高裝置的經(jīng)濟(jì)性，降低甲醇成本和節(jié)能降耗有著重要的作用 [2]。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書(shū)寫(xiě)，不準(zhǔn)用徒手畫(huà) 3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁(yè)以上的雙面打印 4）圖表應(yīng)繪制于無(wú)格子的頁(yè)面上 5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔 1）設(shè)計(jì) （論文） 2）附件：按照任務(wù)書(shū)、開(kāi)題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂 3）其它 目 錄 摘要 ................................................ Ⅰ Abstract .............................................. Ⅱ 引 言 ............................................... 1 第 1 章 文獻(xiàn)綜述 ....................................... 2 研究背景 ..................................................... 2 課題的提出 ................................................. 2 課題的內(nèi)容 ................................................. 2 課題的方法 ................................................. 2 課題的目的 ................................................. 2 甲醇的簡(jiǎn)介 ................................................... 2 甲醇的性質(zhì) ................................................. 2 甲醇的用途及其發(fā)展 ......................................... 3 甲醇精餾工藝主要精餾工藝 ..................................... 4 甲醇精餾工藝發(fā)展 ........................................... 4 甲醇主要精餾工藝的介紹 ..................................... 4 雙塔與三塔精餾技術(shù)比較 ..................................... 5 甲醇三塔工藝流程介紹 ......................................... 6 預(yù)精餾系統(tǒng) ................................................. 6 加壓精餾系統(tǒng) ............................................... 6 常壓精餾系統(tǒng) ............................................... 6 甲醇三塔精餾工藝流程操作控制 ................................. 7 第 2 章 甲醇精餾工段物料及熱量橫算 ...................... 9 甲醇三塔精餾工藝物料衡算 ..................................... 9 預(yù)塔物料衡算 ............................................... 9 加壓塔物料衡算 .............