【正文】 同時還要感謝院、系各老師四年來的孜孜教導。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(jīng)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。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(chǎn)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(chǔ)》 大連理工大學出版社，1992[4] 楊福升 等編 《甲醇生產(chǎn)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(shù)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(chǎn)技術(shù)及進展》 華東化工學院出版社，1990[8] 馮元琦 主編 《聯(lián)醇生產(chǎn)》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(jié) 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(guān)鍵的一堂課，是我們通過大學四年的學習，總結(jié)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(chǎn)的一次綜合檢測。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(nèi)，管外為4MPa的沸水。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(chǎn)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。則出口管徑：d3== m取出口管徑d3=90 mm。 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?！　　∮?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?！?.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(jié)構(gòu)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霧沫夾帶。 Hd(HT+hw)Hd=hp+hL+hdA、氣體通過塔板的壓降相當?shù)囊航蹈叨萮p精餾段hp= 提餾段hp=B、液體通過降液管的壓頭損失。取充氣系數(shù)0= hl=1hL== ⑶液體表面張力所造成的阻力很小，可以忽略。排得閥數(shù)為530個，按N=530個重新?lián)Q算F，計算結(jié)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。根椐經(jīng)驗，取清液層高度hc=，本設計選用單溢流弓形降液管，不設進口堰。Xd==殘液中甲醇的摩爾分率Xw?！鏁r，甲醇的表面張力為： N/cm 水的表面張力為： N/cm精餾段甲醇水溶液的平均組成為：甲醇：(+)= wt則含水為：= wt所以表面張力：σ=+ = N/cm所以：C== =⑵.最大流速UmaxUmax=== m/sU適=== m/s⑶．求塔徑D D=== m 2.提餾段1． 求操作負荷系數(shù)C 提餾段功能參數(shù)：（）=()=查斯密斯圖得G=℃時，甲醇表面張力為： N/cm水的表面張力為： N/cm提餾段甲醇水混合平均組成：甲醇：(+)=水：=平均表面張力： =+= N/cm所以：C== =2. 求提餾段U’maxmax=== m/s適=== m/s3. 求塔徑=== m對全塔，取塔徑D=3000 mm 理論板數(shù)的計算 1.各點的甲醇摩爾分數(shù)，設加壓塔后甲醇的甲醇摩爾人率為Xf。 1.精餾段1. 求操作負荷系數(shù)C精餾段功能參數(shù)：()=() =塔板間有效高度H0=HTHC ==查斯密斯圖《甲醇工學》化工工學出版社。塔底含醇1%，可近似為純水，105℃， kg/m3。 表221　提餾段熱量平衡表帶入熱量：kJ/h帶出熱量：kJ/h加壓塔來的甲醇：殘液：塔底供熱：內(nèi)回流：g’內(nèi)(+)內(nèi)回流：g’內(nèi)()總?cè)霟幔? g’內(nèi)總出熱：+’內(nèi)因為：Q總?cè)霟?Q總出熱即：+ g’內(nèi)=+’內(nèi)所以：g’內(nèi)= 主要設備計算及選型設備是化工工藝運作的載體，選擇合適的設備，對于提高生產(chǎn)率，降低原料，能是的消耗有著重要的作用。表219　常壓塔物料帶出熱量物料精甲醇回流液殘液熱損失組分甲醇甲醇甲醇水+堿流量：kg/h溫度：℃7575105105比熱：kJ/kg℃潛熱：kJ/kg熱量:kg/h5%Q入所以：Q出＝＋＋＋＋5%Q入 =+5%Q入因為：Q出＝Q入所以：Q入= Q出=所以：Q蒸汽= kJ/kg所以：需蒸汽G3蒸汽== kg/h常壓精餾塔甲醇蒸汽75℃ 40℃水 回流甲醇 加壓塔底液體 40℃ 30℃水 120℃ 甲醇蒸汽 　 40℃ 115 ℃ 精甲醇 冷凝液 殘液105℃ 甲醇115℃ 圖23　常壓塔物流圖3.冷卻水用量計算對熱流體：Q入＝Q產(chǎn)品精甲醇+Q回流液=+ =Q出 = Q精甲醇(液)+Q回流液(液)=+= Q傳 =(15%)=所以：冷卻水用量G3水== t水/h所以：每噸精甲醇消耗G’3水==4.常壓塔精餾段熱量平衡見表220。1.帶入熱量見表218。 表217 5MPa，220℃下出塔氣除(CH3OH)熱容組分COCO2H2N2ArCH4C4H9OH(CH3)2OH2O合計流量：Nm3比熱：kJ/kmol℃/熱量：kJ/℃查得250℃ kJ/kmol， Nm3。 表216　5MPa，220℃下入塔氣除(CH3OH)熱容組分COCO2H2N2ArCH4合計流量：Nm3比熱：kJ/kmol℃/熱量：kJ/℃查得220℃ kJ/kmol， Nm3。查《化工工藝設計手冊》得，4 kmol/kg， kJ/kg， kg/m3， kg/m3，溫度為250 ℃。得表215甲醇精餾塔物料平衡匯總表：單位：kg/h +++++=得表215 甲醇精餾塔物料平衡匯總物料物料加壓塔頂出料常壓塔頂出料常壓塔釜出料合計甲醇NaOH水