【正文】 據(jù)所選的填料的參數(shù)，已知 1m 填料高度等于 塊理論塔板，壓力降為 104MPa/m,即 =1/=, 10HETP??Zp/4MPa/m=300Pa/m。本設(shè)計(jì)取塔頂空間為 。表 226 物料衡算表物料 流量（kmol/h） 組成 物料 物流（kmol/h ）精餾段上升蒸汽量 V 提餾段上升蒸汽量 V’ 精餾段下降液體量 L 提餾段下降 進(jìn)料 F 甲醇 水 塔頂產(chǎn)品 D 甲醇 水 塔底殘液 W 甲醇 106 液體量 L’ 熱量衡算 [3]⑴加熱介質(zhì)和冷卻劑的選擇①加熱介質(zhì)的選擇常用的加熱劑有飽和水蒸汽和煙道氣。Wx圖 29 求理論塔板的圖解法由于圖中圈中塔板密集，所以無法詳細(xì)繪出塔板圖。目前，填料的開發(fā)與應(yīng)用仍是沿著散裝填料與規(guī)整填料兩個(gè)方面進(jìn)行。對(duì)于規(guī)整填料，通常選用柵板型支承裝置。(3)塔底空間塔底空間是指塔底第一塊板到塔底切線的距離。他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、對(duì)我的嚴(yán)格要求以及為人處世的坦蕩將使我終身受益。 [6]在 GB150 規(guī)定中，標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的 ，則???????≈?????.1705..02pDti???計(jì)算厚度與筒體的計(jì)算厚度一樣，但根據(jù)實(shí)際需要，則因選擇封頭厚度與筒體實(shí)際厚度一樣，所以封頭厚度為 10mm。為了減少塔頂出口氣體中攜帶液體量，塔頂空間一般取 ～，以利于氣體中的液滴自由沉降。Z 工藝計(jì)算得到的填料層高度， m。339。因釜?dú)堃簬缀鯙樗势潇士砂醇兯M(jìn)行計(jì)算，即18= kJ/kmol?39。全塔高度=塔頂空間 +塔內(nèi)液體分布器高度 +塔底空間 +裙座高度+填料層高度 H=++++= 回收精餾塔工藝計(jì)算 物料衡算已知： =進(jìn)料流量 F= =9373kg/h 甲醇的質(zhì)量分率 =% 水的質(zhì)量分率 swtW=97% 另外還有乙醇和雜醇的量較小，這里忽略不計(jì)。槽盤式分布器是近年來開發(fā)的新型液體分布器，它兼有集液、分液及分氣三種作用，結(jié)構(gòu)緊湊，氣液分布均勻，阻力較小，操作彈性高達(dá)10：1，適用于各種液體噴淋量。g精餾段： =， =?m3， =， =250 ， = ， = ?a32/mL?sPa?kg/h， = kg/h， =代入式中求解得 ?fu空塔氣速 = m/體積流量 ????圓整后： 3000mm，空塔氣速 ?提餾段： =， = kg/ m3， =， =250 ，G?L??a32/m= ， = kg/h， = kg/h， =?sPa? GA代入上面的公式中，解得 ?39。39。由于飽和水蒸汽冷凝時(shí)的傳熱膜系數(shù)很高，可以通過改變蒸汽的壓力準(zhǔn)確地控制加熱溫度。 加壓精餾系統(tǒng)預(yù)精餾塔出來的預(yù)后甲醇，經(jīng)加壓精餾塔給料泵加壓后，進(jìn)入加壓精餾塔進(jìn)料/釜液換熱器 E15513 的管程，被殼程介質(zhì)加熱到泡點(diǎn)后，進(jìn)入加壓精餾塔 C15502 的下部，塔頂出來的甲醇蒸汽進(jìn)入冷凝器/再沸器 E15507 的殼程，被管程的介質(zhì)冷凝后進(jìn)入加壓精餾塔回流槽 T15502，回流槽中出來的冷凝液甲醇，部分經(jīng)加壓精餾塔回流泵加壓后進(jìn)入加壓精餾塔頂作回流液，其余的甲醇液進(jìn)入加壓精餾塔精甲醇冷卻器 E15502 的殼程，被管程的循環(huán)冷卻水冷卻到 40℃后，去中間罐區(qū)的精甲醇計(jì)量罐（或粗甲醇儲(chǔ)罐） 。各塔再沸器蒸汽冷凝液用作粗甲醇預(yù)熱器熱源，以節(jié)約能量。因此，甲醇中毒者，可以通過飲用烈性酒（酒精度通常在 60 度以上）的方式來緩解甲醇代謝，進(jìn)而使之排出體外。甲醇易燃，其蒸氣與空氣能形成爆炸混合物，甲醇完全燃燒生成二氧化碳和水蒸氣，同時(shí)放出熱量：2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O。甲醇工業(yè)的迅速發(fā)展，是由于甲醇是多種有機(jī)產(chǎn)品的基本原料和重要的溶劑，廣泛用于有機(jī)合成、染料、醫(yī)藥、涂料和國(guó)防等工業(yè)。關(guān)鍵字：甲醇。甲醇攝入量超過 4 克就會(huì)出現(xiàn)中毒反應(yīng)，誤服一小杯超過 10 克就能造成雙目失明，飲入量大造成死亡。甲醇用途廣泛，是基礎(chǔ)的有機(jī)化工原料和優(yōu)質(zhì)燃料。目前的填料分為散堆填料和規(guī)整填料。蒸汽冷凝液去 E15501。受當(dāng)?shù)貧鉁叵拗?，冷卻水一般為 10～35℃.如需冷卻到較低溫度，則需采用低溫介質(zhì)，如冷凍鹽水、氟利昂等。2+()=??????FFLx11? smPa?進(jìn)料質(zhì)量流量：F= 42823kg/h表 213 進(jìn)料數(shù)據(jù)結(jié)果表符號(hào) kmolgM/3/gV?3/mkLsPaL?????hkolgF//摩 爾質(zhì) 量 流 量數(shù)值 kg/ m3?????中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁(yè) ????? kg/h217892???3..LFDL?smPa??? kg/ m3?? kg/h??39。則提餾段填料層高度為 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 19 頁(yè)HETPNZ??=1=提餾段總壓降 104????提提 p/=104MPa =120Pa 全塔高度的確定 [5]4+=??提精 Z=1200+120=1320Pa提精 p??3 全塔填料層高度和壓降計(jì)算匯總表參數(shù) 精餾段 提餾段 全塔壓降 （ Pa/m）Zp/?300 300 總壓降/ Pa 1200 120 1320填料層高度 /m 4 填料支承裝置的作用是支承塔內(nèi)的填料。(2)塔內(nèi)液體分布器高度本設(shè)計(jì)選用的是槽式液體分布器和槽盤式液體分布器可以較好地解決抗堵、防夾帶等問題，壓降小、負(fù)荷彈性大。飽和水蒸汽是一種應(yīng)用最廣的加熱劑。塔頂溫度下： = = ?AP?BP中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 28 頁(yè) ??BADP?塔底溫度下： = =?A?B??BAW全塔平均揮發(fā)度： ?WDm?因?yàn)樗子性俜衅?，所以精餾塔理論板數(shù)比梯級(jí)數(shù)少 1，確定精餾塔理論板數(shù)為 67 塊，精餾段為 4 塊，提餾段為 63 塊。本設(shè)計(jì)選用規(guī)整填料，規(guī)整填料是一種在塔內(nèi)按均勻幾何圖形排布、整齊堆砌的填料，規(guī)定了氣液流路，改善了溝流和壁流現(xiàn)象，壓降可以很小，同時(shí)還可以提供更大的比表面積，在同等溶劑中可以達(dá)到更高的傳質(zhì)、傳熱效果。液體在填料塔內(nèi)均勻分布，可以增大填料的潤(rùn)濕表面積，以提高分離效果，因此液體的初始分布十分重要。對(duì)于填料塔而言，塔底空間是指最后一層填料底線到塔底切線的距離。除此之外，他對(duì)我生活的關(guān)心和照顧也使得我得以順利了畢業(yè)設(shè)計(jì)。原因是設(shè)計(jì)中還存在地震烈度及風(fēng)載荷，質(zhì)量核算等問題，由于設(shè)計(jì)時(shí)間原因，這里對(duì)以上值無法進(jìn)行計(jì)算，所以采用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際數(shù)據(jù)。對(duì)于填料塔而言，塔頂空間即為第一層填料上線到塔頂切線的距離?！街? 設(shè)計(jì)時(shí)的填料高度，m；39。2V kg/39。中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 25 頁(yè)冷凝其的熱負(fù)荷 ???LDVCIRQ???1 其中 塔頂上升蒸汽的焓VDI 塔頂餾出液的焓L ??水甲 VDVDLV HxxI?????1其中 甲醇的蒸發(fā)潛熱甲H? 水的蒸發(fā)潛熱水V蒸發(fā)潛熱與溫度的關(guān)系：?????????rVTH其中 對(duì)比溫度rT表 227 沸點(diǎn)下蒸發(fā)潛熱列表沸點(diǎn)/℃ 蒸發(fā)潛熱 ??1/???kmolcar KTC/甲醇 8430 水 100 9729 由沃森公式計(jì)算塔頂溫度下的潛熱 ?????????rVTH℃時(shí)，對(duì)甲醇： ??℃時(shí)，對(duì)甲醇： ?.1281r蒸發(fā)潛熱 ?????????對(duì)水，同理得 ?2rT1r中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 26 頁(yè)蒸發(fā)潛熱 ???????????對(duì)于全凝器作熱量衡算（忽略熱量損失） ???LDVCIRQ??選擇泡點(diǎn)回流，與露點(diǎn)相接近，所以 水甲 HxxIDLV???1代入數(shù)據(jù)得+（）= kcal/kmol??LDVI（+1）=冷卻介質(zhì)消耗量 ??CkgJCpc???/174.????12tQWpc ???在 =℃下，甲醇的汽化熱為 ，水的汽化熱為 tkJ/kg選用 （500kpa，180℃）低壓蒸汽為加熱介質(zhì)⑴再沸器的熱負(fù)荷為 ??LWVBIQ??39。中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 21 頁(yè)圖 24 加壓塔底裙座結(jié)構(gòu)圖本設(shè)計(jì)中采用圓柱型裙座，裙座高度選取 。槽式液體分布器具有較大的操作彈性和極好的抗污堵性，特別適合于大氣液負(fù)荷及含有固體懸浮物、粘度大的液體的分離場(chǎng)合，應(yīng)用范圍非常廣泛。所選的規(guī)整的參數(shù)為型號(hào) 峰高 mm 比表面積 m2/m3 理論板數(shù) 1/m 空隙率 % 壓力降MPa/mCB500Y 12 250 97 104中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁(yè) 塔徑設(shè)計(jì)的計(jì)算由氣速關(guān)聯(lián)式 ?????????????????????? LGLGf Aau????式中 干填料因子；2?a 液體粘度， ；L?smPa? 金屬絲網(wǎng)規(guī)整填料為 ；A 液體、氣體質(zhì)量流速；G、 氣體、液體密度；L?、 重力加速度。 精餾塔主要尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算表 25 水在不同溫度下的密度溫度 /℃ 60 70 80 90 100 110密度/(g/ cm 3) 表 26 甲醇在不同溫度下的密度溫度 /℃ 10 20 30 40 50 60密度/(g/ cm 3) 表 27 水在不同溫度下的黏度溫度/℃ 80 90 100 110 120 130黏度/ smPa? 表 28 甲醇在不同溫度下的黏度溫度/℃ 10 15 20 黏度/ s? 用內(nèi)插法可以計(jì)算出水和甲醇在塔頂、塔底和進(jìn)料溫度下的密度和黏度舉例：中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) g/ cm3?????水水 ??. ??. smPa?表 29 水和甲醇在不同溫度下的密度溫度/℃ ?Dt ?Wt ?Ft水密度/(g/ cm 3) 甲醇密度/(g/ cm 3) 表 210 水和甲醇在不同溫度下的黏度溫度/℃ ?Dt ?Wt ?Ft水黏度/( )smPa? 甲醇黏度/( ) +（）=????????