【正文】 39。 2 ???? ow hlc )()(11000 )3600)(1(1000 39。39。由負(fù)荷性能圖查得： 3, m a x 1 4 .8 3 6 /sV m s? 3, m in /sV m s? 故操作彈性為： , m a x 1 4 .8 3 6 2 .6 1 1, m in 5 .6 8 2ssVV ?? 提 餾段 由 vLLoo hhCu ??? /) 0 5 ( i n, ??? oso AVu min,min, ? owwL hhh ?? 3/2)( whow lLEh ? 得： 2 / 3, m in2 / 32 .8 44 .4 { 0 .0 0 5 6 0 .1 3 [ ( ) ] } /10004 .4 0 .8 0 .1 0 0 7 8 3 .7 5 8 736002 .8 4{ 0 .0 0 5 6 0 .1 3 [ 0 .0 4 7 1 9 1 ( ) ] 0 .0 0 3 9 1 8 } 8 6 3 .5 4 4 / 0 .9 21 0 0 0 1 .4 5 4ss o o w L vwSLV C A h E hlL? ??? ? ? ?? ? ? ??? ? ? ? ? ? 整理得 : 2 / 3s m i n s= 1 .3 3 7 .3 4+ 6 3 .4 3VL， 在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè) sL 值，依上式計(jì)算出 sV 值，計(jì)算結(jié)果列于下表： 表 34 漏液線(xiàn)計(jì)算結(jié)果 )//( 3 smLs 0 )//( 3 smVs 由上表數(shù)據(jù)即可做出漏液線(xiàn) 1 以 氣液 kg/ kgev ? 為限，求 ss LV? 關(guān)系如下： )2 9 9 8 3 5 3 (104 8 由2 9 9 8 2 9 9 1 ). 5 1 9 804 7 1 ()(5 1 9 )1 . 4 5 43 6 0 0(3 5 3 3 1 5 4 1 )(3/2363/23/23/23/23/236?????????????????????????????????ssvsfTssowwLfssowSSfTSfTaLvLVeLhHLLhhhhLLhVVAAVuahHue? 整理得 3/ ss LV ?? 在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè) sL 值，依上式計(jì)算出 sV 值，計(jì)算結(jié)果列于下表 表 35 液沫夾帶線(xiàn)計(jì)算結(jié)果 )//( 3 smLs 0 )//( 3 smVs 由上表數(shù)據(jù)即可作出液沫夾帶線(xiàn) 2 對(duì)于平直堰，取堰上液層高度 owh = 作為最小液體負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn) : )( 3/23/23 ??????? ? ssow LLh 故 smLs / 3m in, ? 據(jù)此可作出與氣體流量無(wú)關(guān)的垂直液相負(fù)荷下限線(xiàn) 3 以 s4?? 作為液體在降液管中停留時(shí)間的下限 5f ??sTLHA? 故 smL nms /, ??? 據(jù)此可作出與氣體流量無(wú)關(guān)的垂直液相負(fù)荷上限線(xiàn) 4。222LLVLLVLdLcbVassssss????????? 在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè) sL 值，依上式計(jì)算出 sV 值，計(jì)算結(jié)果如表 34。 3/23/2 ??????? wlEd ? 將有關(guān)的數(shù)據(jù)代入，得： 3/223/223/22 5 03 7 6 0 7 4 88 1 0 2 03 8 2 0 0 39。 sss LdLcbVa ??? 式中 : ? ? 0 0 0 5 8 0 0 7 )()( 39。 令 )( wTd hHH ??? 由 dLpd hhhH ??? ； ?hhhh cp ??? 1 ； Lhh ??1 ； owwL hhh ?? 聯(lián)立得 : ????? hhhhhH dcowwT ???????? )1()1( 忽略 ?h ，將 owh 與 sL ， dh 與 sL ， ch 與 sV 的關(guān)系式代入上式，并整理得： 3/222 39。 mhh Lf ???? 故在本設(shè)計(jì)中液沫夾帶量 ve 在允許范圍內(nèi)。 代入數(shù)據(jù)得： smua /4 7 2 1 5 4 1 9 8 7 ??? )./(3 7 1 7 2 2/12/1 mskgF O ?? 查 圖 ，得 ?? 故 液柱0 3 4 )0 1 2 8 4 7 1 ()(1 mhhh oww ?????? ? （ 3） 液體表面張力的阻力 ?h 計(jì)算 液體表面張力所產(chǎn)生的阻力 ?h 由下式計(jì)算，即： 34 4 4 1 . 4 8 5 1 0 0 . 0 0 3 9 1 88 6 3 . 5 4 4 9 . 8 1 0 . 0 0 5LLohmgd?? ????? ? ??? 液 柱 式中： L? — 液體的表面張力， mN/ 液柱0 6 7 6 0 0 3 9 1 3 4 2 8 8 8 mhhhh cp ??????? ? 氣體通過(guò)每層塔板的壓降為： k Pak PaPaghP Lpp 7 7 4 6 30 6 7 6 0 ???????? ? 故氣體通過(guò)每層塔板的壓降設(shè)計(jì)合理。 ? 。 （ 4） 降液管底隙高度 oh 降液管底隙高度 oh 一般不應(yīng)低于 mm6 。 甲醇 水物系屬不易發(fā)泡物系，取 ?? ，則： T( H ) 0. 7 ( 0. 6 0. 04 38 8 ) 0. 45 07 16 mwh? ? ? ? ? ? 液 柱 液柱0 0 9 5 6 2 )(1 5 )39。 （ 3） 液泛 可用下式計(jì)算 dH ，即： dLpd hhhH ??? 23 )39。 mhh Lf ???? 故在本設(shè)計(jì)中液沫夾帶量 ve 在允許范圍內(nèi)。 （ 4）液面落差 當(dāng)液體橫向流過(guò)塔板時(shí)，為克服板上的摩擦阻力和板上構(gòu)件的局部阻力，需要一定的液位差，此即液面落差。 篩孔按正三角形排列， 取孔中心距 t為 ： mmdt o 15533 ???? 當(dāng)采用正三角形排列時(shí)， 1 9 2 9 40 1 7 5 8 5 5 22 ???? t An a 篩孔按正三角形排列時(shí)開(kāi)孔率為 ： %) ()( 22 ???? td o 氣體通過(guò)閥孔的氣速為 ： smAVu oSo / ???? 流體力學(xué)驗(yàn)算 （ 1）干板阻力 ch 的計(jì)算 干板阻力由下式計(jì)算，即： 2 163 1 1 145 771 .235oVc oLuhmc ???? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ??? ?? ? ? ? ?? ? ? ????? 液 柱 式中： oc — 流量系數(shù)。 ? 取 39。 塔板上篩孔的布置 （ 1）塔板的分塊 對(duì)于單溢流型塔板，塔板分塊數(shù)按表 25 進(jìn)行分塊。 ./`取u/~39。 取板上清液層高度： mhL ? 故 mhw ??? （ 3）降液管的設(shè)計(jì) 弓形降液管寬度 dW 和截面積 fA 由 0 .7 2 7wlD ? 查 圖 可 知 ： ? ? 故 mAA Tf ???? mDW d ???? 依下式驗(yàn)算液體在降液管中停留時(shí)間，即 ： 3600 3 6 0 0 0 . 3 1 5 5 0 . 6= 3 4 . 6 7 53 6 0 0 0 . 0 0 5 4 6fTSAH ssL? ??? ? ?? 故降液管設(shè)計(jì)合理。 取 mDl w ???? （ 2） 溢流堰高度 wh owwL hhh ?? 式中： Lh — 板上清液層高度， m ； owh — 堰上液層高度， m 。 由于篩板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低；板上液面落差小，氣體壓降低，生產(chǎn)能力較大；氣體分散均勻，傳質(zhì)效率較高。因此，在化工生產(chǎn)中得到較廣泛的應(yīng) 用。平板封頭由于受力狀態(tài)不好，要求的厚度大，故一般用于直徑小、壓力低的容器，但因平板封頭的制造容易，也常用于高壓容器。 其中 20C 由 圖 查取，圖的橫坐標(biāo)為： 2/12/1 ???????? ??????????VLSSVL ?? 取板間 距 mHT ? ，板上液層高度 mhL ? ，則 ： mhH LT ???? 負(fù)荷因子 C,由 圖 查得 ： ?C ???????????????? LCC ? smu / a x ??? 甲醇 水屬不易發(fā)泡物系，故取安全系數(shù)為 。如圖 21所示 圖 21 圖解法求理論板層數(shù) 求解結(jié)果為： 總理論板數(shù) : 9TN? (包括再沸器 ) 進(jìn)料板位置 : 5FN? TE 表 22 用奧康奈爾（ 39。39。/ 4 9 39。常壓塔塔頂生成低壓高純度的甲醇?xì)怏w，進(jìn)入常壓塔冷凝器降溫冷凝后一部分回流到塔內(nèi)，一部分作為產(chǎn)品冷卻后送往儲(chǔ)槽，常壓塔塔底殘夜再做處理。這樣不僅節(jié)約了加熱蒸汽，而且也節(jié)省冷卻用水，有效的利后用了熱能。但是很明顯，兩個(gè)塔的能量消耗要高于單塔精餾，所以提高能量的利用、節(jié)約能耗是對(duì)該流程的一個(gè)展望。同時(shí)為了減少塔頂所排出氣體中甲醇的損失，可以在塔頂設(shè)置冷凝器二級(jí)冷凝。 （ 2） 銅基催化劑合成粗甲醇的雙塔精餾 甲醇精餾的雙塔流程是最為普遍應(yīng)用的方式。合成得到的粗甲醇濃度一般達(dá)不到使用要求，還需要進(jìn)行甲醇的精制過(guò)程。在較低壓力下可獲得較高的甲醇收率，且選擇性好，減少了副反應(yīng)，改善了甲醇質(zhì)量，降低了原料消耗 ，此外，由于壓力低，動(dòng)力消耗也相應(yīng)降低，工藝設(shè)備制造相對(duì)容易。 當(dāng)今甲醇生產(chǎn)技術(shù)主要采用中壓法和低壓法兩種工藝，并且 以低壓法為主，這兩種方法生產(chǎn)的甲醇約占世界甲醇產(chǎn)量的 80%以上。甲醇還可以與汽油摻混 燃料，作為汽車(chē)的燃料。 上世紀(jì) 80 年代以來(lái)，甲醇的非化工用途受到人們的重視，并為甲醇的用途開(kāi)辟一個(gè)新的領(lǐng)域。此外，甲醇還能與有機(jī)酸、無(wú)機(jī)酸、氨、苯、一氧化碳、乙炔、金屬鈉、苯胺等作用。能與水、醇類(lèi)、乙醚、苯、酯類(lèi)、鹵代烴和許多其他有機(jī)溶劑互溶， 但是不與脂肪烴類(lèi)化合物混溶。它可以與水、乙醇、酯、乙醚、苯、酮、鹵代烴和大多數(shù)其他有機(jī)溶劑混合，只輕微地溶于脂肪和油。甲醇取自天然氣，是一種碳?xì)浠衔铮浔旧硎且环N酒精，固有酒精氣味。 二、物料衡算 ............................................................. 11 設(shè)計(jì)條件 ............................................................. 12 操作條件 ............................................................. 12 物料衡算的關(guān)鍵組分 ................................................... 12 甲醇的摩爾分?jǐn)?shù) Fx 、 Dx 、 Wx 的 計(jì)算 ................................ 12 原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量 ........................... 12 物料衡算 ....................................................... 13 塔板的計(jì)算 ........................................................... 13 塔溫的確定 ...................................................... 13 適宜回流比的確定 .................................錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，進(jìn)一步的鞏固了化工 原理 課程中的相關(guān)知識(shí)，且學(xué)會(huì)了對(duì)化工設(shè)備的設(shè)計(jì)，為今后從事化工打