【正文】 .降液管設計Lw=2400mm，=查閱《代工原理》(下)天津科學技術出版社，得到：=，=Wd降液管弓形寬度mAf降液管弓形面積m2AT塔截面積m2Wd==AT=D2=()2= m2Af== m2降液管容積與液體流量之比為液體在降液管中的停錙時間t，一般大于5S，即：t=精餾段：t==5S提餾段：t==5S故降液管底隙高度H0，對弓形降液管，管口面積等于底隙面積，即有：H0=，取= m/s則：精餾段：H0== m提餾段：H0== m 3.塔板布置及浮閥數目與排列：取閥孔動能因子F0=,計算如下：精餾段提餾段U0=U0==U0==每層浮閥數N=N=N==433=527取邊緣高度Wl=泡沫區(qū)寬度Ws=考慮到塔的直較大，必須采用分塊式塔盤，取=85mm，按=95 mm， =85 mm以等腰三角形順排。排得閥數為530個，按N=530個重新換算F，計算結果如下：精餾段提餾段U0===F0=U0==閥孔動能因素變化不大，仍在912之間。塔板開孔率： ==% 塔板流體力學驗算 1.氣相通過浮閥塔的壓降 Hp=Hc+Hl+H1. 干板阻力精餾段提餾段Uoc=Uoc==Uoc==因為U0UocU0UocHc=Hc=Hc=== ⑵.板上充氣液層阻力。取充氣系數0= hl=1hL== ⑶液體表面張力所造成的阻力很小，可以忽略。 所以hp=hc+hL 對精餾段：hp=+= 對提餾段：hp=+=2渣塔 為防止淹塔，要求嚴格控制降流管中液層高度。 Hd(HT+hw)Hd=hp+hL+hdA、氣體通過塔板的壓降相當的液降高度hp精餾段hp= 提餾段hp=B、液體通過降液管的壓頭損失。 因為不設進口堰：精餾段：hd=()2=()2=提餾段：hd=()2=()2=C、板上液層高度：hL= m 所以Hd=hp+hL+hd精餾段：Hd=++= m提餾段：Hd=++=取= 選定HT= hw=則：（HT+hw）=（+）=所以Hd(HT+hw)即可防止淹塔。3霧沫夾帶。 板上液體流經長度:ZL=D2Wd== 板上泛液面積：Ab=AT2Af== ev=( 又因為， 所以對于精餾段 則 提餾段 則 因此沒有霧沫夾帶 塔板負荷性能 !.霧沫夾帶線泛點率=對于一定的物系和一定的塔板v，l，Ab，K，G及Zl已知，相對于ev，得VL關系式，按泛點率=80%計算：精餾段： =化簡得：+= 由上可知，霧沫夾帶線為直線?！?.液泛線　　 (HT+HW)=Hp+Hl+Hd=Hc+Hl+H+HL+Hd　　　　忽略掉H，有：(HT+HW)=+()2+(1+0) [HW+E()1/3] 因塔板結構一定，物系一定，則HT，HW，H0，Lw，v，l，0和定值，U0=式中d0，N也是定值，故：上式可簡化為：精餾段：= 即： =提餾段： 即： 此即常壓塔的泛點率。 3.液相負荷上限　　　液體在降液管中停錙時間不低于5S為停留時間的上限?！　　∮?有：L=則精餾段：Ln(max)== 提餾段：Lm(max)== 4.漏液線對F1重閥，以F0=5為規(guī)定氣體最小負荷由F0=U0＝5，得U0＝由V=d0NU0=所以：精餾段：Vn(min)== m3/S 提餾段：Vm(min)==5.液相負荷下限取板上液層高度how= m，作為液相負荷下限條件。L(min)=()3/2精餾段：Ln(min)=()3/2= m3/s提餾段：Lm(min)=()3/2= m3/s 常壓塔主要尺寸確定1.壁厚選用20尺鋼為塔體材料，由于是常溫常壓操作，取壁厚Sn=10 mm 2.封頭采用標準橢圓封頭，材料為20R鋼，壁厚與塔體相同，即：Sn=10 mmhi=1000=750 mm，h0=60 mm 3.裙座以Q235A鋼為裙座材料，壁厚為10 mm，內徑等于塔內徑D=2600 mm，高度為3m，裙座與簡體的連接采用對焊不校核強度。 4.塔高設計塔釜高取Hb=3 m， m，頂接管高為350 mm，板間距為350 mm，開7個人孔，人孔處板間距為700 mm。塔高=3000+(750+60)+35350+1200+350+3000+7007 =25510 mm 5.接管設計 ⑴.塔頂甲醇蒸汽出口管由前面計算可知： kg/h，溫度75 ℃，則體積流量為：V=== m3/h蒸汽流速，取u=20 m/s則出口管面積S== m2所以：出口管徑d1== m即取d1=663 mm ⑵.回流液進口管已知回流液溫度為40℃， kg/h查表知:40℃= kg/m3所以：其體積流量V== m3/h取液體流速u= m/s則回流液入口管徑d2==== mm即取d2=140 mm ⑶.塔底出料管因塔底含醇1%，可近似為水， MPa，105 ℃ kg/m3， m/s。則出口管徑：d3== m取出口管徑d3=90 mm。 ⑷.進料管進料狀態(tài)為124 ℃， MPa， kg/h， kg/h， kg/m3，即甲醇的密度為：＝＝ m3/h所以：進料體積流量為：V== m3/h進料管流速取為u= m/s，則進料管徑： d4== m即取d4=70 mm⑸.再沸器蒸汽入口管由前面計算可知： kg/h，溫度為105 ℃。則體積流量為：V== = m3/h蒸汽流速取u=10 m/s，則入口管積S== m2所以：入口管徑d5== m即取d5=853 mm 輔助設備甲醇合成反應器是甲醇合成生產的核心設備，由于合成反應為可逆放熱反應，故要求反應器設計能迅速移走反應熱。本設計選用Lurgi管殼型反應器。圖② 該反應器外型像一個列管式換熱器，催化劑填裝于管內，管外為4MPa的沸水。反應氣流經反應管，放出的熱量通過管壁傳給沸騰水，使其汽化，轉變?yōu)橥瑴囟日羝?。其特點為① 床層溫度平穩(wěn)② 能準確，靈敏的控制反應溫度③ 以較高位能回收反應熱④ 出口甲醇含量較高⑤ 設備緊湊，開工方便⑥ 可避免石蠟等副產物生成⑦ 避免羰基化合物生成⑧ 壓降小，所需外部能量少主設備塔(精餾塔)見圖③工藝流程圖見圖④ 參考文獻[1] 趙國方編著 《化工工藝設計概論》 原子能出版社，1990[2] 天津大學物理化學教研室 《物理化學》（上、下）高等教育出版社，1991[3] 刁玉瑋 等編 《化工設備機械基礎》 大連理工大學出版社，1992[4] 楊福升 等編 《甲醇生產工藝與操作》 石油化學工業(yè)出版社，1974[5] 天津大學化工原理教研室 《化工原理》（上、下） 天津科學技術出版社，1994[6] 天津大學等合編 《基本有機化工分離工程》化學工業(yè)出版社，1995[7] 房鼎業(yè) 等編 《甲醇生產技術及進展》 華東化工學院出版社，1990[8] 馮元琦 主編 《聯醇生產》第二版，化學工業(yè)出版社，1994[9]上?；瘜W工業(yè)設計院石油化工設備設計建設組 《化工設備圖集》（Ⅳ，塔類），上?？萍汲霭嫔?，1974[10] 宋維端 等編 《甲醇工學》化學工業(yè)出版社，1991[11] 國家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設計院編《化工工藝設計手冊》第二版(上、下) 化學工業(yè)出版社，1996 結 束 語大學四年的日子馬上就要過去了，我們迎來了大學中最后的一堂課——畢業(yè)設計，這也是在大學中最關鍵的一堂課，是我們通過大學四年的學習，總結所學課程的一次機會，也是對我們把理論知識用于實際生產的一次綜合檢測。 通過畢業(yè)設計訓練使自己進一步鞏固加深所學的基礎理論、基本技能和專業(yè)知識，使之系統化、綜合化；在畢業(yè)設計中培養(yǎng)了自己獨立工作、獨立思考并運用已學的知識解決實際工程技術問題的能力，特別是獲取新知識的能力；加強了對計算、繪圖、實驗方法、數據處理、編輯設計文件、使用規(guī)范化手冊等最基本的工作實踐能力的培養(yǎng)；訓練了樹立具有符合國情和生產實際的正確的設計思想和觀與他人合作的工作作風。但是由于時間短、工藝復雜，加上首次進行這樣的大型設計，經驗不足且水平有限，在本次設計中，缺點、錯誤在所難免，敬請各位老師指正。我相信通過本次設計，這將是我以后在工作中的重要經驗，在本次設計過程中，得到了各位指導教師及多位同學的熱心幫助，在此表示謝意。同時還要感謝院、系各老師四年來的孜孜教導。