【正文】 KmolKH2OKJ/kg℃DMEKJ/KmolCH3OHKJ/KmolH2OKJ/kg 18116 37897 24247 15574 35173 23548以全凝器作為熱量衡算忽略熱損失圖31 冷凝器熱量衡算簡圖Q1：塔頂蒸氣帶出的熱量Q2：塔頂產(chǎn)品帶走的熱量Q3：回流帶入的熱量Q4：冷凝器的熱負(fù)荷根據(jù)能量守衡：Q 1= Q2+ Q3+ Q4則冷凝器的熱負(fù)荷：Q 4= Q1 Q2 Q3(一) Q 1的計(jì)算 (KJ/h)1065.)(132 )25.(5VHv)(V)(7OCDME OHCDMEi,3 3??????? ??????DPPiP ttt(二) Q 2的計(jì)算 J/)()...( ΔtC()tΔt 6DPDPDiP, 3??? OHME(三) Q 3的計(jì)算 KJ/h)()( t()ttCL 6DPDPDiP, 3????????OHCMELL(四) Q 4的計(jì)算Q4= Q1 Q2 Q3=106=106 (KJ/h)以再沸器作熱量衡算，熱損失為Q n，估算取Q n=圖32 再沸器熱量衡算簡圖Q5：再沸器的熱負(fù)荷Q6：下降液體帶入再沸器的熱量Q7：上升蒸汽帶出的熱量Q8：塔底產(chǎn)品帶出的熱量Qn：再沸器的熱損失根據(jù)能量守衡：Q 5+ Q6= Q7+ Q8+ Qn則Q 5=（Q 7+ Q8 Q6）／(一) Q 7的計(jì)算 ）（ ）KJ/ (15732..986 )()540(5. Hv)Vv)CH)V( V((7 44OODME OHOHCDME, 23 23?? ????? ?????? ??????????DPDPPiWiP tttt(二) Q 8的計(jì)算 KJ/h)(. (642 )ΔtC(ΔtC()ΔttCW5 WPWPWPiP, 2???????? OHOHDME(三) Q 6的計(jì)算 J/h)(. (74 )tt()ttL75 WPWPWPiP, 2?????? ?????????OHOHCDMELLL(四) Q 5的計(jì)算Q5=（Q 7+ Q8 Q6）／=(10 7+107)／ =107（KJ/h ）10 7 KJ/h， 106 KJ/h(一) 冷卻水消耗量冷卻水進(jìn)、出冷凝器的溫度分別為20℃和30℃℃15230???t查得15℃下C P，水 = KJ/kg℃冷卻水的消耗量為 (kg/h))20()(62,4 ???????tQWPC水(二) 加熱蒸汽消耗量，且冷凝液在飽和溫度下排出， ，其熱， KJ/Kg。加熱蒸汽消耗量為 (kg/h) ??????HQWn4 主要設(shè)備設(shè)計(jì)和選型已知料液流率：10 5kg/h，料液密度： 3/??取管內(nèi)流速： smuF/?料液的體積流量： sV/??則進(jìn)料管直徑： )(1706.).14()(2/2/1 mudF??根據(jù)管材規(guī)范，取進(jìn)料管尺寸為 59??。其內(nèi)徑為184mm。實(shí)際流速 smuF/?已知回流液流率： ，回流液密度：hkgL/? 3/??則回流液體積流率： )/(??取管內(nèi)流速： smu/則回流管直徑： )(0751.)()( 2/2/1 mdDR????根據(jù)管材規(guī)范，取進(jìn)料管尺寸為 。其內(nèi)徑為81mm。89?實(shí)際流速： smuR/?已知釜液質(zhì)量流率： 10 5kg/h，釜液密度： 3/??則釜液體積流率： )/(???取管內(nèi)流速： hmu/.0則釜液出口管直徑： )()()4(/12/1 muVdW????取釜液出口管尺寸為 。其內(nèi)徑為260mm。??實(shí)際流速： )/(?近似取精餾段體積流率為塔頂蒸汽體積流率，并取管內(nèi)蒸汽流速 smuD/20?精餾段氣體質(zhì)量流率：10 4kg/h，塔頂蒸汽密度： ，?體積流率： )/(???則塔頂蒸汽管直徑： )()4.()(/12/1 muVdD???取塔頂蒸汽管尺寸為 。其內(nèi)徑為286mm。?實(shí)際流速： smuD/?已知加熱蒸汽流率： ，加熱蒸汽密度： （ 下的蒸汽hkgV/5098 3/??密度），取管內(nèi)加熱蒸汽流速為 smuV/15?體積流率： )(??則塔頂蒸汽管直徑： )(1530..0)(2//1 mudV???取塔頂蒸汽管尺寸為 。其內(nèi)徑為158mm。568?實(shí)際流速： smuD/?表41 管路設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果 序號(hào) 管線 流速(m/s) 管規(guī)格1 進(jìn)料管 φ19452 回流管 φ8943 釜液出口管 φ2734 塔頂蒸汽管 φ2995 加熱蒸汽管 φ1685℃的氣體經(jīng)過冷凝器，冷卻為同溫度下的液體。冷凝水進(jìn)出口溫度分別為20℃和30℃，冷水走管間，蒸汽走殼間。采用管殼式換熱器，且逆流傳熱。已知冷凝器的熱負(fù)荷為Q C=106KJ/h根據(jù)流體性質(zhì)，查《化工原理》教材P367附錄二十四，取K=800K/m 2℃△t m：熱流體：℃→℃ 冷流體： 30℃←20℃ ?t小 = t大 =℃???nnmt??小大 小大傳熱面積Q=KA△t m，A=Q／K△t m=106／800=208(m 2)查《化工原理》教材P378附錄二十八。選擇管殼式換熱器型號(hào)為G800 Ⅱ換熱器的參數(shù)如下：表42 冷凝器參數(shù)表公稱直徑/mm 800 管子根數(shù) 450公稱壓力/MPa 管長/mm 6000管程數(shù) 2 管道流面積/m 2 中心排管數(shù) 23 管子排列方法 三角形排列列管尺寸/mm φ252 管心距/mm 32實(shí)際傳熱面積： 25 結(jié)論。本設(shè)計(jì)針對(duì)現(xiàn)有的二甲醚分離裝置精餾工段進(jìn)行了工藝設(shè)計(jì)，經(jīng)濟(jì)合理。選取了二甲醚精餾的主要設(shè)備—浮閥塔，操作點(diǎn)處在適宜操作區(qū)的適中位置，確定了精餾工序的具體操作參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的產(chǎn)量目標(biāo)。經(jīng)過了幾個(gè)月的查閱、研究大量的相關(guān)文獻(xiàn)，我順利完成了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)， 本次設(shè)計(jì)與以前所做的課程設(shè)計(jì)有著很大的不同。之前的課程設(shè)計(jì)較為簡單，涉及的知識(shí)大部分是學(xué)過的知識(shí)，在本次設(shè)計(jì)中，很多的知識(shí)都在之前都沒接觸過，要靠自己查閱資料學(xué)習(xí)。通過本次設(shè)計(jì)使我對(duì)精餾塔的設(shè)計(jì)有了比較全面的了解，了解了工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)技能，例如本設(shè)計(jì)分離中加入閃蒸罐，可得到較高濃度的二甲醚，在優(yōu)化設(shè)計(jì)上也有了較深的心得體會(huì)。但在設(shè)計(jì)中我也遇到了很多的困難，例如對(duì)設(shè)備選型等方面知識(shí)的匱乏，許多理論知識(shí)在實(shí)際中不知如何去應(yīng)用，這些都使我在設(shè)計(jì)中一度陷入困境。通過這次設(shè)計(jì)，使我明白僅僅了解書本上的知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有結(jié)合自己的實(shí)際情況運(yùn)用于實(shí)踐，這樣才能更深地了解和學(xué)習(xí)好知識(shí)。自己現(xiàn)在所學(xué)的理論知識(shí)還不夠全面，很多問題涉及的不僅僅是本專業(yè)的知識(shí)。在此次設(shè)計(jì)過程中，由于資料及數(shù)據(jù)的欠缺，部分設(shè)計(jì)存在著許多的不足，例如泵的選型、再沸器的選型。加之本人的能力有限，這次設(shè)計(jì)中存在不足的地方，望評(píng)審老師多多包涵，提出寶貴意見。參考文獻(xiàn)[1] 康舉，韓利華，梁英華：《二甲醚的生產(chǎn)工藝及其下游產(chǎn)品的開發(fā)》[J]，《遼寧化工》2007年第12期第36卷，第854 頁。[2] 王永軍，閆冬，張勇，奇許英：《二甲醚市場前景淺析》[J]，《西部煤化工》2022年第1期，第74頁。[3] 韓凌，郭少青，朱凌皓：《二甲醚生產(chǎn)技術(shù)與市場狀況》[J]，《煤化工》2022年第3期，第33頁。[4] 康舉，韓利華，梁英華：《二甲醚生產(chǎn)工藝技術(shù)進(jìn)展》[J]，《河北化工》2022年第11期第11卷，第9頁。[5] 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N－塔板數(shù)；理論板數(shù)；篩孔數(shù)D－塔頂餾出液流量，kmol/h；塔徑，m； Np－實(shí)際塔板數(shù)；do－篩孔直徑，mm； NT－理論塔板數(shù)；E－液流收縮系數(shù)，無因次； P－操作壓強(qiáng)；塔頂產(chǎn)品量， Kmol/hET－全塔效率（總板效率），無因次； △P－壓強(qiáng)降，eV－霧沫夾帶量，kg（液）/kg（氣）； q－進(jìn)料熱狀態(tài)參數(shù)；F－進(jìn)料流量，kmol/h；氣相動(dòng)能因數(shù)，m/s(kg/m 3)1/2； Q－傳熱速率或熱負(fù)荷，KJ/hH－塔高，m； R－回流比；開孔區(qū)半徑，m；HT－板間距，m； T－溫度，KhC－與干板壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨?，m； t－篩孔中心距，mm；h1－進(jìn)口堰與降液管間的水平距離m；， t′－篩孔中心距，mm；VS－塔內(nèi)上升蒸氣流量，m 3/s； u－空塔氣速，m/s。hL－板上液層高度，m； V－塔內(nèi)上升蒸氣流量，kmol/h；ho－降液管底隙高度，m； ψ－液體密度校正系數(shù)how－堰上液層高度，m； W－釜?dú)堃海ㄋ桩a(chǎn)品）流量，kmol/h；HV－汽化熱，KJ//Kmol Wd－弓形降液管寬度，m； y－氣相中易揮發(fā)組分的摩爾分率； WC－無效區(qū)寬度，m；K－相平衡常數(shù)；浮閥的穩(wěn)定性系數(shù)，無因次； WS－安定區(qū)寬度，m；L－塔內(nèi)下降液體的流量，kmol/h； x－液相中易揮發(fā)組分的摩爾分率；LS－塔內(nèi)下降液體的流量，m 3/s； φ－開孔率；lw－溢流堰長度，m； uo－降液管底隙處液體流速，m/s。M－分子量，Kg/Kmol uo－篩孔氣速，m/s。hσ ——與克服液體表面張力的壓降所當(dāng)?shù)囊褐叨?，m； hd－與液體流經(jīng)降液管的壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨?m； hl－與氣流穿過板上液層的壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨?，m；hP－與單板壓降相當(dāng)?shù)囊簩痈叨?m。（2）希臘字母：?－相對(duì)揮發(fā)度 ?－密度，Kg/m 3?－表面張力，達(dá)因/cm ?－粘度，mpa．S（3）下標(biāo)：A－輕關(guān)鍵組分 L－液相B－重關(guān)鍵組分 V－氣相C－非重關(guān)鍵組分 m－平均D－餾出液 min－最小或最少F－原料液 max－最大的W－殘液量 T－理論的ｉ－組分序號(hào) P－實(shí)際的（4）上標(biāo)：′－提餾段附錄2帶控制點(diǎn)的工藝流程圖精餾塔設(shè)備圖 塔板孔排列謝 辭 走的最快的總是時(shí)間，來不及感嘆，大學(xué)生活已近尾聲，四年多的努力與付出，隨著本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成，將要?jiǎng)澫峦昝赖木涮?hào)。本畢業(yè)設(shè)計(jì)在我的導(dǎo)師—馮彤英老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下完成的，從課題選擇到具體的設(shè)計(jì)過程，設(shè)計(jì)初期、中期的檢查及后期的修改，無不凝聚著馮彤英老師的心血和汗水，在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，老師為我提供了種種專業(yè)知識(shí)上的指導(dǎo)和建議，老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度使我深受感動(dòng)，沒有這樣的幫助、關(guān)懷和熏陶，我不會(huì)這么順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。在此向馮老師表示深深的感謝和崇高的敬意！在臨近畢業(yè)之際，我還要借此機(jī)會(huì)向在這四年中給予我諸多教誨和幫助的各位老師表示由衷的謝意，感謝他們四年來的辛勤栽培。各位任課老師認(rèn)真負(fù)責(zé)，在他們的悉心幫助和支持下，我才能夠很好的掌握和運(yùn)用專業(yè)知識(shí)，并在設(shè)計(jì)中得以體現(xiàn)，順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。同時(shí)，在設(shè)計(jì)過程中，我還參考了有關(guān)的書籍和論文，在這里一并向有關(guān)的作者表示謝意。我還要感謝多位同學(xué)，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的這段時(shí)間里，你們給了我很多的啟發(fā)，提出了很多寶貴的意見，對(duì)于你們的幫助和支持，在此我表示深深地感謝。