【正文】 料波動(dòng)的響應(yīng)的復(fù)雜性，給控制帶來(lái)了很大的難題。因此，對(duì)甲醇精餾工藝作系統(tǒng)的研究對(duì)于甲醇精餾系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)、通過(guò)設(shè)備改造和調(diào)整工藝來(lái)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。 甲醇的簡(jiǎn)介純甲醇為無(wú)色透明略帶乙醇?xì)馕兜囊讚]發(fā)液體，沸點(diǎn)65℃，℃。（1）單塔流程描述單塔流程（）為粗甲醇產(chǎn)品經(jīng)過(guò)一個(gè)塔就可以采出產(chǎn)品。最終反映在塔的分離效率上，是重要的操作參數(shù)之一。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。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┝髁浚琸mol/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)。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=。根據(jù)換熱器殼體的公稱直徑800mm，可知波形膨脹節(jié)的公稱直徑也是800mm，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169的對(duì)應(yīng)條目，獲得波形膨脹節(jié)的具體尺寸(見(jiàn)換熱器設(shè)備圖) 設(shè)備主要附件的選擇[17] 接管及法蘭的選型（1）管口A管口A為循環(huán)水出口。 ①接管管徑的確定：接管的外徑選擇32mm，材質(zhì)為20鋼，（GBT 173951998 無(wú)縫鋼管尺寸、外形、重量及允許偏差）。當(dāng)設(shè)計(jì)壓力小于1MPa時(shí)，取為1MPa；表中的設(shè)備殼體內(nèi)徑壁厚最接近本課程設(shè)計(jì)值的是70010；管、殼程的溫度差==℃；根據(jù)上述的設(shè)計(jì)壓力、殼體內(nèi)徑壁厚以及溫度差，查表得管板的厚度δ=52mm。 左管箱短節(jié)的選擇(1）左管箱短節(jié)的內(nèi)徑與壁厚：左管箱短節(jié)為圓柱筒體，內(nèi)徑與壁厚選擇與設(shè)備殼體相同。選擇甲型平焊容器法蘭，公稱直徑700mm，密封面為凹面(FM)，與凸密封面的左管板連接。③數(shù)量：右管箱需要1塊隔板。5）通過(guò)此次設(shè)計(jì)，讓我們的理論與實(shí)踐同時(shí)得到提高。 設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表?yè)Q熱器工藝設(shè)計(jì)結(jié)果如下表所示： 殼徑D，mm800換熱面積S，m2管程數(shù)Nt1管長(zhǎng)L，m9管徑，mmΦ25管子排列正三角形管中心距t，mm32管數(shù)n452殼程數(shù)Ns1折流板直徑，mm700折流板缺口高度175mm折流板厚，mm10折流板間距h，mm200折流板數(shù)量44第四章 結(jié)論本文通過(guò)對(duì)甲醇精餾工藝工段的設(shè)備設(shè)計(jì)，得到以下結(jié)論：1）分析了國(guó)內(nèi)甲醇不同工藝流程的本質(zhì)區(qū)別，確定了甲醇流程選擇的原則:常壓塔側(cè)線取舍取決于加壓塔設(shè)計(jì)壓力的選取。選擇Q235A材料制作。面積: ，厚度：10mm。(2) 換熱管的長(zhǎng)度為6000mm。（6）管口F管口F為循環(huán)水進(jìn)口。廢水在接管中的合理流速u=——2m/s。選擇折流擋板間距h=200mm。== 工藝結(jié)構(gòu)尺寸管徑和管內(nèi)流速選用Φ25（碳鋼），去管內(nèi)流速=管程數(shù)和傳熱管數(shù)===452(根)按單程管計(jì)算，所需的傳熱管長(zhǎng)度為L(zhǎng) = S/(πd0ns) =(452) = (m)取傳熱管長(zhǎng)l=9m，則該換熱器管程數(shù)為Np = L/l =≈ 1(管程)傳熱管總根數(shù)N = 4521= 452（根）平均傳熱溫差校正及殼程數(shù)平均傳熱溫差校正系數(shù)R = (7149)/(3025) = P = (3025)/(7125) = 按單殼程，多管程結(jié)構(gòu)，溫差校正系數(shù)查《化工原理（上冊(cè)）》第232頁(yè)圖419,可得=平均傳熱溫差=39。其調(diào)節(jié)的依據(jù)是根據(jù)塔的負(fù)荷和精甲醇的質(zhì)量。另一種觀點(diǎn)認(rèn)為銅基觸媒的選擇性好,粗甲醇中雜質(zhì)少,預(yù)塔高度不必太高,甚至將預(yù)塔冷凝器直接垂直安放在塔頂,回流量沒(méi)有計(jì)量,早期的小聯(lián)醇就是這樣[14]。粗甲醇的組成一般是比較穩(wěn)定的，只是在合成催化劑使用的前后期隨著反應(yīng)溫度的升高而變化較大。冷凝后的精甲醇進(jìn)入回流罐，一部分作為加壓塔回流，一部分作為精甲醇產(chǎn)品出裝置；加壓塔塔底的甲醇、高沸組分、水等進(jìn)入常壓塔，常壓塔頂餾出精甲醇產(chǎn)品，在進(jìn)料板下方設(shè)置側(cè)線抽出，抽出物主要為甲醇、水和高沸點(diǎn)組分，進(jìn)入甲回收塔再回收甲醇，塔底廢水進(jìn)入生化系統(tǒng)處理；回收塔設(shè)有側(cè)線抽出，主要抽出物為高沸點(diǎn)醇類，以保證回收塔塔頂精甲醇質(zhì)量和塔底廢水中總醇含量要求，塔底廢水送生化處理。預(yù)精餾部分除了對(duì)粗甲醇進(jìn)行萃取精餾脫出某些烷烴的作用之外，另外的還可以脫除二甲醚，和其它輕組分有機(jī)雜質(zhì)。另外，ICI公司上世紀(jì)80年代末為節(jié)省能耗，還將雙塔流程改為四塔流程。要研究和開(kāi)發(fā)一種新工藝，傳統(tǒng)的方法是先進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，再經(jīng)過(guò)小試、中試、工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)等等逐級(jí)放大的過(guò)程，周期長(zhǎng)，投資大。甲醇精餾工藝對(duì)整個(gè)甲醇生產(chǎn)流程的生產(chǎn)能力、產(chǎn)品質(zhì)量、能源消耗與原料消耗、環(huán)境保護(hù)都有重大影響。在確定粗甲醇精餾的工藝流程時(shí)，應(yīng)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中能耗、自動(dòng)化程度、精甲醇質(zhì)量要求等進(jìn)行綜合考慮，合理選擇適當(dāng)?shù)木s方法。這對(duì)石油化工原料的多樣化，面對(duì)石油資源日漸枯竭對(duì)能源結(jié)構(gòu)的改變，具有重要意義。三塔流程（）的主要特點(diǎn)是，加壓塔塔頂冷凝潛熱用作常壓塔塔釜再沸器的熱源，這樣既節(jié)省加熱蒸汽，還節(jié)省冷卻水，達(dá)到節(jié)能的目的。當(dāng)改變回流比時(shí)，由于操作的變動(dòng)，必然會(huì)引起塔內(nèi)每層板上濃度(組成)和溫度的改變，影響甲醇的質(zhì)量和甲醇的收率，必須通過(guò)調(diào)節(jié)，控制塔內(nèi)適宜的溫度，達(dá)到新的平衡，在粗甲醇含量和產(chǎn)量確定的條件下，甲醇精餾系統(tǒng)正確的設(shè)計(jì)十分關(guān)鍵。二氧化碳、醚類、胺類等低沸物可隨不凝氣一起放空。[16] 回流比的選擇回流比對(duì)精餾塔操作影響很大，直接關(guān)系著培內(nèi)各層扳上的物料濃度的改變和溫度的分布?！?W管壁的導(dǎo)熱系數(shù)λ= 45W/(m?K)=== W/(m2 確定折流擋板形狀和尺寸選擇折流擋板為有弓形缺口的圓形板，直徑為700mm,厚度為10mm。 該法蘭有8個(gè)均布在外周的螺孔，使用8個(gè)M16螺栓、螺母、墊片與工藝管道連接。接管的標(biāo)記：接管 Φ57 L=100 2 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=57mm的板式平焊鋼制管法蘭的公稱通徑DN=50mm。開(kāi)孔內(nèi)表面有兩道環(huán)向的槽。 左管箱隔板的選擇(1）材質(zhì)選擇普通的碳素鋼：Q235A。 右管箱設(shè)計(jì) (1)右管箱封頭：與左管箱封頭相同。選擇焊制的有墊板的鞍座：左鞍座標(biāo)記：鞍座 BI 700—S JB4712—1992，右鞍座標(biāo)記：鞍座 BI 700—F JB4712—1992。李老師工作嚴(yán)謹(jǐn)、為人和善，從他們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和平時(shí)的為人處事中，我學(xué)到了很多。mm3=。 kg。選擇Q235A材料制作。管板直徑與管箱法蘭的相同，為830mm。選擇公稱壓力PN=，材料為Q235A，標(biāo)記為：HG20592 法蘭 PL 25(B) RF Q235A。本設(shè)計(jì)取u=。℃)B. 管程對(duì)流傳熱系數(shù)αi＝ 管程流通截面積Si＝＝452/1＝㎡管程流體流速ui=Vs/Si=＝Rei＝＝＝普蘭特準(zhǔn)數(shù)Pr＝＝＝αi＝＝(m2則取加壓塔回流比R=回流量=RD=25014= 4）常壓塔物料衡算（1）入料總?cè)肓狭?加壓塔塔底總出料量=29374kg/h其中①甲醇=29374=②水=③NaOH=④初餾物=（2）出料①側(cè)線排出量=初餾物+水+甲醇初餾物=則 側(cè)線排出量=其中：甲醇==(%)水==（%）初餾物=（%）②塔底排出殘液其中：NaOH=水=入料水側(cè)線排出==塔底排出殘液中含甲醇量=（殘液中水+NaOH）殘液甲醇含量/（1殘液中甲醇含量）=（+）（）=殘液總量=水量+NaOH+醇量