【正文】 液固滴流流動(dòng)反應(yīng)系統(tǒng)，CO和H2在催化劑的作用下，在此系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)合成甲醇，該甲醇馬上被固態(tài)粉狀吸附劑所吸附，并滴流帶出反應(yīng)系統(tǒng)。 甲醇是極為重要的有機(jī)化工原料，在化工、醫(yī)藥、輕工、紡織及運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)都有廣泛的應(yīng)用，其衍生物產(chǎn)品發(fā)展前景廣闊。隨著C1化工的發(fā)展，由甲醇為原料合成乙二醇、乙醛和乙醇等工藝正日益受到重視。第2章生產(chǎn)工藝及主要設(shè)備計(jì)算工藝計(jì)算作為化工工藝設(shè)計(jì)，工藝管道，設(shè)備的選擇及生產(chǎn)管理，工藝條件選擇的主要依據(jù)，對(duì)平衡原料，產(chǎn)品質(zhì)量，選擇最佳工藝條件，確定操作控制指標(biāo)，合理利用生產(chǎn)的廢料，廢氣，廢熱都有重要作用。根椐表2表24，設(shè)出塔氣量為G出塔。 表211　甲醇生產(chǎn)物料平衡匯總表組分新鮮氣循環(huán)氣入塔氣出塔氣醇后氣流量組成流量組成流量組成流量組成流量組成Nm3(v)%Nm3(v)%Nm3(v)%Nm3(v)%Nm3(v)%COCO2H2N2ArCH4CH3OHC4H9OH(CH3)2OH2O微量/合計(jì)100100100100100甲醇合成塔分離器貯 罐冷 凝根椐計(jì)算結(jié)果，可畫出甲醇生產(chǎn)物流圖，如：圖21　甲醇生產(chǎn)物流圖 　　　　　　 　　　　　　 粗甲醇精餾的物料平衡計(jì)算 1. 預(yù)塔的物料平衡(1).進(jìn)料：。預(yù)后粗甲醇： kg/h常壓塔。入塔氣熱容見416。 表220 精餾段熱量平衡表帶入熱量：kJ/h帶出熱量：kJ/h加壓塔來(lái)的甲醇：采出熱量精甲醇：塔底供熱：內(nèi)回流：g內(nèi)(+)內(nèi)回流：g內(nèi)()總?cè)霟幔?總出熱：+所以：總?cè)霟?總出熱所以：+=+所以：g內(nèi)= kg/h5.常壓塔提餾段熱量平衡見表221。Xf==精甲醇中甲醇的摩爾分率Xd。 所以hp=hc+hL 對(duì)精餾段：hp=+= 對(duì)提餾段：hp=+=2渣塔 為防止淹塔，要求嚴(yán)格控制降流管中液層高度。L(min)=()3/2精餾段：Ln(min)=()3/2= m3/s提餾段：Lm(min)=()3/2= m3/s 常壓塔主要尺寸確定1.壁厚選用20尺鋼為塔體材料，由于是常溫常壓操作，取壁厚Sn=10 mm 2.封頭采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭，材料為20R鋼，壁厚與塔體相同，即：Sn=10 mmhi=1000=750 mm，h0=60 mm 3.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=2600 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。反應(yīng)氣流經(jīng)反應(yīng)管，放出的熱量通過(guò)管壁傳給沸騰水，使其汽化，轉(zhuǎn)變?yōu)橥瑴囟日羝? 首先，我要衷心感謝一直以來(lái)給予我無(wú)私幫助和關(guān)愛的老師們，特別是我的指導(dǎo)師公老師，班主任羅老師，專業(yè)課劉老師、楊老師、戚老師謝謝你們這四年以來(lái)對(duì)我的關(guān)心和照顧，從你們身上，我學(xué)會(huì)了如何學(xué)習(xí)，如何工作，如何做人。塔高=3000+(750+60)+35350+1200+350+3000+7007 =25510 mm 5.接管設(shè)計(jì) ⑴.塔頂甲醇蒸汽出口管由前面計(jì)算可知： kg/h，溫度75 ℃，則體積流量為：V=== m3/h蒸汽流速，取u=20 m/s則出口管面積S== m2所以：出口管徑d1== m即取d1=663 mm ⑵.回流液進(jìn)口管已知回流液溫度為40℃， kg/h查表知:40℃= kg/m3所以：其體積流量V== m3/h取液體流速u= m/s則回流液入口管徑d2==== mm即取d2=140 mm ⑶.塔底出料管因塔底含醇1%，可近似為水， MPa，105 ℃ kg/m3， m/s。 因?yàn)椴辉O(shè)進(jìn)口堰：精餾段：hd=()2=()2=提餾段：hd=()2=()2=C、板上液層高度：hL= m 所以Hd=hp+hL+hd精餾段：Hd=++= m提餾段：Hd=++=取= 選定HT= hw=則：（HT+hw）=（+）=所以Hd(HT+hw)即可防止淹塔。Xw== 2.處理能力F== = kmol/h精餾段物料量：D精=F= = kmol/h提餾段物料量：D提=F= = kmol/h 3.平均揮發(fā)度：查得124℃時(shí)，甲醇的飽和蒸汽壓P*CH3OH= Kpa水的飽和蒸汽壓P*H2O= Kpa105℃時(shí)，甲醇的飽和蒸汽壓P*CH3OH= Kpa 水的飽和蒸汽壓P*H2O= Kpa由=得：124℃時(shí)，124℃==105℃時(shí)，105℃==平均揮發(fā)度：=== 4.求最小理論塔板數(shù)Nm：因?yàn)椋篨d=，Xw=；Xd1= Xw1=；根椐芬斯克公式：Nm== = 5.求最小回流比各組分參數(shù)列表組分進(jìn)料組成Xi,F釜液組成Xi,Di水甲醇用恩德伍德公式計(jì)算：=Rm+1=1q因?yàn)椋簽槁饵c(diǎn)進(jìn)料所以：q=1=0=+用試差法求出：=，代入：=Rm+1=+故：Rm=操作回流比R===則== 6.求實(shí)際理論板數(shù)查吉利蘭圖得：=則：=所以： 7.計(jì)算板效率1. 求平均相對(duì)揮發(fā)度與平均粘度的積(、)塔頂塔底平均溫度為：(105+67)=86℃86℃時(shí)：= PaS = PaS則：= Xf+ (1Xf)=+()= PaS所以：== PaS2. 查板效率與關(guān)聯(lián)圖得：N=板效率：E=49*=所以實(shí)際板數(shù)為：= 塔內(nèi)件設(shè)計(jì) 1.溢流堰設(shè)計(jì)塔板上的堰是為了保持塔板上有一定的清液層高度，若過(guò)高則霧沫夾帶嚴(yán)重，過(guò)低氣液接觸時(shí)間短，都會(huì)降低板效。 常壓精餾塔計(jì)算條件：⑴.精甲醇質(zhì)量：精甲醇含醇：%(wt) 殘液含醇：1%(wt) ⑵.操作條件：塔頂壓力： Pa 塔底壓力： Pa 塔頂溫度：67 ℃ 塔底溫度：105 ℃ 回流液溫度：40 ℃ 進(jìn)料溫度：124 ℃ 1.精餾段 平均溫度：(124+67)= ℃ 平均壓力：[() ]= KPa 表222　精餾段物料流率物料質(zhì)量流量：kg/h分子量：kg/kmol摩爾流量：kmol/h內(nèi)回流32標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積：V0==操作狀況下的體積：V1==氣體負(fù)荷：Vn==氣體密度： == kg/ m3查《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》，℃時(shí)甲醇的密度=721 kg/m3液體負(fù)荷：Ln== 2.提餾段 平均溫度：(105+124)= ℃ 入料壓力：()= kPa 平均壓力：(+)= kPa 表223 提餾段內(nèi)回流量物料質(zhì)量流量：kg/h分子量：kg/kmol摩爾流量：kmol/h內(nèi)回流32標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積： == Nm3/h操作狀態(tài)下的體積：== Nm3/h所以：氣體負(fù)荷：Vm== m3/s氣體密度： ==查得進(jìn)料狀態(tài)甲醇溶液溫度124℃，%， t/m3。所以：Q入=+=+ = kJ出塔氣熱容除(CH3OH)見表417。A. 加壓塔。則消耗純NaOH： kg/h換成8%為：= kg/h ：據(jù)資料記載。所以： =% G醇后=G