【正文】 ....38 塔板主要工藝尺寸的計(jì)算 ...................................39 溢流裝置計(jì)算 .........................................39 塔板布置 .............................................38 塔板的流體力學(xué)驗(yàn)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(fù)荷性能圖 ...........................................43 漏液線 ...............................................43 液沫夾帶線 ...........................................43 液相負(fù)荷下限線 .......................................44 液相負(fù)荷上限線 .......................................44 液泛線 ...............................................44 精餾塔接管尺寸計(jì)算 .......................................47 塔頂蒸氣出口管的直徑 .................................47 回流管的直徑 .........................................47 進(jìn)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(nèi)件機(jī)械強(qiáng)度設(shè)計(jì)及校核 .....................49 精餾塔筒體和裙座壁厚計(jì)算 .................................49 精餾塔塔的質(zhì)量載荷計(jì)算 ...................................49 塔殼和裙座的質(zhì)量 .....................................49 封頭質(zhì)量 .............................................50 裙座質(zhì)量 .............................................50 塔內(nèi)構(gòu)件質(zhì)量 .........................................50 人孔、法蘭、接管與附屬物質(zhì)量 .........................50 保溫材料質(zhì)量 .........................................50 平臺(tái)、扶梯質(zhì)量 .......................................50 操作時(shí)塔內(nèi)物料質(zhì)量 ...................................50 充水質(zhì)量 .............................................51 地震載荷計(jì)算 .............................................51 計(jì)算危險(xiǎn)截面的地震彎矩 ...............................52 風(fēng)載荷計(jì)算 ...............................................52 風(fēng)力計(jì)算 .............................................52 風(fēng)彎矩計(jì)算 ...........................................53 各種載荷引起的軸向應(yīng)力 ...................................54 計(jì)算壓力引起的軸向應(yīng)力 ...............................54 操作質(zhì)量引起的軸向壓應(yīng)力 .............................54 最大彎矩引起的軸向應(yīng)力 ...............................55 筒體和裙座危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度與穩(wěn)定性校核 .....................55 筒體的強(qiáng)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(yàn)應(yīng)力校核 ...............................56 筒體水壓試驗(yàn)應(yīng)力校核 .................................56 裙座水壓試驗(yàn)應(yīng)力校核 .................................57 基礎(chǔ)環(huán)設(shè)計(jì) ...............................................57 基礎(chǔ)環(huán)尺寸 ...........................................58 基礎(chǔ)環(huán)尺寸的應(yīng)力校核 .................................58 基礎(chǔ)環(huán)厚度 ...........................................59 地腳螺栓計(jì)算 .............................................59 地腳螺栓承受的最大拉應(yīng)力 .............................59 地腳螺栓直徑 .........................................60第 7 章 輔助設(shè)備設(shè)計(jì) ...........................................61 儲(chǔ)罐的選擇 ...............................................61 儲(chǔ)罐的計(jì)算與選型 .....................................61 泵的選擇 .................................................61 通風(fēng)機(jī)的選擇 .............................................62 通風(fēng)機(jī)的選擇 .........................................62 換熱器的計(jì)算 .............................................62 確定換熱器的類(lèi)型 .....................................62 估算傳熱面積 .........................................63第 8 章 總結(jié)討論 ...............................................67 設(shè)計(jì)主要完成任務(wù) .........................................67 設(shè)計(jì)過(guò)程的評(píng)述和有關(guān)問(wèn)題的討論 ...........................67 參考文獻(xiàn) .....................................................68 附 錄 .......................................................69 致 謝 .......................................................71 第1章 概 述二甲醚(Dimethyl Ether，簡(jiǎn)稱(chēng) DME)習(xí)慣上簡(jiǎn)稱(chēng)甲醚，為最簡(jiǎn)單的脂肪醚，分子式C2H6O，是乙醇的同分異構(gòu)體，結(jié)構(gòu)式 CH3—O—CH3，分子量 ，是一種無(wú)色、無(wú)毒、無(wú)致癌性、腐蝕性小的產(chǎn)品。三、化工課程設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：摘要生產(chǎn)流程或方法的確定物料衡算和熱量衡算主要工藝設(shè)備的計(jì)算及選型（包括設(shè)備一覽表）原材料、動(dòng)力消耗定額及消耗量參考文獻(xiàn)致謝四、時(shí)間安排：共設(shè)計(jì)四周，前 2 周收集資料，進(jìn)行工藝流程的設(shè)計(jì)、物料和熱量衡算，后兩周進(jìn)行設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的撰寫(xiě)、工藝流程圖和設(shè)備圖的繪制。若有不實(shí)之處，本人承擔(dān)一切相關(guān)責(zé)任。甲醇脫水制二甲醚分為液相法和氣相法兩種工藝，本設(shè)計(jì)采用氣相法制備二甲醚工藝。關(guān)于DME作發(fā)泡劑，國(guó)外已相繼開(kāi)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(jī)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(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度較高，少量廢水廢氣排放，排放物低于國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。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(bào)道了在甲醇合成催化劑(CuO ZnO Al2O3)與固體酸組成的復(fù)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(zhuǎn)化率可達(dá)到 25 %，DME 選擇性為 55 %。催化蒸餾工藝本身是一種比較先進(jìn)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(chǎn)方法技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較方法 硫酸法 氣相轉(zhuǎn)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(yīng)溫度/℃ 130160 200400 250300反應(yīng)壓力/MPa 常壓 轉(zhuǎn)化率/％ 90 7585 90二甲醚選擇性/％ 99 99 651000t/a 投資 /萬(wàn)元 280320 400500 700800車(chē)間成本（元/噸） 45004800 46004800 34003600二甲醚純度/％ ≤ ≤ 990 原料及產(chǎn)品規(guī)格原料：工業(yè)級(jí)甲醇； 甲醇含量≥％ 水含量≤％； 產(chǎn)品：DME 含量≥％，甲醇含量≤500ppm，水含量≤。床層壓力降計(jì)算： 11Re()307()???因 REM1000 屬湍流，則 ???? 498(). ????第4章 甲醚精餾塔結(jié)構(gòu)計(jì)算 甲醚精餾塔的物料衡算及理論板數(shù)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(guān)鍵組分，甲醇為重關(guān)鍵組分，水為重非關(guān)鍵組分。塔頂操作壓力 PD= 每層塔板壓降 = ?進(jìn)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(jì)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(shù)據(jù)由文獻(xiàn) [4]查的，飽和蒸汽壓計(jì)算式（3）中的系數(shù)見(jiàn)文獻(xiàn) [5]采用狀態(tài)方程活度因子法，有 PR 方程 計(jì)算氣象個(gè)組分的逸度因子，各二元體系的二元相互作用參數(shù) k12的值見(jiàn)表 3；利用 NRTL 方程計(jì)算液相活度因子，進(jìn)行汽液平衡數(shù)據(jù)的熱力學(xué)計(jì)算。s014239。選用凹形受液盤(pán)，深度 。Ve 漏液對(duì)篩板塔，漏液點(diǎn)氣速 可由下式計(jì)算，即0,minu0,min04.(.)/LVuCh????? 720632619205..)./??? 91/s.實(shí)際孔速 0058,minuu?穩(wěn)定系數(shù)為： 02159,.?故在本設(shè)計(jì)中無(wú)明顯液漏。SVbcL??式中 39。取 ，???查表取 ?? 進(jìn)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(jìn)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(jié)構(gòu)計(jì)算 設(shè)計(jì)方案的確定本設(shè)計(jì)任務(wù)為分離甲醇－水混合物。39。計(jì)算結(jié)果如下：塔頂溫度 ??進(jìn)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(fù)荷性能圖 漏液線由 0,min0()/LVCh?????,