【正文】 可用下式計(jì)算，即： （424）（1）與氣體通過塔板的壓降相當(dāng)?shù)囊后w高度。（2）液體通過降液管的壓頭損失，因不設(shè)進(jìn)口堰，故可按下式計(jì)算，即（3）板上液層高度，取因此取，板間距，溢流堰高度[25]則：可見 ，符合防止淹塔的要求。 霧沫夾帶板上液體流經(jīng)長度：板上液流面積：根據(jù)甲醇水系統(tǒng)屬于無泡沫正常系統(tǒng)，由，可查得物性數(shù)據(jù)[23]： ，則泛點(diǎn)率為： 計(jì)算出的泛點(diǎn)率在80%以下，故可知霧沫夾帶量能夠滿足ev。 塔板負(fù)荷性能圖 霧沫夾帶線泛點(diǎn)率可按下式計(jì)算： （425）對(duì)于一定的物系和一定的塔板結(jié)構(gòu)，式中﹑﹑﹑﹑及均為已知值，相對(duì)于的泛點(diǎn)率上限值也可確定，將各已知數(shù)代入上式，便得出VL的關(guān)系式，據(jù)此作出霧沫夾帶線。按泛點(diǎn)率80%計(jì)算：得到： 由以上式子可知：霧沫夾帶線為直線，則在操作范圍內(nèi)任兩個(gè)L值，算出V值如表43： 霧沫夾帶線數(shù)據(jù)L（m3/s）0V（m3/s） 液泛線 （426）由此確定液泛線。 （427） （428） （429） （430） （431） （432）將（427）（432）式代入（426）式得：因物系一定，塔板結(jié)構(gòu)尺寸一定，則﹑﹑﹑﹑﹑﹑﹑及等均為定值，而與又有如下關(guān)系，即： （433）式中閥孔數(shù)N與孔徑d0也為定值。因此，可將上式簡化得： （434） 液相負(fù)荷上限線液體的最大流量應(yīng)保證在降液管中停留時(shí)間不低于3～5s，則液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間: =3～5s （435）求出上限液體流量值（常數(shù)），在～圖上，液相負(fù)荷上限線為與氣體流量無關(guān)的豎直線。以作為液體在降液管中停留時(shí)間的下限，則： （436） 漏液線對(duì)于F1型重閥，依計(jì)算，則。又知，即： （437）式中、N、 均為已知數(shù)，故可由此式求出氣相負(fù)荷的下限值，據(jù)此作出與液相流量無關(guān)的水平漏液線。以作為規(guī)定氣體最小負(fù)荷的標(biāo)準(zhǔn)，則: （438） 液相負(fù)荷下限線取堰上液層高度作為液相負(fù)荷下限條件，依下列的計(jì)算式 （439）計(jì)算出的下限值，依此作出液相負(fù)荷下限線，該線為與氣相流量無關(guān)的豎直直線。取E=1，則 （440）根據(jù)本題表43及式（434）﹑（436）﹑（438）﹑（440）可分別作出塔板負(fù)荷性能圖上的五條線，如下圖所示。VS(m3/s) ① ② ④ ③ ⑤ 0 () Ls(m3/s) 塔板負(fù)荷性能圖由塔板負(fù)荷性能圖可以看出：（1）在任務(wù)規(guī)定的氣液負(fù)荷下的操作點(diǎn)（設(shè)計(jì)點(diǎn)），處在適宜操作區(qū)域的適中位置。（2）塔板的氣相負(fù)荷上限完全由霧沫夾帶控制。（3）按照固定的氣液比，, 氣相負(fù)荷下限所以： 接管計(jì)算 進(jìn)料管進(jìn)料管的結(jié)構(gòu)類型很多，有直管進(jìn)料管、Tf型進(jìn)料管、彎管進(jìn)料管。本設(shè)計(jì)采用直管進(jìn)料管，管徑計(jì)算如下: （436）已知溫度70℃，進(jìn)料的水密度為:,甲醇密度:[14]，平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)：液相的平均密度為：那么: 進(jìn)料體積流量為：取則：經(jīng)圓整后選取熱軋無縫鋼管，規(guī)格為： 回流管已知回流溫度40℃，甲醇液體密度為：[14]那么甲醇液體的體積流量：取則：經(jīng)圓整后選取熱軋無縫鋼管，規(guī)格為： 實(shí)際流速： 塔底出料管已知塔釜溫度105℃，查得水的密度：,甲醇的密度為：[14],而液相的平均密度為：那么: 出料體積流量為：取則：經(jīng)圓整后選取熱軋無縫鋼管，規(guī)格為：實(shí)際流速： 塔頂蒸汽出料管采用直管出氣，塔頂上升蒸汽的體積流量為：取蒸汽速度為：則:經(jīng)圓整后選取熱軋無縫鋼管，規(guī)格為： 塔底蒸汽進(jìn)氣管采用直管出氣，塔頂上升蒸汽的體積流量為：取蒸汽速度為：則:經(jīng)圓整后選取熱軋無縫鋼管，規(guī)格為： 浮閥塔設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果總表 浮閥塔設(shè)計(jì)結(jié)果項(xiàng)目數(shù)值或說明備注塔高：m塔徑：m板間距：m塔板形式單溢流弓形降液管分塊式塔板空塔氣速：m/s精餾段提餾段堰長：m堰高 ：m精餾段提餾段板上液層高度hl ：m降液管底隙高度h0：m精餾段提餾段浮閥個(gè)數(shù)：個(gè)280閥孔氣速u0:m/s閥孔動(dòng)能因素9孔心距t：m等腰三角形單板壓降：pa降液管液體停留時(shí)間：s精餾段提餾段降液管內(nèi)流液層高Hd(m)：泛點(diǎn)率%氣相負(fù)荷上限：霧沫夾帶控制氣相負(fù)荷下限：漏液線控制開孔率%操作彈性結(jié) 論本設(shè)計(jì)的題目是：年產(chǎn)5萬噸甲醇雙塔精餾工藝設(shè)計(jì)，這是河南煤化集團(tuán)安化公司的一個(gè)項(xiàng)目。本設(shè)計(jì)選擇了較為良好的工藝路線，確定了良好的工藝條件以及設(shè)備的選型。本設(shè)計(jì)采用浮閥塔，通過本次的精餾工藝設(shè)計(jì)，使甲醇得到了較好的分離，能夠滿足塔底含甲醇量≤1%的精餾要求，本設(shè)計(jì)的平均操作溫度為85℃，接近于常壓操作。在對(duì)精餾塔進(jìn)行了塔體工藝尺寸計(jì)算、塔板數(shù)計(jì)算、精餾塔接管尺寸計(jì)算設(shè)計(jì)以后得到了如下結(jié)果：／h；精餾塔的板層數(shù)為32層，，；溢流形式為單溢流，降液管形式為弓形；，；；，；；，浮法數(shù)為280個(gè)，﹪；。由計(jì)算可知，年產(chǎn)5萬噸甲醇精餾工段的設(shè)計(jì)可行，同時(shí)繪制出的生產(chǎn)工藝流程圖和精餾塔設(shè)計(jì)條件圖都符合計(jì)算結(jié)果和實(shí)際情況。參考文獻(xiàn)[1] 謝克昌，房鼎業(yè)．甲醇工藝學(xué)[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010：56．[2] Wang,J．C．Hank．G．E．Tridagoni Matrix for tillation．Hydrocaybon　Processing [P]．1996, (8):155163．[3] 崔小明．甲醇的供需現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J]．化學(xué)工業(yè)，2007，1821．[4] 劉保柱，章淵昶，陳平，姚克儉．節(jié)能型甲醇精餾工藝研究[J]．化工進(jìn)展，2007，5：812．[5] 柴誠敬．化工原理[M]．天津：天津大學(xué)化工學(xué)院出版社，2006．[6] 王永忠，李振東．甲醇雙塔精餾工藝[J]．廣東化工，2012，9(11)：178179．[7] 吳聲望．甲醇雙塔精餾和三塔精餾工藝應(yīng)用比較[J]．化學(xué)工程與裝備，2009，(7)：5557．[8] 路秀林，王者相．塔設(shè)備[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004．[9] 王樹楹．現(xiàn)代板式塔技術(shù)指南[M]．中國石化出版社，1998．[10] 付有成．板式塔精餾技術(shù)進(jìn)展[M]．北京：石油工業(yè)出版社，2000．[11] 崔現(xiàn)寶，楊志才，馮天揚(yáng)．萃取精餾及進(jìn)展[J]．化學(xué)工業(yè)與工程，2001，18(4)：215220．[12] 吳俊生，邵惠鶴．精餾設(shè)計(jì)操作和控制[M]．北京：中國石化出版社，2007：923．[13] 葛婉華，陳鳴德．化工計(jì)算[M]．北京: 化學(xué)工業(yè)出版社，1990．[14] 劉光啟，馬連湘．化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊(cè)[M]．天津：化學(xué)工業(yè)出版社，2001，54：103156．[15] 黃璐，王保國．化工設(shè)計(jì)[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010．[16] 申迎華，郝曉剛．化工原理課程設(shè)計(jì)[M]．上海：化學(xué)工業(yè)出版社，2009．[17] 中國石化集團(tuán)上海工程有限公司．化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)（下冊(cè)）[M]．上海：化學(xué)工業(yè)出版社，2003．[18] 中國化學(xué)院．化學(xué)工程設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1992：44352．[19] 華南理工大學(xué)化工原理教研室．化工過程設(shè)備及設(shè)計(jì)[M]．廣州：華南理工大學(xué)出版社，2005．[20] 武漢大學(xué)．化學(xué)工程基礎(chǔ)[M]．武漢：高等教育出版社，2009．[21] 侯麗新．板式精餾塔[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000．[22] 王立業(yè)，喻鍵良．化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)[M]．大連：大連理工大學(xué)出版社，2006．[23] 王衛(wèi)東．化工原理課程設(shè)計(jì)[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011．[24] 任曉光．化工原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008．[25] 梁坤．板式精餾塔設(shè)計(jì)[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010．附 錄附錄A甲醇雙塔精餾工藝流程圖附錄B甲醇雙塔精餾設(shè)備浮閥塔圖48