【正文】 22 ??????????? LVoo CAa ?? ? ? 3 7 8 4 3 8 )1(39。 ??????????? wT hHb ??? ? ? 2 00 1 5 0 5 )/(1 5 39。 W m?? ， ? 。 K 值的適宜范圍為 2~ 。查表 25 得，塔板分為 5塊。 因塔 徑 2m=D ，可選用單溢流弓形降液管，采用凹形受液盤。史密斯等人匯集了若干泡罩、篩板和浮閥塔的數(shù)據(jù)，整理成負(fù)荷因子與影響因素間的關(guān)系曲線， 圖 中橫坐標(biāo) 1/2/ ( / )s s L VLV??為無因次比值，稱為液氣動(dòng)能參數(shù)，它是反映液、氣兩相的負(fù)荷與密度對(duì)負(fù)荷因子的影響；縱坐標(biāo) 20C 為物系表面張力為 20 /mN m 的負(fù)荷系數(shù)；參數(shù) TLHh? 反映液滴沉降空間高度對(duì)負(fù)荷因子的影響。在加壓塔塔頂位置形成高純度甲醇蒸氣，這些蒸氣作為常壓塔的塔底再沸器的熱源，甲醇蒸氣冷凝后通過加壓泵再送 回塔底回流槽，其中一部分送往加壓塔塔頂作為回流液，而另外 一部分冷卻后作為產(chǎn)品儲(chǔ)存。其優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約投資，而且減少了熱能的損耗。甲醇若直接作為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料，雖然熱值只有汽油的一半，但它使汽車行駛一樣的里程消耗的甲醇哈汽油之比不是 2： 1，而僅為 ： 1[7],其熱效率高出汽油 90%以上。有毒性，甲醇蒸汽與眼接觸可引起失明，飲用亦可致盲。 年產(chǎn) 11 萬噸甲醇精餾工段設(shè)計(jì) 摘 要 甲醇作為一種用途廣泛的有機(jī)化工產(chǎn)品，醇還能與有機(jī)酸、無機(jī)酸、氨、苯、一氧化碳、乙炔、金屬鈉、苯胺等作用。 常溫常壓下，純甲醇是一種無色、中性、極性、易揮發(fā)、易流動(dòng)、易燃的有毒液體。可見，甲醇作發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料，經(jīng)濟(jì)上是合理的，所以可以代替汽油作為輪船、機(jī)車、飛機(jī)的燃料，也可以做發(fā)電廠輪機(jī)的燃料。但是對(duì)于純度由較高要求的下游生產(chǎn)流程，一步精餾得到的精甲醇遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足其要求。加壓塔塔釜沒有氣化的粗甲醇溶液則靠加壓精餾塔內(nèi)部壓力直接輸送到常壓塔。 C 的值由下式求得： )20( LCC ?? 式中 ： C— 操作物系的負(fù)荷因子， m/s； L? — 操作物系的液體表面張力， mN/m。各項(xiàng)計(jì)算如下： （ 1） 堰長(zhǎng) wl 單溢流： Dlw )~(? 雙溢流： Dlw )~(? 式中： D —— 塔內(nèi)徑， m 。 (2)邊緣區(qū)寬度確定 溢流前堰的安定區(qū)寬度 ： mmWs 100~70? 進(jìn)口堰后的安全區(qū)寬度 ： mmW s 100~5039。 故在本設(shè)計(jì)中無明顯漏液。 (2)由精餾段塔板布置已知開孔面積： /aA m s? ? （ 3）篩孔計(jì)算及其排列 提餾段的篩孔開孔率及其排列與精餾段的一樣 氣體通過閥孔的氣速為 ： 6 . 9 8 7 1 1 8 . 4 4 5 3 /0 . 1 0 0 7 8 3 . 7 5 8 7So OVu m sA? ? ?? 流體力學(xué)驗(yàn)算 干板阻力由下式計(jì)算，即： 2 21 8 .4 4 5 3 0 .9 20 .0 5 1 0 .0 5 1 0 .0 2 8 8 8 50 .8 8 6 3 .5 4 4oVc oLuhmc ???? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ??? ?? ? ? ? ?? ? ? ????? 液 柱 （ 2）氣體通過液層的阻力 1h 計(jì)算 氣體通過液層的阻力 1h 由下式計(jì)算，即： )(1 owwL hhhh ??? ?? fTsa AA Vu ?? o a VFu?? 式中： oF — 氣相動(dòng)能因子， )/( 2/12/1 mskg ? ； au — 通過有效傳質(zhì)區(qū)的氣速， m/s； TA — 塔截面積， 2m 。 2 ???? ow hlc 8 1 0 )4 5 6 0 0)((11 0 0 )3 6 0 0)(1(1 0 0 39。 ??????????? wT hHb ??? ? ? 2 6 2 3 90 1 0 6 5 )/(1 5 39。 sss LdLcbVa ??? 式中 : ? ? 0 0 0 5 8 0 0 7 )()( 39。 22 ??????????? LVoo CAa ?? ? ? 3 8 2 4 3 8 )1(39。 (1)邊緣區(qū)寬度確定 39。 （ 2） 漏液 對(duì)篩板塔，漏液點(diǎn)氣速 min,ou 可由下式計(jì)算，即： vLLoo hhCu ??? /)( i n, ??? sm /3 3 1 )0 0 2 7 3 0 5 ( ?????? 實(shí)際孔速 , m in2 1 .9 3 3 8 /oou m s u?? 穩(wěn)定系數(shù)由下式計(jì)算，即： in, ???? o ou uK 式中： K— 穩(wěn)定系數(shù)，無因次。 表 25 塔板分塊數(shù) 塔徑， mm 800—1200 1400—1600 1800— 20xx 2200— 2400 2600— 2800 3000— 3200 塔板分塊數(shù) 3 4 5 6 7 8 因 D≥800mm ，故塔板采用分塊式。故本設(shè)計(jì)選擇篩孔塔板。oconenell ）對(duì)全塔效率進(jìn)行估算 ： 在溫度下查得相應(yīng)黏度及用公式 LiiL x ?? lglg ?? 計(jì)算黏度 ，表 23 表 23 全塔液體的平均粘度： ? ? ? ? sm P aWDFDLDLm ???????? 2 9 8 ???? 全塔效率： ? ? ? ? % ?????? ??LTE ?? 式中： TE —— 全塔效率； ? —— 塔頂、塔底平均溫度下相對(duì)揮發(fā)度； l? —— 進(jìn)料液在塔頂、塔底平均溫度下的粘度，單位：厘泊（ cP ）（法定計(jì)量單位為： aPs? ） 精餾段實(shí)際板數(shù)： 4 / 0 .5 0 0 8 8N ??精 塊 溫度 ℃ smPaOHCH ?/3? 溫度 ℃ smPaOH ?/2? 20 60 40 70 60 80 80 90 100 100 溫度 ℃ 質(zhì)量分?jǐn)?shù) x smPaOHCH ?/3? smPaOH ?/2? smPa?/液? 66 82 105 提餾段實(shí)際板數(shù)： 5 / 0 .5 0 0 8 1 0N ??提 塊 ==T實(shí) 際 總 塔 板 數(shù) ： N 8 + 1 0 1 8 塊 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù) 塔頂操作壓力： k P aPD 0 0 1 ??? 每層塔板壓降： kPa?? 進(jìn)料板壓力： 10 7. 3 0. 7 8 11 2. 9FP k P a? ? ? ? = 10 7. 3 18 0. 7 = 11 9. 9 kp aWP ??塔 底 壓 力 ： 精餾段平均壓力： ? ?1 0 7 . 3 1 1 4 . 5 / 2 1 1 0 . 9mP k P a? ? ? 提餾段平均壓力： (1 1 4 . 5 1 1 7 . 3 ) / 2 1 1 5 . 9mP K P a? ? ? 操作溫度計(jì)算 塔頂溫度： 66DtC?? 進(jìn)料板溫度： 82FtC?? 塔底溫度： 105wtC?? 精餾段的平均溫度： (6 6 8 2 ) / 2 7 4m ?? ? ? 提餾段的平均溫度： (8 2 1 0 5 ) / 2 9 3 .5mtC?? ? ? 平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 塔頂平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 由 1 ?? ,查相平衡曲線得 : 1 ? 0. 96 5 32 ( 1 0. 96 5 ) 18 31 .5 1 /V D MM k g k m ol? ? ? ? ? ? k m o lkgM L D M /)( ?????? 進(jìn)料板平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 由 相平衡曲線得 : ? ?? ?3 . 0 6 4 3 . 0 6 4 0 . 6 2 8 0 . 8 3 81 2 . 0 6 4 1 2 . 0 6 4 0 . 6 2 80 . 8 3 8 3 2 1 0 . 8 3 8 1 8 2 9 . 7 3 2 /0 . 6 2 8 3 2 1 0 . 6 2 8 1 8 2 6 . 7 9 2 /FVFML F MxyxM k g k m o lM k g k m o l?? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 塔底平均摩爾質(zhì)量： 由相平衡曲線得： ? ?? ?3 . 0 6 4 3 . 0 6 4 0 . 0 1 7 0 . 0 5 0 31 2 . 0 6 4 1 2 . 0 6 4 0 . 0 1 70 . 0 1 7 3 2 1 0 . 0 1 7 1 8 1 8 . 2 3 8 /0 . 0 5 0 3 3 2 1 0 . 0 5 0 3 1 8 1 8 . 7 0 4 2 /WV W ML W MxyxM k g k m o lM k g k m o l?? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 精餾段平均摩爾質(zhì)量： k m o lkgM k m o lkgM LMVM /)( /)( ??? ??? 提餾段平均摩爾質(zhì)量： k m o lkgM k m o lkgM LMVM /)( /)( ??? ??? 精餾段氣相平均密度計(jì)算 由理想 氣體狀態(tài)方程計(jì)算，即： 3/)2 7 374(3 1 6 2 1 0 mkgRTMPmVmDVM ??? ???? 提餾段氣相平均密度計(jì)算 由理想 氣體狀態(tài)方程計(jì)算，即： 3/)( mkgRTMP mVmDVM ??? ???? 液相平均密度計(jì)算 塔頂液相平均密度的計(jì)算 由 66Dt ? ℃ ，通過物性數(shù)據(jù)軟件查得： 3 37 5 3 .9 9 /CH O H kg m? ? 2 /HO kg m? ? 31 / / ( 1 ) / D m k g m? ???? 進(jìn)料板液相平均密度的計(jì)算 由 82Ft ? ℃ ，通過物性數(shù)據(jù)軟件查得： 3 37 3 4 .8 6 /CH O H kg m? ? 2 /HO kg m? ? 進(jìn)料板液相的質(zhì)量分率： 7 5 )6 2 (326 2 326 2 ????? ??A? 31 78 5 / 50 / 73 6 ( 1 50 ) / 97 Fm k g m? ???? 塔底液相平均密度的計(jì)算 由 105Ft ? ℃，通過物性數(shù)據(jù)軟件查得： 3 37 0 5 .1 7 5 /C H O H kg m? ? 2 /HO kg m? ? 進(jìn)料板液相的質(zhì)量分率： 0 2 9 )0 1 (320 1 320 1 ????? ??A? 31 94 38 / 29 8 / 70 75 ( 1 29 8 ) / 95 k g m? ???? 精餾段液相平均密度為： 3m7 7 1 . 2 3 5 k g /7 8 2 . 3 5 ) / 2( 7 6 0 . 1 2ρ LM ??? 提餾段液相平均密度為： 3/5 4 6 32/)7 3 4 8 2( mkgLM ???? 液體平均表面張力計(jì)算 塔頂液相平均表面張力的計(jì)算： 由 66Dt ? ℃ ， 得3 1 6 .6 4 3 /CH OH mN m? ? 2 /HO mN m? ? 0 . 9 6 5 1 6 . 6 4 3 ( 1 0 . 9 6 5 ) 6 5 . 0 6 1 8 . 3 4 /L D m m N m? ? ? ? ? ? ? 進(jìn)料板液相平均表面張力的計(jì)算： 由 ℃82?Ft ，得 3 1 4 .8 1 6 /CH OH m N m? ? 2 /HO mN m? ? 0 . 6 2 8 1 4 . 8 1 6 ( 1 0 . 6 2 8 ) 6 2 . 2 2 3 2 . 4 5 /L F m m N m? ? ? ? ? ? ? 塔底液相平均表面張力為： 由 105Dt ? ℃， 得3 1 2 .2 5 7 5 /C H O H m N m? ? 2 /HO mN m? ? 0