【導(dǎo)讀】無(wú)色、透明、高度揮發(fā)、易燃液體。近年來(lái)，世界甲醇的生產(chǎn)能力發(fā)展速度較快。甲醇工業(yè)的迅速發(fā)展，是由于甲。涂料和國(guó)防等工業(yè)。由甲醇轉(zhuǎn)化為汽油方法的研究成果，從而開(kāi)辟了由煤轉(zhuǎn)換。為汽車(chē)燃料的途徑。近年來(lái)碳一化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，甲醇制乙醇、乙烯、乙二醇、甲苯、二甲苯、醋酸乙烯、醋酐、甲酸甲酯和氧分解性能好的甲醇樹(shù)脂等產(chǎn)品，正在研究開(kāi)發(fā)和工業(yè)化中。甲醇化工已成為化學(xué)工業(yè)中一個(gè)重要的領(lǐng)域。目前，我國(guó)的甲醇市場(chǎng)隨著國(guó)際市場(chǎng)的原油價(jià)格在變化,總體的趨勢(shì)是走高。著原油價(jià)格的進(jìn)一步提升，作為有機(jī)化工基礎(chǔ)原料—甲醇的價(jià)格還會(huì)穩(wěn)步提高。國(guó)內(nèi)又有一批甲醇項(xiàng)目在籌建。這樣，選擇最好的工藝?yán)O(shè)備，同時(shí)選用最合。適的操作方法是至關(guān)重要的。對(duì)于二元混合物的分離，應(yīng)采用連續(xù)精餾流程。設(shè)計(jì)中采用泡點(diǎn)進(jìn)料，將原料液通過(guò)預(yù)熱器加熱至泡點(diǎn)后送入精餾塔內(nèi)。塔釜采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至。求精餾塔的氣、液相負(fù)荷.............錯(cuò)誤!

　　

【正文】 板 的操作上限為液泛控制，下限為液漏控制，由上圖查得 37 , ?SV , ?SV 故操作彈性為 m in,m a x, ??SSVV 8 篩板塔設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果 所設(shè)計(jì)篩板塔的主要結(jié)果匯總于下表 序號(hào) 項(xiàng)目 精餾段 提餾段 1 平均溫度 tm ℃ 5 氣相流量 Vs m3/s 7 液相流量 Ls m3/s 9 實(shí)際塔板數(shù) 16 10 有效段高度 Z m 11 精餾塔塔徑 m 12 板間距 m 13 溢流形式 單溢流 14 降液管形式 弓形 15 堰長(zhǎng) m 16 堰高 m 17 板上液層高度 m 19 堰上液層高度 m 21 降液管底隙高度 m 23 安定區(qū)寬度 m 24 邊緣區(qū)寬度 m 25 開(kāi)孔區(qū)面積 m2 38 26 篩孔直徑 m 27 篩孔數(shù)目 2756 28 孔中心距 m 29 開(kāi)孔率 ％ 30 空塔氣速 m/s 32 篩孔氣速 m/s 34 穩(wěn)定系數(shù) 36 精餾段每層塔板壓降 kPa 38 負(fù)荷上限 液泛控制 39 負(fù)荷下限 漏液控制 40 液液沫夾帶 ev ( /kg氣 ) 42 氣相負(fù)荷上限 m3/s 44 氣相負(fù)荷下限 m3/s 46 操作彈性 輔助設(shè)備的計(jì)算及選型 原料貯罐 設(shè)計(jì)原料的儲(chǔ)存利用時(shí)間為 3 天 m= 24h 3 = 則可知： V= m/進(jìn)料密度 =設(shè)其安全系數(shù)為： 則有： V 實(shí)際 =原料儲(chǔ)罐的選擇規(guī)格為：公稱(chēng)體積 550/m3 ．產(chǎn)品貯罐 設(shè)計(jì)產(chǎn)品的儲(chǔ)存時(shí)間為 3 天 39 m= 24h 3 = 產(chǎn)品密度 =甲醇密度 +水密度 = + = kg/m3 則可知： V= m/產(chǎn)品密度 =設(shè)其安全系數(shù)為： 則有： V 實(shí)際 == m3 產(chǎn)品儲(chǔ)罐的選擇規(guī)格為 :公稱(chēng)體積 450/m3 ．塔頂全凝器 甲醇的氣化熱 r Qc=(R+1)D r =(+1) ( ) 1101= 冷凝塔頂產(chǎn)品由溫度 ℃冷卻到溫度 40℃ 采用冷凝水由 20℃到 40℃ Δ Tm=(Δ T1－Δ T2)/ln(Δ T1/Δ T2)=℃ 選擇 K=600w/( m2 K) 則有： A= Qc /(KΔ Tm)= 取安全系數(shù)為 實(shí)際面積 A=選擇冷凝器的系列：采用加熱管的直徑為： 25 公稱(chēng)直徑 600/mm ．塔底再沸器 Qc=V’ w r =( 2259)= 40 塔釜產(chǎn)品由溫度 ℃加熱到溫度 130℃ Δ Tm==℃ 選擇 K=600w/( m2 K) 則有： A= Qc /(KΔ Tm)= 取安全系數(shù)為 則有 A 實(shí)際 =選擇冷凝器的系列：采用公稱(chēng)直徑 600/mm ．精餾塔 ⑴ 塔頂空間 塔頂空間指塔內(nèi)最上層塔板與塔頂?shù)拈g距，為利于出塔氣體夾帶的液滴 沉降，其高度應(yīng)該大于板間距。所以塔頂間距為（ → ） HT H= = m ⑵ 塔底空間 塔底高度選擇儲(chǔ)存液量停留在 5分鐘而定 設(shè)塔底的密度為 1000kg/ m3 V=( 5/60)/1000 = m3 V=∏ R2h 算出 h= m 所以 塔底高度設(shè)計(jì)為 ⑶ 塔支座為 ⑷ 塔體總高度為： H=+++= ．管徑的設(shè)計(jì) 塔頂蒸氣出口管的直徑 dV 操作壓力為常壓時(shí)，蒸氣導(dǎo)管中常用流速為 12~20 m/s， 蒸氣管的直徑為 dV=(4Vs/∏ Uv)1/2，其中 41 dV塔頂蒸氣導(dǎo)管內(nèi)徑 m Vs塔頂蒸氣量 m3/s，則 dV =[(4 )/( )]1/2 = 名稱(chēng) 接管公稱(chēng)直徑 Dg 接管 外徑厚度 接管伸出長(zhǎng)度 規(guī)格 400mm 420 10mm 200mm 回流管的直徑 dR ①當(dāng)塔頂冷凝器械安裝在塔頂平臺(tái)時(shí)，回流液靠重力自流入塔內(nèi)，流速 UR可取 ~ m/s②當(dāng)用泵輸送時(shí)，可取 ~ m/s(本設(shè)計(jì)應(yīng)用前 者，回流液靠重力自流入塔內(nèi)，流速 UR取 ) dR=(4Ls/∏ UR)1/2 =(4 )1/2= 名稱(chēng) 接管公稱(chēng)直徑 Dg 接管 外徑厚度 接管伸出長(zhǎng)度 規(guī)格 100mm 107 200mm 進(jìn)料管的直徑 dF 若采用高位槽送料入塔，料液速度可取 UF=~ m/s，如果用泵輸送 時(shí)，料液速度可取 ~ m/s(本設(shè)計(jì)采用高位槽送料入塔，料液速 度 UF= ) dF=(4Vs/∏ UF)1/2 =[(4 )/( )]1/2= 名稱(chēng) 接管公稱(chēng)直徑 Dg 接管 外徑厚度 接管伸出長(zhǎng)度 42 規(guī)格 150mm 110 5mm 200mm 塔底出料管的直徑 dW 一般可取塔底出料管的料液流速 UW為 ~ m/s，循環(huán)式再沸器取 ~ m/s dW=(4LW/∏ UW)1/2(本設(shè)計(jì)取塔底出料管的料液流速 UW為 m/s) =[(4 )/( )]1/2= 名稱(chēng) 接管公稱(chēng)直徑 Dg 接管 外徑厚度 接管伸出長(zhǎng)度 規(guī)格 100 112 6 150 ．泵的計(jì)算及選型 進(jìn)料口高度為： H=++= 進(jìn)料密度：進(jìn)料密度 =甲醇密度 +水密度 = + =由 m=m/進(jìn)料密度 =(kg/h)/(kg/m3) =則液體在泵里的流速為 U=m/(∏ R2進(jìn)料口 ) =Re=duρ /υ =( )/( 103) =22505＞ 4000 所以液體在管中的流動(dòng)形式 為湍流 ∑ Hf=Hf+H’ f =[λ (∑ li+∑ lei)/d +∑ξ i](U2/2g) 選擇泵的型號(hào)為：流量為 ，揚(yáng)程為 。 43 10. 參考文獻(xiàn) [1] 張穎、郝東升 .化工工藝設(shè)計(jì)（第 2 版） .呼和浩特 .內(nèi)蒙古大學(xué)出版社 .～ 331 [2] 馮元琦 .聯(lián)醇生產(chǎn) .北京 .化學(xué)工業(yè)出版社 .～ 268. [3] 謝克昌、李忠 .甲醇及其衍生物 .北京 .化學(xué)工業(yè)出版社 .～ 7 [4] 馮元琦 .甲醇生產(chǎn)與操 作問(wèn)答 .北京 .化學(xué)工業(yè)出版社 .～ 12 [5]中國(guó)寰球化學(xué)工程公司、中國(guó)石油化工總公司、蘭州石油化工設(shè)計(jì)院 .氮肥工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)（氣體壓縮、氨合成、甲醇合成） .北京?；瘜W(xué)工業(yè)出版社 .～ 356 [6]劉光啟、馬連相、劉杰 .化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊(cè) .北京 .化學(xué)工業(yè)出版社 .～ 235， 255～ 260 [7] 武漢大學(xué)主編 化學(xué)工程基礎(chǔ) 高等教育出版社 415425 [8] 張穎、郝東升 .化工工藝設(shè)計(jì)（第 2 版） .呼和浩特 .內(nèi)蒙古大學(xué) 出版社 .～ 331 [9]柴誠(chéng)敬、張國(guó)亮。化工流體流動(dòng)與傳熱。北京?；瘜W(xué)工業(yè)出版社。 [10] 華東理工大學(xué)化工原理教研室編 . 化工過(guò)程設(shè)備及設(shè)計(jì) . 廣州：華南理工大學(xué)出版社 . [11] 天津大學(xué)化工原理教研室編 . 化工原理 (下 ). 天津：天津大學(xué)出版社 . 11. 評(píng)述 本設(shè)計(jì)精餾塔的主要優(yōu)點(diǎn)是其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，生產(chǎn)能力較大，氣體分撒均勻，傳質(zhì)效率較高等優(yōu)點(diǎn)，但也有篩孔易堵塞等 缺點(diǎn)。由塔板負(fù)荷性能圖可以看出，在本設(shè)計(jì)中的塔板的設(shè)計(jì)點(diǎn)在正常操作范圍內(nèi)，氣液兩相流量的變化對(duì)塔板效率影響不大，可以獲得較理想的塔板效率。 12主要符號(hào)說(shuō)明 英文字母 44 Aa 塔板開(kāi)孔區(qū)面積， m2 h’ W 進(jìn)口堰高度， m Af 降液管截面積， m2 hσ 與克服表面張力的壓降相當(dāng) 的液柱高度， m 液柱 A0 篩孔總面積， m2 Hd 降液管內(nèi)清液層高度， m AT 塔截面積， m2 HP 人孔處塔板間距， m C0 流量系數(shù)，無(wú)因次 HT 塔板間距， m C 計(jì)算時(shí)的負(fù)荷系數(shù)， lW 堰長(zhǎng)， m Cs 氣相負(fù)荷因子， m/s Ls 液體體積流量， m3/s d0 篩孔直徑， m n 篩孔數(shù)目 D 塔徑， m NT 理論板層數(shù) eV 液沫夾帶量， kg(液 )/kg(氣 ) P 操作壓力， Pa ET 總板效率，無(wú)因次 Δ P 壓力降， Pa F 氣相動(dòng)能因子， kg1/2/(s*m1/2) Δ Pp 氣體通過(guò)每層篩板的壓降， Pa F0 篩 孔 氣 相 動(dòng) 能 因 子 ，kg1/2/(s*m1/2) t 篩孔的中心距， m hW 出口堰高度， m u 空塔氣速， m/s h1 進(jìn)口堰與降液間的水平距離 ,m u0 氣體 通過(guò)篩孔的速度， m/s hc 與干板壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨龋?m 液柱 u0,min 漏液點(diǎn)氣速， m/s hd 與液體流過(guò)降液管相當(dāng)?shù)囊褐叨龋?m u39。0 液體通過(guò)降液管底隙的速度，m/s hf 塔板上鼓泡高度， m Vs 氣體體積流量， m3/s h1 與板上液層阻力相當(dāng)?shù)囊褐叨龋?m液柱 Wc 邊緣無(wú)效區(qū)寬度， m hL 板上清液層高度， m Wd 弓形降液管寬度， m h0 降液管的底隙高度， m Ws 破沫區(qū)寬度， m hOW 堰上液層高度， m Z 板式塔的有效高度， m 45 希臘字母 β 充氣 系數(shù)，無(wú)因次 δ 篩板厚度， m θ 液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間， s μ 粘度， mPa/s ρ 密度， kg/m3 б 表面張力， N/m Ф 開(kāi)孔率，無(wú)因次 46 致 謝 經(jīng)過(guò)幾周的 努力 我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。在沒(méi)有做畢業(yè)設(shè)計(jì)以前覺(jué)得畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來(lái)所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)，但是通過(guò)這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明白了自己原來(lái)知識(shí)還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還 太多，以前老是覺(jué)得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽(tīng)聽(tīng)不同的看法對(duì)我們更好的理解知識(shí)，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。 我的心得也就這么多了，總之，不管學(xué)會(huì)的還是學(xué)不會(huì)的的確覺(jué)得困難比較多，真是萬(wàn)事開(kāi)頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺(jué)。此外，還得出一個(gè)結(jié)論 ：知識(shí)必須通過(guò)應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會(huì)了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。 在此要感謝 化學(xué) 老師對(duì)我 往日的悉心教導(dǎo) ，感謝老師 這幾年 給我的幫助。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我通過(guò)查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹(shù)立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過(guò)程中探索的艱難 和成功時(shí)的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的也不太好，但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，將 使我受益 終生 。