【正文】 ....38 塔板主要工藝尺寸的計算 ...................................39 溢流裝置計算 .........................................39 塔板布置 .............................................38 塔板的流體力學驗算 .......................................40 塔板壓降 .............................................41 液面落差 .............................................41 液沫夾帶 .............................................42 漏液 .................................................42 液泛 .................................................42 塔板負荷性能圖 ...........................................43 漏液線 ...............................................43 液沫夾帶線 ...........................................43 液相負荷下限線 .......................................44 液相負荷上限線 .......................................44 液泛線 ...............................................44 精餾塔接管尺寸計算 .......................................47 塔頂蒸氣出口管的直徑 .................................47 回流管的直徑 .........................................47 進料管的直徑 .........................................47 塔底出料管的直徑 .....................................48第 6 章 甲醇精餾塔塔內件機械強度設計及校核 .....................49 精餾塔筒體和裙座壁厚計算 .................................49 精餾塔塔的質量載荷計算 ...................................49 塔殼和裙座的質量 .....................................49 封頭質量 .............................................50 裙座質量 .............................................50 塔內構件質量 .........................................50 人孔、法蘭、接管與附屬物質量 .........................50 保溫材料質量 .........................................50 平臺、扶梯質量 .......................................50 操作時塔內物料質量 ...................................50 充水質量 .............................................51 地震載荷計算 .............................................51 計算危險截面的地震彎矩 ...............................52 風載荷計算 ...............................................52 風力計算 .............................................52 風彎矩計算 ...........................................53 各種載荷引起的軸向應力 ...................................54 計算壓力引起的軸向應力 ...............................54 操作質量引起的軸向壓應力 .............................54 最大彎矩引起的軸向應力 ...............................55 筒體和裙座危險截面的強度與穩(wěn)定性校核 .....................55 筒體的強度與穩(wěn)定性校核 ...............................55 裙座的穩(wěn)定性校核 .....................................56 裙座和筒體水壓試驗應力校核 ...............................56 筒體水壓試驗應力校核 .................................56 裙座水壓試驗應力校核 .................................57 基礎環(huán)設計 ...............................................57 基礎環(huán)尺寸 ...........................................58 基礎環(huán)尺寸的應力校核 .................................58 基礎環(huán)厚度 ...........................................59 地腳螺栓計算 .............................................59 地腳螺栓承受的最大拉應力 .............................59 地腳螺栓直徑 .........................................60第 7 章 輔助設備設計 ...........................................61 儲罐的選擇 ...............................................61 儲罐的計算與選型 .....................................61 泵的選擇 .................................................61 通風機的選擇 .............................................62 通風機的選擇 .........................................62 換熱器的計算 .............................................62 確定換熱器的類型 .....................................62 估算傳熱面積 .........................................63第 8 章 總結討論 ...............................................67 設計主要完成任務 .........................................67 設計過程的評述和有關問題的討論 ...........................67 參考文獻 .....................................................68 附 錄 .......................................................69 致 謝 .......................................................71 第1章 概 述二甲醚(Dimethyl Ether，簡稱 DME)習慣上簡稱甲醚，為最簡單的脂肪醚，分子式C2H6O，是乙醇的同分異構體，結構式 CH3—O—CH3，分子量 ，是一種無色、無毒、無致癌性、腐蝕性小的產品。三、化工課程設計主要內容：摘要生產流程或方法的確定物料衡算和熱量衡算主要工藝設備的計算及選型（包括設備一覽表）原材料、動力消耗定額及消耗量參考文獻致謝四、時間安排：共設計四周，前 2 周收集資料，進行工藝流程的設計、物料和熱量衡算，后兩周進行設計說明書的撰寫、工藝流程圖和設備圖的繪制。若有不實之處，本人承擔一切相關責任。甲醇脫水制二甲醚分為液相法和氣相法兩種工藝，本設計采用氣相法制備二甲醚工藝。關于DME作發(fā)泡劑，國外已相繼開發(fā)出利用DME作聚苯乙烯、聚氨基甲酸乙酯、熱塑聚酯泡沫的發(fā)泡劑。此外，利用 DME 還可以合成低烯烴、甲醛和有機硅化合物。其中前二種方法比較成熟，后三種方法正處于研究和工業(yè)放大階段。該工藝特點是操作簡單，自動化程度較高，少量廢水廢氣排放，排放物低于國家規(guī)定的排放標準。因此, 漿態(tài)床合成氣法制 DME 具有誘人的前景，將是煤炭潔凈利用的重要途徑之一。日本 Arokawa 報道了在甲醇合成催化劑(CuO ZnO Al2O3)與固體酸組成的復合型催化劑上, CO2加氫制取甲醇和 DME，在 240 ℃，310 MPa 的條件下, CO2轉化率可達到 25 %，DME 選擇性為 55 %。催化蒸餾工藝本身是一種比較先進的合成工藝, 如果改用固體催化劑, 則其優(yōu)越性能得到較好的發(fā)揮。表 二甲醚各種生產方法技術經濟比較方法 硫酸法 氣相轉化法 一步合成法催化劑 硫酸 固體酸催化劑 多功能催化劑反應溫度/℃ 130160 200400 250300反應壓力/MPa 常壓 轉化率/％ 90 7585 90二甲醚選擇性/％ 99 99 651000t/a 投資 /萬元 280320 400500 700800車間成本（元/噸） 45004800 46004800 34003600二甲醚純度/％ ≤ ≤ 990 原料及產品規(guī)格原料：工業(yè)級甲醇； 甲醇含量≥％ 水含量≤％； 產品：DME 含量≥％，甲醇含量≤500ppm，水含量≤。床層壓力降計算： 11Re()307()???因 REM1000 屬湍流，則 ???? 498(). ????第4章 甲醚精餾塔結構計算 甲醚精餾塔的物料衡算及理論板數本課題涉及三組分精餾，且三組分為互溶體系，故采用清晰分割法，以甲醚為輕關鍵組分，甲醇為重關鍵組分，水為重非關鍵組分。塔頂操作壓力 PD= 每層塔板壓降 = ?進料板壓力 PF=+ 24=?塔底壓力 Pw=+ 62=精餾段平均壓力 Pm=(+) 2=全塔平均壓力 Pm=(+) 2= 操作溫度計算由汽液相平衡條件，有 ^VLiif?(1,2C)…，若用逸度因子表示 (1))^^ (,exp[]ssLiiVLiiiiiVfpyjfjRT?則 (2)^()ex[]LssViiiijT??其中 (3)00lnlns EiBpACD??二甲醚、甲醇和水的物性數據由文獻 [4]查的，飽和蒸汽壓計算式（3）中的系數見文獻 [5]采用狀態(tài)方程活度因子法，有 PR 方程 計算氣象個組分的逸度因子，各二元體系的二元相互作用參數 k12的值見表 3；利用 NRTL 方程計算液相活度因子，進行汽液平衡數據的熱力學計算。s014239。選用凹形受液盤，深度 。Ve 漏液對篩板塔，漏液點氣速 可由下式計算，即0,minu0,min04.(.)/LVuCh????? 720632619205..)./??? 91/s.實際孔速 0058,minuu?穩(wěn)定系數為： 02159,.?故在本設計中無明顯液漏。SVbcL??式中 39。取 ，???查表取 ?? 進料管的直徑采用高位槽送料入塔，料液速度可取 ，取料液速度 ，s/~4uF??則 ?? 進料管的直徑： ????查表取 ?? 塔底出料管的直徑一般可取塔底出料管的料液流速 為 ~ m/s，循環(huán)式再沸器取 ~ wum/s，取塔底出料管的料液流速 為 m/s，則，塔底出料管的直徑 dw為：=.89m35WwFLdu????查表取 5??第 5 章 甲醇精餾塔結構計算 設計方案的確定本設計任務為分離甲醇－水混合物。39。計算結果如下：塔頂溫度 ??進料板溫度 9F塔底溫度 .Wt?精餾段平均溫度 (657.)/????提留段平均溫度 39。 ?39。Wh50? 塔板布置 塔板的分塊因 ，故塔板采用分塊板。 塔板負荷性能圖 漏液線由 0,min0()/LVCh?????,