【正文】 同時(shí)還要感謝院、系各老師三年來的孜孜教導(dǎo)。但是由于時(shí)間短、工藝復(fù)雜，加上首次進(jìn)行這樣的大型設(shè)計(jì)，經(jīng)驗(yàn)不足且水平有限，在本次設(shè)計(jì)中，缺點(diǎn)、錯(cuò)誤在所難免，敬請(qǐng)各位老師指正。其特點(diǎn)為① 床層溫度平穩(wěn)② 能準(zhǔn)確，靈敏的控制反應(yīng)溫度③ 以較高位能回收反應(yīng)熱④ 出口甲醇含量較高⑤ 設(shè)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(shè)備塔(精餾塔)見圖③工藝流程圖見圖④合成甲醇主設(shè)備圖（圖③）參考文獻(xiàn)[1] 趙國(guó)方編著 《化工工藝設(shè)計(jì)概論》 原子能出版社，1990[2] 天津大學(xué)物理化學(xué)教研室 《物理化學(xué)》（上、下）高等教育出版社，1991[3] 刁玉瑋 等編 《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》 大連理工大學(xué)出版社，1992[4] 楊福升 等編 《甲醇生產(chǎn)工藝與操作》 石油化學(xué)工業(yè)出版社，1974[5] 天津大學(xué)化工原理教研室 《化工原理》（上、下） 天津科學(xué)技術(shù)出版社，1994[6] 天津大學(xué)等合編 《基本有機(jī)化工分離工程》化學(xué)工業(yè)出版社，1995[7] 房鼎業(yè) 等編 《甲醇生產(chǎn)技術(shù)及進(jìn)展》 華東化工學(xué)院出版社，1990[8] 馮元琦 主編 《聯(lián)醇生產(chǎn)》第二版，化學(xué)工業(yè)出版社，1994[9]上?；瘜W(xué)工業(yè)設(shè)計(jì)院石油化工設(shè)備設(shè)計(jì)建設(shè)組 《化工設(shè)備圖集》（Ⅳ，塔類），上?？萍汲霭嫔?，1974[10] 宋維端 等編 《甲醇工學(xué)》化學(xué)工業(yè)出版社，1991[11] 國(guó)家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設(shè)計(jì)院編《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二版(上、下) 化學(xué)工業(yè)出版社，1996 結(jié) 束 語(yǔ)大學(xué)三年的日子馬上就要過去了，我們迎來了大學(xué)中最后的一堂課——畢業(yè)設(shè)計(jì)，這也是在大學(xué)中最關(guān)鍵的一堂課，是我們通過大學(xué)三年的學(xué)習(xí)，總結(jié)所學(xué)課程的一次機(jī)會(huì)，也是對(duì)我們把理論知識(shí)用于實(shí)際生產(chǎn)的一次綜合檢測(cè)。圖② 該反應(yīng)器外型像一個(gè)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(shè)備甲醇合成反應(yīng)器是甲醇合成生產(chǎn)的核心設(shè)備，由于合成反應(yīng)為可逆放熱反應(yīng)，故要求反應(yīng)器設(shè)計(jì)能迅速移走反應(yīng)熱。則出口管徑：d3== m取出口管徑d3=90 mm。 4.塔高設(shè)計(jì)塔釜高取Hb=3 m， m，頂接管高為350 mm，板間距為350 mm，開7個(gè)人孔，人孔處板間距為700 mm。　　　由=有：L=則精餾段：Ln(max)== 提餾段：Lm(max)== 4.漏液線對(duì)F1重閥，以F0=5為規(guī)定氣體最小負(fù)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(fù)荷下限取板上液層高度how= m，作為液相負(fù)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(jiǎn)化為：精餾段：= 即： =提餾段： 即： 此即常壓塔的泛點(diǎn)率。3霧沫夾帶。 Hd(HT+hw)Hd=hp+hL+hdA、氣體通過塔板的壓降相當(dāng)?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(gè)，按N=530個(gè)重新?lián)Q算F，計(jì)算結(jié)果如下：精餾段提餾段U0===F0=U0==閥孔動(dòng)能因素變化不大，仍在912之間。根椐經(jīng)驗(yàn)，取清液層高度hc=，本設(shè)計(jì)選用單溢流弓形降液管，不設(shè)進(jìn)口堰。Xd==殘液中甲醇的摩爾分率Xw?！鏁r(shí)，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(fù)荷系數(shù)C 提餾段功能參數(shù)：（）=()=查斯密斯圖得G=℃時(shí)，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(duì)全塔，取塔徑D=3000 mm 理論板數(shù)的計(jì)算 1.各點(diǎn)的甲醇摩爾分?jǐn)?shù)，設(shè)加壓塔后甲醇的甲醇摩爾人率為Xf。 1.精餾段1. 求操作負(fù)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(xué)》化工工學(xué)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?yàn)椋篞總?cè)霟?Q總出熱即：+ g’內(nèi)=+’內(nèi)所以：g’內(nèi)= 主要設(shè)備計(jì)算及選型設(shè)備是化工工藝運(yùn)作的載體，選擇合適的設(shè)備，對(duì)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?yàn)椋篞出＝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(jì)算對(duì)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(jì)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(jì)流量：Nm3比熱：kJ/kmol℃/熱量：kJ/℃查得220℃ kJ/kmol， Nm3。查《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》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：?jiǎn)挝唬簁g/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(jì)甲醇NaOH水高沸物合計(jì)根椐計(jì)算結(jié)果可畫出粗甲精餾物流圖，見圖22。塔頂： 塔釜：B. 常壓塔。(2).出料加壓塔和常壓塔的采出量之比為2:1，常壓塔釜液含甲醇1%。 表214　預(yù)塔出料流量及組成物料量：kg/hCH3OHH2ONaOH(CH3)2OC4H9OH合計(jì)塔頂塔底合計(jì)2 主塔的物料平衡計(jì)算(1).進(jìn)料加壓塔。甲醇： kg/h 。軟水加入量為精甲醇的20%計(jì)，則需補(bǔ)加軟水： %(18%)= kg/h據(jù)以上計(jì)算列表213。根據(jù)以上計(jì)算列表212表212組分甲醇二甲醚異丁醇水合計(jì)流量：kg/h組成：(wt)%100 ：據(jù)資料，堿液濃度為8%時(shí)， kg的NaOH。 表210 貯罐氣組成、流量組成COCO2H2CH4ArCH3OHN2合計(jì)流量：Nm3/h0組成：(V)%0100由表22到表210可得表211。 表28　甲醇分離器出口氣體組成、流量：?jiǎn)挝唬篘m3/h組分COCO2H2N2CH4ArCH3OHC4H9OH(CH3)2OH2O合計(jì)損失