【正文】 ： ， 則 所假設的泡點溫度偏高。采用加速收斂的方法，以甲醇為參考組分求得甲醇的平衡常數(shù)，℃。將此溫度代入各組分安托因公式得相應的數(shù)： ， ，則假設的溫度符合要求，℃。 理論板數(shù)的計算由芬斯克方程求得全塔最小理論板數(shù)：精餾段最少理論板數(shù)： 由 (） (）由試差法求得：θ= ，查吉利蘭圖得所需理論板數(shù)為15塊。由《甲醇生產(chǎn)工藝學》知1米的高效絲網(wǎng)填料相當于5塊理論版。 加壓精餾塔設計 清晰分割法分離物系。由物料衡算的進加壓精餾塔的物料： 入加壓精餾塔的物料組成組分進料/kmol摩爾分數(shù)CH3OHH2OC4H9OH 合計設計分離要求：塔頂汽相水的含量：% 塔釜液相甲醇的含量：CH3OH60%由分離要求得：組分進料/kmol塔頂塔底CH3OHH2OC4H9OH0 合計DW由： (） (） (）聯(lián)立方程解得： D=： 加壓精餾塔的物料衡算組分進料/kmolxF塔頂xD塔底xWCH3OHH2OC4H9OH00 合計 塔頂、進料、塔釜溫度計算塔頂露點溫度計算：，℃，由安托因公式計算得：甲醇的飽和蒸汽壓： 水的飽和蒸汽壓： 符合要求℃，相對揮發(fā)度為 進料泡點溫度計算：，假設進料溫度為125℃，由安托因公式計算得：甲醇的飽和蒸汽壓： 水的飽和蒸汽壓： 異丁醇的飽和蒸汽壓： 解得： ， 符合要求則進料溫度為125℃，相對揮發(fā)度為塔釜泡點溫度計算：，假設塔釜溫度為130℃，由安托因公式計算得：甲醇的飽和蒸汽壓： 水的飽和蒸汽壓： 異丁醇的飽和蒸汽壓： 解得： ， 加速收斂：代入公式得甲醇的飽和蒸汽壓 ，℃ 水的飽和蒸汽壓 異丁醇的飽和蒸汽壓 ，符合要求℃，相對揮發(fā)度為 回流比及理論板數(shù)計算 由 恩特伍德公式 (） (）因泡點進料，則q=1，以水為基準，各組分的相對揮發(fā)度為： 由試差法取，則，所以最小回流比，則實際回流比R=全塔平均相對揮發(fā)度最少理論板數(shù)：由，查吉利蘭圖得：，則實際板數(shù)N=28塊。精餾段最少理論板數(shù)：查得實際板數(shù)為14塊，即進料板為從上往下數(shù)第15塊板。 加壓精餾塔工藝尺寸設計 平均摩爾質量、密度、表面張力計算塔頂平均摩爾質量計算：進料平均摩爾質量計算：塔釜平均摩爾質量精餾段平均摩爾質量： 提餾段平均摩爾質量： 塔頂氣相平均密度 水的密度 甲醇的密度 塔頂液相平均密度進料液相平均密度：水的密度甲醇的密度 異丁醇的密度進料液相平均密度塔釜氣相密度 塔釜液相密度：水的密度 甲醇的密度 異丁醇的密度 塔釜液相平均密度： 精餾段平均液相密度： 提餾段平均液相密度：塔頂液相表面張力： 進料液相表面張力：， 塔釜液相表面張力：， 精餾段平均表面張力： 提餾段平均表面張力： 精餾段塔徑設計精餾塔氣液相體積流率：查史密斯關聯(lián)圖：橫坐標：取板間距HT=，板上液層高度hL=,則HThL==。查得C20=，,則，則空塔氣速塔徑，截面積實際空塔氣速精餾段有效高度 提餾段塔徑設計提餾段氣液相體積流率：查史密斯關聯(lián)圖：橫坐標：取板間距HT=，板上液層高度hL=,則HThL==。查得C20=，,則，則空塔氣速塔徑，截面積實際空塔氣速提餾段有效高度全塔有效高度Z=+= 塔板工藝尺寸計算 精餾段塔板工藝參數(shù)(1)堰長 (2)溢流堰高度，取E=，則取板上清夜高度hL=,則(3)弓形降液管寬度Wd和截面積Af 由lw/D=,查得Af/AT=,Wd/D=,故 停留時間 設計合理（4）降液管底隙高度 ，取， 則，（5）采用分塊式塔板，由塔徑選用6塊塔板，邊緣寬度，無效區(qū) （6）開孔面積 其中 故開孔面積： 取篩孔直徑d0=10mm，取正三角形孔中心距t=3d0=30mm，則開孔數(shù)目開孔率，通過孔氣速 提餾段塔板參數(shù) 提餾段雙溢流塔板參數(shù)塔徑截面積板間距弓形降液管降液管面積比值比值D/mmAT/m2HT/mm堰長/Lw管寬/Wd管寬/W’dAf/m2Af/ATLw/D22008001540220250（7）篩板流體力學驗算干板阻力 ,采用7mm碳素鋼鋼板，查得C0=，校正 ,則氣體通過液層阻力， 浮動因子，查充氣系數(shù)關聯(lián)圖得，故液體表面張力產(chǎn)生的阻力氣體通過每一層塔板液柱高度 塔板壓降液沫夾帶量，其中 液沫夾帶量在允許范圍內 漏液氣速 =穩(wěn)定系數(shù)甲醇與水為不易發(fā)泡物系，取， ，不會發(fā)生液泛現(xiàn)象 熱量衡算塔頂全凝器熱負荷,%為甲醇，可近似看做純甲醇，則再沸器熱負荷，以進料焓為基準 假設熱損失為10%，則, 解得,則蒸汽消耗量為：熱負荷為Q=107W，取傳熱系數(shù) 熱源 ： 200℃ → 150℃ 冷源 ： 132℃ ← ℃ 平均溫差：由 得：傳熱面積由《典型化工單元操作設備設計》附表查得所需型號G1100Ⅵ 選定換熱器相關參數(shù)項目規(guī)格項目規(guī)格殼程/mm1100管子尺寸/mmφ25公稱壓強/Mpa4管長/m9公稱面積/m2管數(shù)830管程數(shù)6管子排列方法三角形加壓塔進料泵選型 進料的質量： 則體積流量： 加壓塔進料泵參數(shù)型號轉速/rpm流量m3/h揚程/H效率/%軸功率/kw汽蝕余量/mIS10080125290012074取進料速度u=，進料管管徑：選用公稱直徑為200mm的無縫鋼管，管外徑為219mm，選用榫槽面帶頸平焊法蘭，公稱直徑為200mm，外徑285mm，螺栓孔數(shù)為8，螺紋型號為M20，選型：法蘭SO—TG 150— HG20592—97塔頂回流泵選型 回流液體積： 回流泵參數(shù)型號轉速/rpm流量m3/h揚程/H效率/%軸功率/kw汽蝕余量/mIS1008012529001002078取回流速度u=，進料管管徑：選用公稱直徑為125mm的無縫鋼管，管外徑為133mm，厚度為4mm選用榫槽面帶頸平焊法蘭，公稱直徑為125mm，外徑250mm，螺栓孔數(shù)為8，螺紋型號為M16，選型：法蘭SO—TG 125— HG20592—97釜液泵選型 釜液體積流量為： 釜液泵參數(shù)型號轉速/rpm流量m3/h揚程/H效率/%軸功率/kw汽蝕余量/mIS100801602900603670取釜液速度u=，進料管管徑：選用公稱直徑為100mm的無縫鋼管，管外徑為108mm，厚度為4mm選用榫槽面帶頸平焊法蘭，公稱直徑為100mm，外徑220mm，螺栓孔數(shù)為8，螺紋型號為M16，選型：法蘭SO—TG 100— HG20592—97塔頂蒸汽出料管 由物料衡算得：氣相體積流量為取出塔氣度u=20m/s，進料管管徑：選用公稱直徑為600mm的無縫鋼管，管外徑為610mm，厚度為4mm選用榫槽面板式平焊法蘭，公稱直徑為600mm，外徑610mm，螺栓孔數(shù)為26，螺紋型號為M24，選型：法蘭PL—TG 500— HG20592—97 常壓精餾塔設計 清晰分割法分離物系由物料衡算的進常壓精餾塔的物料： 入常壓精餾塔的物料組成組分進料/kmol摩爾分數(shù)CH3OHH2OC4H9OH 合計設計分離要求：塔頂汽相水的含量：% 塔釜液相甲醇的含量：%由分離要求得：組分進料/kmol塔頂塔底CH3OHH2OC4H9OH0 合計DW由： (） (） (）聯(lián)立方程解得： D= 常壓精餾塔的物料衡算組分進料/kmolxF塔頂xD塔底xWCH3OHH2OC4H9OH00 合計 塔頂、進料、塔釜溫度計算塔頂露點[20]溫度計算：，℃，由安托因公式計算得：甲醇的飽和蒸汽壓： 水的飽和蒸汽壓： 符合要求℃，相對揮發(fā)度為 進料泡點溫度計算：，假設進料溫度為74℃，由安托因公式計算得：甲醇的飽和蒸汽壓： 水的飽和蒸汽壓： 異丁醇的飽和蒸汽壓： 解得： ， 符合要求則進料溫度為74℃，相對揮發(fā)度為塔釜泡點溫度計算：，℃，由安托因公式計算得：甲醇的飽和蒸汽壓： 水的飽和蒸汽壓： 異丁醇的飽和蒸汽壓： 解得： ， 符合要求℃，相對揮發(fā)度為 回流比及理論板數(shù)計算 由 恩特伍德公式 (） (）因泡點進料，則q=1，以水為基準，各組分的相對揮發(fā)度為： 則 由試差法解得，則最小回流比，則實際回流比R=全塔平均相對揮發(fā)度最少理論板數(shù)：由，查吉利蘭圖得：，則實際板數(shù)N=28塊。精餾段最少理論板數(shù)：查得實際板數(shù)為14塊，即進料板為從上往下數(shù)第15塊板。 常壓精餾塔工藝尺寸設計 平均摩爾質量、密度、表面張力計算塔頂平均摩爾質量計算：進料平均摩爾質量計算：塔釜平均摩爾質量精餾段平均摩爾質量： 提餾段平均摩爾質量： 塔頂氣相平均密度 水的密度 甲醇的密度 塔頂液相平均密度進料液相平均密度：水的密度甲醇的密度 異丁醇的密度進料液相平均密度塔釜氣相密度 塔釜液相密度：水的密度 甲醇的密度 異丁醇的密度 塔釜液相平均密度： 精餾段平均液相密度： 提餾段平均液相密度：塔頂液相表面張力： 進料液相表面張力：， 塔釜液相表面張力：， 精餾段平均表面張力： 提餾段平均表面張力： 精餾段塔徑設計 精餾段氣液相體積流率：查史密斯關聯(lián)圖：橫坐標：取板間距HT=，板上液層