【正文】 壓降ΔP=P/2=（﹢）/2= MPa（絕壓）通過比較，管程壓降與殼程壓降亦在合理范圍。NB=9000/250－1=59(塊)殼程流體進(jìn)出口接管：取接管內(nèi)甲醇流速為u=, q=,則接管內(nèi)徑為===取標(biāo)準(zhǔn)管徑為150mm管程流體進(jìn)出口接管：取接管內(nèi)水流速為u=, q=253532/994/3600=。℃/W = m2 連續(xù)精餾塔做全塔物料衡算，并以單位時(shí)間為基準(zhǔn)，即總物料 易揮發(fā)組分 式中 F—原料液流量，kmol/h；D—塔頂產(chǎn)品（餾出液）流量，kmol/h；W—塔底產(chǎn)品（釜?dú)堃海┝髁?，kmol/h；—原料液中易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)；—餾出液中易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)；—釜?dú)堃褐幸讚]發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)。在預(yù)塔加入萃取水可提高醛、酮類物質(zhì)的相對揮發(fā)度，從而使其從塔頂采出。在堿存在下，酯發(fā)生皂化反應(yīng)，生成羧酸鹽：RCOOR’+NaOH → RCOONa + R’OH羧酸鈉溶于水，易于分離。 預(yù)精餾塔的作用預(yù)塔精餾的主要作用是脫除粗甲醇中的低沸點(diǎn)雜質(zhì)和可與甲醇形成共沸物的雜質(zhì)，它們一般由二氧化碳、醚類、胺類、烴類、酯類、醛酮類物質(zhì)組成。如果粗甲醇的組分變化較大時(shí)，則需適當(dāng)改變其進(jìn)料板的位置，或是改變回流比，才保證粗甲醇的分離效率。在調(diào)節(jié)回流的同時(shí)，要注意板式塔的操作特點(diǎn)，防止液泛和嚴(yán)重漏液，都將會(huì)造成塔內(nèi)操作溫度的混亂。最終反映在塔的分離效率上，是重要的操作參數(shù)之一。同樣，常壓塔塔頂出的精甲醇一部分作為回流，一部分與加壓塔產(chǎn)品混合進(jìn)入甲醇產(chǎn)品儲(chǔ)槽。（1）單塔流程描述單塔流程（）為粗甲醇產(chǎn)品經(jīng)過一個(gè)塔就可以采出產(chǎn)品。又如甲醇可以裂解制烯烴。 甲醇的簡介純甲醇為無色透明略帶乙醇?xì)馕兜囊讚]發(fā)液體，沸點(diǎn)65℃，℃。精餾主要是除去易揮發(fā)組分，如二甲醚、以及難以揮發(fā)的組分、高級(jí)醇、水等[1]。因此，對甲醇精餾工藝作系統(tǒng)的研究對于甲醇精餾系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)、通過設(shè)備改造和調(diào)整工藝來降低甲醇精餾的能耗、提高甲醇產(chǎn)品質(zhì)量和收率有突出的現(xiàn)實(shí)意義。甲醇的產(chǎn)品質(zhì)量、能耗指標(biāo)是甲醇精餾系統(tǒng)的關(guān)鍵因素。 本文的研究對象是四塔甲醇精餾工藝，與傳統(tǒng)工藝相比新工藝能夠節(jié)約能量，節(jié)約軟水；但是同時(shí)新工藝增加了系統(tǒng)的藕合程度，加強(qiáng)了塔之間的關(guān)聯(lián)性，提高了系統(tǒng)對于進(jìn)料波動(dòng)的響應(yīng)的復(fù)雜性，給控制帶來了很大的難題。應(yīng)用流程模擬軟件，對工藝流程進(jìn)行模擬，則很容易實(shí)現(xiàn)對流程的考察，可以改進(jìn)工藝流程布置，優(yōu)化工藝操作參數(shù)，只要選擇的模型及熱力學(xué)方法適當(dāng)，模擬結(jié)果是相當(dāng)可靠的，可以用來指導(dǎo)生產(chǎn)，或者為裝置改造以及新裝置的設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。第一章 文獻(xiàn)綜述粗甲醇中含有多種有機(jī)雜質(zhì)和水分，需要精制。因此，對甲醇精餾工藝作系統(tǒng)的研究對于甲醇精餾系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)、通過設(shè)備改造和調(diào)整工藝來降低甲醇精餾的能耗、提高甲醇產(chǎn)品質(zhì)量和收率有突出的現(xiàn)實(shí)意義。例如甲醇可以裂解制氫，用于燃料電池，日益引人注目。其底部的出料被加到主塔的中間入料板上，主塔頂部出粗甲醇，底部出廢液，下部側(cè)線出雜醇[3]。主精餾塔操作壓力稍高于預(yù)精餾塔，但也可以認(rèn)為是常壓操作，塔頂?shù)玫骄状籍a(chǎn)品，塔底含微量甲醇及其它重組分的水送往水處理系統(tǒng)（）。 甲醇精餾工藝的四塔流程 影響精餾操作的因素與調(diào)節(jié)（1）進(jìn)料狀態(tài)[7]精餾塔的進(jìn)料(含水甲醇):當(dāng)進(jìn)料狀況發(fā)生變化(回流比、塔頂精餾產(chǎn)物的組成固定)時(shí)，這直接影響到提餾段回流量的改變，進(jìn)料板的位置也隨著改變，將引起理論板數(shù)和精餾段、提餾段塔板數(shù)分配的改變。反之，則增大回流比，在照顧精甲醇質(zhì)量的同時(shí)，為保持塔釜溫度，靈敏板溫度可控制略高。但是預(yù)精餾后的含水甲醇中，甲醇濃度總會(huì)有些小幅度波動(dòng)。第二章 甲醇精餾工段物料衡算 甲醇精餾原理甲醇精餾的目的，是實(shí)現(xiàn)甲醇與水及有機(jī)物等雜質(zhì)的分離，生產(chǎn)出合格的精甲醇產(chǎn)品。 加堿對甲醇精餾的改善利用NaOH處理在精餾過程中難以分離的雜質(zhì)，例如粗甲醇中的酸類、酯類等，使其生成較容易被脫出的鹽。這類物質(zhì)的沸點(diǎn)較高，且易與甲醇形成低于甲醇沸點(diǎn)的共沸物，主要集中在預(yù)塔塔頂而大量進(jìn)入二級(jí)冷凝器回流液。為保持四塔精餾系統(tǒng)的穩(wěn)定操作、降低能耗并減少投資，應(yīng)選?。杭訅核亓鞅萊1≥，常壓塔回流比R2≥2；兩塔負(fù)荷比Q1/Q2：－；并在保持穩(wěn)定生產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量合格的基礎(chǔ)上，R1，R2選取得盡量小。[18]⑴流體平均溫度Tm和tmTm1＝（Ti＋To）/2＝（71＋49）/2＝60℃tm1＝（ti＋to）/2＝（25＋30）/2＝℃⑵平均溫度下的物性數(shù)據(jù) 表31 各組分物性數(shù)據(jù)物料項(xiàng)目單位數(shù)據(jù)物料項(xiàng)目單位數(shù)據(jù)水密度kg/m3994甲 醇密度 kg/m3760粘度pa?s粘度pa?s導(dǎo)熱系數(shù)W/(m?K)導(dǎo)熱系數(shù)W/(m?K)比熱容kJ/(kg?K)比熱容kJ/(kg?K)⑴熱負(fù)荷 = Q0 cp0 t0+Q0r =（7149）+= ⑵平均傳熱溫差39。=12=12℃?zhèn)鳠峁芘帕泻头殖谭椒ú捎媒M合排列法，取管心距t = ，則t = 25 = ≈ 32 mm橫過管束中心線的管數(shù)===26(根)殼體內(nèi)徑采用多管程結(jié)構(gòu)，取管板利用率η= ，則殼體內(nèi)徑為===圓整可取D = 800mm圓整后，換熱器殼體圓筒內(nèi)徑為D=800mm，殼體厚度選擇10mm。℃)D. 傳熱面積S===該換熱器的實(shí)際傳熱面積SPSp＝=（）(45226) =㎡該換熱器的面積裕度為：F=＝＝％傳熱面積裕度合適，該換熱器能完成生產(chǎn)任務(wù)。折流擋板數(shù)NB =L/h1=9000/2001=44塊. 波形膨脹節(jié)冷流體循環(huán)水的定性溫度為(30℃+25℃)/2=℃熱流體廢液的定性溫度為（71+49）/2=60℃.該換熱器用循環(huán)水冷卻，冬季操作時(shí)進(jìn)口溫度會(huì)降低。接管的外徑選擇為430mm，壁厚選擇為8mm，材質(zhì)為20鋼，（GBT 173951998 無縫鋼管尺寸、外形、重量及允許偏差）。本設(shè)計(jì)取u=。（4）管口D管口D為廢水進(jìn)口。接管、法蘭與管口A、B和D的完全相同。（3）管板的開孔① 開孔和管程隔板密封槽分布情況：左管板共有312個(gè)安裝換熱管的開孔和8個(gè)拉桿安裝孔以及2道管程隔板密封槽（見設(shè)備圖）。(3) 換熱管與管板連接采用焊接。(3）左管箱短節(jié)的材質(zhì)選擇材質(zhì)選擇與換熱器殼體相同：Q235A 左管箱封頭的選擇選擇公稱直徑為700mm的標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭。(4)重量：單個(gè)左管箱隔板重=（10mm）103103kg 標(biāo)記：墊片 750— JB 4704—2000。右管箱短節(jié)的標(biāo)記：筒體 DN700 δ=10 L=50。②法蘭密封墊片: 與左管箱的相同。同時(shí)以充分的計(jì)算和數(shù)據(jù)說明不同的流程設(shè)計(jì)和理論結(jié)合的合理之處以及流程應(yīng)用的不同條件。和我同組的同學(xué)對我?guī)椭埠艽?，在此一并表示感謝！最后感謝大學(xué)二年來對我有過幫助和教育所有的老師，是他們讓我掌握了扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)。3）通過對四塔精餾的物料衡算和常壓塔的冷卻器的設(shè)計(jì)，充分的驗(yàn)證了四塔精餾的可靠性4）通過AutoCAD制圖和手繪制圖的比較，證明了電腦技術(shù)對化工設(shè)計(jì)的改善。重量略。②右管箱隔板厚度的選擇：厚度與左管箱隔板相同，為10mm。左管箱總重量：33+24+172++(+)2=。 左管箱法蘭和密封墊片的選型(1)法蘭：根據(jù)公稱直徑，查《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》(化學(xué)工業(yè)出版社，2008)書中表103。材質(zhì)也是Q235A。)具體見設(shè)備圖。開孔形狀見設(shè)備圖。管板的設(shè)計(jì)壓力為管、殼程設(shè)計(jì)壓力中的大者。（5）管口E管口E為排污口。 （3）管口C管口C為排氣口。接管的標(biāo)記：接管 Φ90 L=125 ③接管法蘭的選擇： 查《大學(xué)工程制圖》（華東理工大學(xué)出版社，2005）表145，接管外徑dH=159mm的板式平焊鋼制管法蘭的公稱通徑DN=150mm。波形膨脹節(jié)的壁厚與殼體相同，為10mm。，（層流） == = ====(+)= Pa管程流動(dòng)阻力在允許范圍之內(nèi)