【文章內(nèi)容簡介】 值代入公式（1）用 excel 表格進(jìn)行試差計算，見表 210表 210 θ 值的試差計算Θ a1xf1/(a1θ) a2xf2/(a2θ) a3xf3/(a3θ) a4xf4/(a4θ) a5xf5/(a5θ) 求和 0. 8006 11min1???iijDijniijFijaxRqa?)1()2(常州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 第 11 頁 共 44 頁 所以 θ= ，代入公式（2）中取回流比為最小回流比的 ?R 理論板的計算參考《化工原理》下，P97 理論板數(shù)的捷算公式：其中，l 代表輕關(guān)鍵組分，h 代表重關(guān)鍵組分代入數(shù)據(jù)查《化工原理》下，P74所以理論板的計算公式為：代入數(shù)據(jù) N=所以理論板取為 16 塊板 加料板位置的確定查《化工原理》下，P98lhWhDlaxNg][min?]025496[min??N ??????????????R7.)(.1lgminmin?)( ????lhFhDllaxNg][min?常州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 第 12 頁 共 44 頁30 / mkgPTMDV ??????代入數(shù)據(jù)得 Nminl=又因為所以 Nl=加料板取為第 7 塊 塔徑的計算 進(jìn)料溫度的計算根據(jù)工藝要求，進(jìn)料選取進(jìn)料為 下的泡點進(jìn)料，參考 《化工原理》下，P92 的泡點溫度計算公式：通過試差計算，進(jìn)料溫度為 ℃。 計算塔頂?shù)奈镔|(zhì)物性查《石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊》得，塔頂在 T=℃ 下的物性見表 211表 211 塔頂各組分的物性序號 分子式 相對分子質(zhì)量 mol% 液體密度g/cm3 液體粘度mPa*s1 CH3NH2 2 HCOOCH3 3 CH3OH 4 H2O 5 HCONHCH3 甲醇塔塔頂?shù)钠骄鄬Ψ肿淤|(zhì)量 MDMD=+++=塔頂?shù)臍庀嗝芏?PV塔頂?shù)囊合嗝芏?PL、PL=+++=塔頂?shù)囊后w粘度 uLuL=+++=*m塔頂?shù)臍怏w流量 WV???ll 111????niniiixKy常州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 第 13 頁 共 44 頁30 / mkgPTMWV ??????V=(R+1)D=(+1)=WV=VMD==塔頂?shù)囊后w流量 WLL=RD==WL=LMD==塔頂?shù)奈镔|(zhì)性質(zhì)匯總，見表 212表 212 塔頂物質(zhì)性質(zhì)匯總符號 相對分子質(zhì)量 g/mol氣體密度PV/（kg/m 3)液體密度PL/（kg/m 3)液體粘度UL/(mPa*m)氣體流量WV/(kg/h)液體流量WL/(kg/h)數(shù)值 計算塔釜的物質(zhì)物性查《石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊》得，塔釜在 T=183℃ 下的物性見表 213表 213 塔釜各物質(zhì)的物性序號 分子式 相對分子質(zhì)量 mol% 液體密度g/cm3 液體粘度mPa*s1 CH3NH2 2 HCOOCH3 3 CH3OH 4 H2O 5 HCONHCH3 甲醇塔塔釜的平均相對分子質(zhì)量 MWMW=++=塔釜的氣相密度 PV塔釜的液相密度 PL、PL=++=塔釜的液體粘度 uLuL=++=*m塔釜的氣體流量 WVV39。=(R+1)D=(+1)=WV=V39。MW==塔釜的液體流量 WLL39。=RD+F=+=ML=L39。==常州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 第 14 頁 共 44 頁3/. mkgPV???3/ mPauL *???hkgWV /?L /..0??塔釜的物質(zhì)性質(zhì)匯總，見表 214表 214 塔釜的物質(zhì)性質(zhì)匯總符號 相對分子質(zhì)量g/mol氣體密度PV/（kg/m 3)液體密度PL/（kg/m 3)液體粘度UL/(mPa*m)氣體流量WV/(kg/h)液體流量WL/(kg/h)數(shù)值 全塔的物質(zhì)物性全塔的氣相密度全塔的液相密度全塔的液體粘度全塔的氣體流量全塔的液體流量全塔的物質(zhì)性質(zhì)匯總，見表 215表 215 全塔的物質(zhì)性質(zhì)匯總符號 氣體密度PV/（kg/m 3)液體密度PL/（kg/m 3)液體粘度UL/(mPa*m)氣體流量WV/(kg/h)液體流量WL/(kg/h)數(shù)值 選用 SW2 網(wǎng)孔波紋填料，查閱《塔填料產(chǎn)品及技術(shù)手冊》得：填料總比表面積 a=450m2/m3 填料層空隙率 ε= 3/m3填料 F 因子 每米填料相當(dāng)?shù)乃鍞?shù) NT=查閱《化工原理課程設(shè)計》第二版 P175 得：金屬網(wǎng)孔波紋填料的 A= K= 空塔氣速計算常州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 第 15 頁 共 44 頁 )()(])(lg[ LVVLLVtF PpwKAPpau???? )493()6418(.]39))((81lg[ ?FuspwVs /..453???????TNHEPZ??? )/(3)/( 223 hmhmU ??????參考《化工原理課程設(shè)計》第二版 P175 的貝恩（Bain）霍根（Hougen ）關(guān)聯(lián)式，求填料的泛點氣速代入數(shù)據(jù)計算得到：uF=對于規(guī)整填料，其泛點率的經(jīng)驗值為 u/uF=所以取 u=uF== 氣體體積流量的計算 塔徑的計算與圓整所以將塔徑圓整為 液體噴淋密度的驗算查《化工原理課程設(shè)計》第二版 P177，噴淋密度的計算式為：對全塔進(jìn)行噴淋密度的校核塔頂液體的噴淋量 Lh=WL/PL=所以液體噴淋密度滿 足所需要求 填料層高度的計算查《化工原理課程設(shè)計》第二版 P179，采用等板高度法計算填料層高度的基本公式為：常州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 第 16 頁 共 44 頁sJCpFQ/)2(1 ?????741932 984 /./., 已知 SW2 填料的效果為每米填料相當(dāng)于 塊理論板所以等板高度 HETP=1/=精餾段填料層的高度為 Z1=（71 ）=提餾段填料層的高度為 Z2=10=4m 塔高的計算塔頂?shù)姆忸^采用標(biāo)準(zhǔn)封頭，高度 h1h1===液體分布器的高度 h2 取為 考慮到塔釜重沸器的管長為 3m，所以塔釜的高度余量 h3 選為 4m所以塔高 H(不包括封頭）H=2h2+Z1+Z2+h3=3++4+4=第三章 能量衡算 進(jìn)料預(yù)熱器的熱負(fù)荷設(shè)計地點選在常州，進(jìn)料溫度選為 27℃，泡點的進(jìn)料溫度為 ℃，所以平均溫度為 T=（27+）/2=℃查《石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊》 ，進(jìn)料各物質(zhì)在 T=℃時的比熱容，見表 31表 31 進(jìn)料各物質(zhì)在 T=℃時的比熱容序號 分子式 kmol/h mol% 比熱榕Cp/(J/mol*k)1 CH3NH2 2 HCOOCH3 3 CH3OH 4 H2O 5 HCONHCH3 常州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 第 17 頁 共 44 頁所以加熱器的熱負(fù)荷為：QF=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5= 塔頂全凝器的熱負(fù)荷查《石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊》 ，塔頂各物質(zhì)在 T=℃時的汽化潛熱，見表 32表 32 塔頂各物質(zhì)在 T=℃時的汽化潛熱序號 分子式 kmol/h mol% 汽化潛熱r/(J/mol)1 CH3NH2 2 HCOOCH3 3 CH3OH 4 H2O 5 HCONHCH3 Q1=D1r11000/3600 =1000/3600=Q2=1000/3600=Q3=1000/3600=Q4=1000/3600=Q=Q1+Q2+Q3+Q4=全凝器熱負(fù)荷 Q39。D=（R+1)Q== 塔釜再沸器的熱負(fù)荷查《石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊》 ，塔釜各物質(zhì)在 T=℃時的汽化潛熱，見表 33表 33 塔釜各物質(zhì)在 T=℃時的汽化潛熱序號 分子式 kmol/h mol% 汽化潛熱r/(J/mol)1 CH3NH2 2 HCOOCH3 3 CH3OH 4 H2O 5 HCONHCH3 45217Q3=W3r31000/3600 =1000/3600=常州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 第 18 頁 共 44 頁Q4=1000/3600=Q5=1000/3600=Q=Q3+Q4+Q5=塔釜蒸汽的摩爾流量 WV=塔釜出料的摩爾流量 WW=塔釜再沸器熱負(fù)荷 Q39。W=WV/WWQ==第四章 換熱器的選型 預(yù)熱器 E1201選擇公用工程為 的水蒸氣溫度為 120℃，將原料從 27℃加熱到 ℃，采用逆流換熱方式Q 預(yù) =Δt 1=12027=93℃Δt 2==℃ ℃???tm查《化工原理課程設(shè)計》第二版 P64，選取總傳熱系數(shù) K=800w/(m2*k) Q=KSΔ tm180110=800S S= 所以 S39。=()S=查《化工原理》上冊 P298選擇的換熱器見表 41換熱管為 φ=192mm表 41 換熱器的型號公稱直徑DN/mm公稱壓力PN/Mpa管程數(shù)N管子根數(shù)n中心排管數(shù)管程流通面積/m2換熱管長度L/mm計算換熱面積/m2325 2 56 8 1500 冷凝器的選型 E1202 與校核 冷凝器的選型常州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 第 19 頁 共 44 頁循環(huán)冷卻水為 27℃進(jìn)換熱器，32℃出換熱器，將塔頂物質(zhì)從 ℃的氣體冷卻至 ℃的液體。 Q39。D=Δt 1==℃Δt 2==℃ ℃???tm查《化工原理課程設(shè)計》第二版 P64，選取總傳熱系數(shù) K=1100w/(m2*k) Q=KSΔt m682290=1100S 39。 S= 所以 S39。=()S=~24m2《化工原理》上冊 P298選擇的換熱器見表 42換熱管為 φ=192mm表 42 換熱器的型號公稱直徑DN/mm公稱壓力PN/Mpa管程數(shù)N管子根數(shù)n中心排管數(shù)管程流通面積 /m2換熱管長度L/mm計算換熱面積/m2700 4 222 2718 2022 冷卻水的定性溫度 T=（27+32）/2=℃，為方便計算，取溫度 T=30℃。塔頂?shù)亩ㄐ詼囟热?T= 下的甲醇液體，見表 43表 43 T= 下的甲醇和水的物性溫度/℃ 密度/(kg/m3)粘度/mPa*s比熱容/[kJ/(kg*℃)]導(dǎo)熱系數(shù)/[w/(m*℃)]水 30 甲醇 冷凝器的校核計算管程對流傳熱系數(shù)體積流量 q Q=qCpΔt1000=q10005 q=常州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 第 20 頁 共 44 頁湍 流 ）(..9537Re ?????dup )*2/(. .. ℃mwdai ??????)(??tdrgpa?? 00 ??????iimdaRdaK內(nèi)外 ?流通面積 A 222 098.)3)(4)( mdNni ???流速 uiui=q/A=計算管程對流傳熱系數(shù)查《化工原理》上，P194水平圓管外的冷凝給熱系數(shù)不考慮冷凝時各排管子受到其上各排管子流下的冷凝液的影響，即不考慮液膜厚度的增加，熱阻的增加。現(xiàn)假設(shè)外壁溫 tw=52℃，液膜性質(zhì)則沿用 t=℃時的性質(zhì)所以 Δt==℃ r=1696000J/kg確定污垢熱阻查《化工原理課程設(shè)計》第二版，P66R 外 =104m2*℃/wR 內(nèi) =104m2*℃/w金屬導(dǎo)熱系數(shù) )2()( ?????常州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 第 21 頁 共 44 頁λ=45w/m*℃總傳熱系數(shù) K=(m2*℃）換熱面積的校核所需要的面積 S=Q/K/Δt=682290/實際選用換熱器的面積 S=所以設(shè)計裕度（）/=%符合要求 再沸器的選型 E1203選用 水蒸氣 T=220℃加熱塔釜的液體，將液體從 183℃加熱為 183℃的蒸氣 Q39。w= Δtm=220183=37℃查《化工原理課程設(shè)計》第二版 P64，選取總傳熱系數(shù) K=800w/(m2*k) Q=KSΔt m1202220=800S37 39。 S= 所以 S39。=()S=~選擇的立式熱虹吸式重沸器見表 44換熱管為 φ=383mm表 44 換熱器的型號公稱直徑DN/mm公稱壓力PN/M