【正文】 ..........................29 設計方案的確定 ...........................................29 精餾塔的物料衡算 .........................................29 原料液及塔頂和塔底的摩爾分率 .........................29 原料液及塔頂和塔底產品的平均摩爾質量 .................29 物料衡算 .............................................29 塔板數(shù)的確定 .............................................29 理論板層數(shù)的求取 .......................................29 實際板層數(shù)的求取 .....................................32 精餾塔的工藝條件及有關物性數(shù)據(jù)的計算 .....................33 操作壓力的計算 .......................................33 操作溫度計算 .........................................33 平均摩爾質量計算 .....................................33 平均密度計算 .........................................34 液體平均表面張力的計算 ...............................35 液體平均粘度 .........................................36 精餾塔的塔體工藝尺寸計算 .................................36 塔徑的計算 ...........................................36 精餾塔有效高度的計算 .................................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。 據(jù)市場調查國內二甲醚需求量遠遠超過供給量，目前國內僅氣霧劑一項需求量達到~ 萬噸/年，而高純度的二甲醚還依賴進口。因此，甲醇合成催化劑和甲醇脫水催化劑的比例對 DME 生成速度和選擇性有很大的影響，是其研究重點。蘭州化物所在 CuZnZrO2/ HZSM5 雙功能催化劑上考察了 CO2加氫制甲醇反應的熱力學平衡。 反應選擇性和轉化率選擇性：該反應為催化脫水。計算結果如下：塔頂溫度 38DtC??進料板溫度 9F塔底溫度 ?精餾段平均溫度 (38)/???提餾段平均溫度 C? 平均摩爾質量計算塔頂平均摩爾質量計算： ??????2893L ?進料板平均摩爾質量計算： ????8176356mLM?塔底平均摩爾質量計算： ?????2896L精餾段平均摩爾質量： (.)/.2kg/molVm???45LM提餾段平均摩爾質量： ()/???45631mL 平均密度計算 氣相平均密度計算精餾段氣相密度 (7.)mV1PMρ=RT????提餾段氣相密度 3..0/()2Vm全塔氣相平均密度 90V.???3kg/（.4+7（ 液相平均密度計算平均密度依下式計算，即 1iVma???塔頂液相平均密度的計算由 tD=38℃，查手冊 [4]得 ??????塔頂液相質量分率 D1 .5?D20.??3168kg/? ???進料板液相平均密度的計算由 tF=89℃，查手冊 [4]得 ??????進料板液相的質量分率 ???? ??精餾段液相平均密度為： 3(.)/.kg/mL??由 tW=℃，查手冊 [4]得 ?? ??塔底液相的質量分率： 0. .??? ? ? ???精餾段液相平均密度為： 3(.)/?提餾段液相平均密度為： 3(2..5)/??全塔液相平均密度為： 3(69..)/? 液體平均表面張力的計算液相平均表面張力依下式計算，即 Lmix???塔頂液相平均表面張力的計算由 ，查手冊 [4]得38DtC? ?????? LD07..?????進料板液相平均表面張力為 由 ，查手冊 [4]得89FtC?? ?????2..?????由 ，查手冊 [4]?? 10N/?????.?????精餾段液相平均表面張力為： ()/??提餾段液相平均表面張力為： (.)