【正文】 全塔高度=塔頂空間 +塔內(nèi)液體分布器高度 +塔底空間 +裙座高度+填料層高度 H=+。 h 的最小尺寸是由釜液出口管尺寸決定，H 則應按工藝條件確定。座圈焊固在基礎環(huán)上，基礎環(huán)的作用，一是將載荷傳給基礎，二是在它的上面焊制地腳螺栓座，地腳螺栓座是由兩塊筋板、一塊壓板和一塊墊板組成，地腳螺栓正是通過地腳螺栓座將裙座牢牢地固定在基礎上。(4)裙座高度裙式支座是由座圈、基礎環(huán)和地腳螺栓座組成。對于填料塔而言，塔底空間是指最后一層填料底線到塔底切線的距離。因為全塔填料分為三層，精餾段為二層，提餾段為一層，則需二組液體分布器，確定第一層液體分布器在塔內(nèi)高度為 ，第二層高度為 ，其總高度為 +=。本設計取塔頂空間為 。對于填料塔而言，塔頂空間即為第一層填料上線到塔頂切線的距離。槽盤式分布器是近年來開發(fā)的新型液體分布器，它兼有集液、分液及分氣三種作用，結構緊湊，氣液分布均勻，阻力較小，操作彈性高達10：1，適用于各種液體噴淋量。分布槽的槽底（或槽壁）上設有孔道（或?qū)Ч埽?，將液體均勻分布于填料層上。槽式液體分布器是由分流槽（又稱主槽或一級槽） 、分布槽（又稱副槽或耳機槽）構成的。近年來的實踐表明，大直徑填料塔的放大的問題主要是保證液體初始分布均勻，若能保證單位塔截面的噴淋點數(shù)目與小塔相同，大型填料塔的傳質(zhì)效率將不會低于小型塔。液體在填料塔內(nèi)均勻分布，可以增大填料的潤濕表面積，以提高分離效果，因此液體的初始分布十分重要。常用的填料支承裝置有柵板型、孔管型、駝峰型等。取安全系數(shù)為 則==??39?！街? 設計時的填料高度，m；39。HETP??Zp/則精餾段填料層高度為 HETPN?=10=?精精餾段總壓降 104???精精 p/=103MPa =990Pa根據(jù)所選的填料的參數(shù)，已知 1m 填料高度等于 3 塊理論塔板，壓力降為 104MPa/m,即 =1/3=, 104MPa/m=300Pa/m。SV???39。g精餾段： =， =?m3， =， =250 ， = ， = ?a32/mL?sPa?kg/h， = kg/h， =代入式中求解得 ?fu空塔氣速 = m/體積流量 ????圓整后： 3000mm，空塔氣速 ?提餾段： =， = kg/ m3， =， =250 ，G?L??a32/m= ， =， = kg/h， =?sPa? GA代入上面的公式中，解得 ?39。與散裝填料相比，規(guī)整填料結構均勻、規(guī)則、有對稱性，當與散裝填料有相同的比表面積時，填料空隙率更大，具有更大的通量，單位分離能力大。目前，填料的開發(fā)與應用仍是沿著散裝填料與規(guī)整填料兩個方面進行。VS進料： ????精餾段： ?219..SS提餾段： ??.39。339。339。39。L塔底質(zhì)量流量：W==表 212 塔底部數(shù)據(jù)結果表符號 kmolg/3/gV?3/mkLsPaL?????hkmolgW//摩 爾質(zhì) 量 流 量數(shù)值 +()= kg/kmol????????FFxMx121 kg/ m3???由于 = =， =?1a cm3/g??21?L ?.所以 g/ cm3= kg/ m3=?239。39。Wx圖 23 加壓塔求理論塔板數(shù)的圖解法塔頂溫度下： = = ?AP?BP ??BD?塔底溫度下： = =?A?B??BAWP全塔平均揮發(fā)度： ?WDm?因為塔底設有再沸器，所以精餾塔理論板數(shù)要比梯級數(shù)少 1，所以精餾塔理論板數(shù)為 11 塊，精餾段為 10 塊，提餾段為 1 塊。則??? 理論塔板數(shù)計算由于本次設計時的相對揮發(fā)度是變化的，所以不能用簡捷法求得，應用圖解法。因釜殘液幾乎為水，故其焓可按純水進行計算，即=?39。故選用 32℃的冷卻水,選升溫 10℃，即冷卻水的出口溫度為 42℃.根據(jù)資料所提供的數(shù)據(jù)， =℃， =℃DtWt注：下標 1 為甲醇，下標 2 為水。 本設計建廠地區(qū)為永城。②冷卻劑的選擇常用的冷卻劑是水和空氣，應因地制宜加以選用。缺點是煙道氣的比熱容及傳熱膜系數(shù)很低，加熱溫度控制困難。由于飽和水蒸汽冷凝時的傳熱膜系數(shù)很高，可以通過改變蒸汽的壓力準確地控制加熱溫度。表 24 物料衡算表物料 流量（kmol/h） 組成 物料 物流（kmol/h）精餾段上升蒸汽量 V 提餾段上升蒸汽量 V’ 精餾段下降液體量 L 提餾段下降 進料 F 甲醇 水 塔頂產(chǎn)品 D 甲醇 水 塔底殘液 W 甲醇 水 液體量 L’ 熱量衡算①加熱介質(zhì)的選擇常用的加熱劑有飽和水蒸汽和煙道氣。代入數(shù)據(jù)得，甲醇的飽和蒸汽壓 = kpa.?A回流比確定由甲醇水的平衡數(shù)據(jù)繪制 xy 圖用作圖法求最小回流比 minR由于進料為泡點進料 q=1，所以畫 q 線與平衡線交點，用交點坐標 x,y 求最小回流比圖 22 作圖法求最小回流比 ??BAP? ???操作回流比可取為最小回流比的 ～ 倍，所以取=?所以，回流比確定為 =??DRL+1=???FqL39。代入數(shù)據(jù)得，水的飽和蒸汽壓 =。摩爾分率單位：%tW進料的摩爾流量 =?甲醇的摩爾分率 =（（87）/32）/= D=根據(jù)物料衡算方程 DF?? xx???計算出 = + =?進料溫度 （1000kPa） ℃，取泡點進料 q=1Ft ?Ft塔頂溫度為 ℃?D在 ℃溫度下，根據(jù)安托因公式計算出甲醇和水的飽和蒸汽壓，注：Ft水的安托因常數(shù)為 A=，B=，C=。全塔高度=塔頂空間 +塔內(nèi)液體分布器高度 +塔底空間 +裙座高度+填料層高度 H=+++7+= 根據(jù)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)選取塔徑為 2800mm。 h 的最小尺寸是由釜液出口管尺寸決定，H 則應按工藝條件確定。座圈焊固在基礎環(huán)上，基礎環(huán)的作用，一是將載荷傳給基礎，二是在它的上面焊制地腳螺栓座，地腳螺栓座是由兩塊筋板、一塊壓板和一塊墊板組成，地腳螺栓正是通過地腳螺栓座將裙座牢牢地固定在基礎上。裙式支座是由座圈、基礎環(huán)和地腳螺栓座組成。對于填料塔而言，塔底空間是指最后一層填料底線到塔底切線的距離。因填料分三段，則需兩組液體分布器，確定液體分布器在塔內(nèi)高度為，第二組高度為 ，其高度為 +=。本設計取塔頂空間為 。對于填料塔而言，塔頂空間即為第一層填料上線到塔頂切線的距離。 全塔高度和塔徑的確定精餾段填料選擇為 TJW2 型，精餾段填料高度為 3650mm，提餾段填料選擇為 TJH50 型，提餾段填料高度為 11200mm，全塔填料高度為14850mm，即 。摩爾分率單位：%，由于輕餾分的平均分子沒法確定，因此通過對其它組分的摩爾分率計算推出輕餾分的摩爾分率。 計算參數(shù)表 21 加壓下甲醇水平衡數(shù)據(jù)表溫 度 t 液相中甲醇 氣相中甲醇 溫 度 t 液相中甲醇 氣相中甲醇℃ 的摩爾分數(shù) 的摩爾分數(shù) ℃ 的摩爾分數(shù) 的摩爾分數(shù) 134 129 135 140 145 130 148 150 155 158 131 160 165 168 132 170 172 133 表 22 甲醇的汽化熱溫度，℃ 汽化熱， kJ/kg 溫度，℃ 汽化熱，kJ/kg 溫度，℃ 汽化熱，kJ/kg0 80 160 20 100 180 40 120 200 60 140 220 表 23 常壓下甲醇水平衡數(shù)據(jù)表溫 度 t 液相中甲醇 氣相中甲醇 溫 度 t 液相中甲醇 氣相中甲醇℃ 的摩爾分數(shù) 的摩爾分數(shù) ℃ 的摩爾分數(shù) 的摩爾分數(shù)100 預精餾塔工藝計算 物料衡算預精餾塔的目的是首先對從合成塔過來的粗甲醇進行初步精餾，主要目的是除去其中的輕餾分，將甲醇作為重組分留在塔底以作為后續(xù)塔的進料，通過后面的加壓塔、常壓塔和回收塔對甲醇精餾得到精甲醇，因此預精餾塔的主要產(chǎn)品是輕餾分，所以此塔的物料衡算應取輕餾分的量進行計算。蒸汽冷凝液去 E15501。 回收精餾系統(tǒng)常壓精餾塔底出來的廢水，含有 2%左右的甲醇，經(jīng)回收精餾塔進料泵加壓后，進入回收精餾塔 C15504，塔頂出來的氣相，進回收精餾塔冷凝器E15509 的殼程，被管程的循環(huán)冷卻水冷卻到 45℃ 左右，進入回流槽 T15504，回流槽出來的液體經(jīng)回收精餾塔回流泵加壓后，部分進回收精餾塔頂部作回流液，其余去中間罐區(qū)的雜醇油儲罐。 常壓精餾系統(tǒng)加壓精餾塔釜液與加壓精餾塔的進料液在 E15513 中進行換熱后，進入常壓精餾塔 C15503 的下部，塔頂出來的甲醇蒸汽進入常壓精餾塔回流冷凝器 E15508 的殼程，被管程的循環(huán)冷卻水冷凝冷卻后，進常壓精餾塔回流槽 T15503 中，回流槽出來的液體經(jīng)常壓精餾塔回流泵加壓后，一部分進常壓精餾塔頂作回流液用，其余作精甲醇去中間罐區(qū)。出加壓精餾塔釜液去常壓精餾塔繼續(xù)精餾。為了防止粗甲醇中的酸性物質(zhì)對管道和設備造成腐蝕，向粗甲醇中加入少量 5%左右的 NaOH 溶液，將粗甲醇的 PH 值控制在 ~8 左右。預精餾塔塔釜的預后甲醇經(jīng)液位控制后去加壓精餾塔進一步精餾。預精餾塔 C15501 頂部出來的氣相，首先進入預精餾塔一級冷凝器 E15506 的殼程，物料被管程的循環(huán)冷卻水冷卻到 ℃,冷卻下來的液體進入預精餾塔回流槽 T15501 中；從預精餾塔一級冷凝器 E15506 出來的氣體進入預精餾塔二級冷凝器 E15515 的殼程，物料被管程的循環(huán)冷卻水冷卻到 40℃左右,冷凝下來的液體進入萃取槽 T15508 中，經(jīng)工藝水萃取后，甲醇水溶液進入預精餾塔回流槽 T15501 中，萃取出來的物料去雜醇油罐；二級冷凝器中出來的帶有甲醇的不凝氣，進排放槽 T15506 中，用水洗滌其中的甲醇后，不凝氣去放空總管。在任何情況下，混合物的粘度都比純甲醇的粘度大，見表 17 所示。1. 密度甲醇水溶液的密度，隨著溫度的降低而增加；在相同的溫度下，幾乎是隨著甲醇濃度的增加而均衡的減小，如表 16 所示。 甲醇的沸點和蒸汽壓甲醇的沸點隨壓力變化如表 15 所示。它易于吸收水蒸汽、二氧化碳和某些其他物質(zhì)，因此，只有用特殊的方法才能制的完全無水的甲醇。℃）(25℃氣體)粘 度 Pa表 13 甲醇的一般性質(zhì)性 質(zhì) 數(shù) 據(jù)密 度 (0℃)相對密度 沸 點 ～℃熔 點 ―℃閃 點 16℃(開口容器)，12℃（閉口容器）自 燃 點 473℃（空氣中） ，461℃（氧氣中）臨界溫度 240℃臨界壓力 105Pa()臨界體積 蒸 汽 壓 104Pa()(20℃ )熱 容 ～(g常溫常壓下，純甲醇是無色透明的、易流動、易揮發(fā)的可燃液體，具有與乙醇相似的氣味。因此生產(chǎn)上常用測量和控制靈敏板的溫度來保證產(chǎn)品的質(zhì)量。可見對高純度分離時，一般不能用測量塔頂溫度來控制塔頂組成。但對高純度分離時，在塔頂（或塔底）相當一段高度內(nèi)，溫度變化極小。在一定的壓強下，混合物的泡點和露點都取決于混合物的組成，因此可以用容易測量的溫度來預示塔內(nèi)組成的變化。 精餾塔的產(chǎn)品質(zhì)量控制和調(diào)節(jié)精餾塔的產(chǎn)品質(zhì)量通常是指餾出液及釜殘液的組成達到規(guī)定值。如進料狀況改變而進料位置不變，必然引起餾出液和釜殘液組成的變化。當進料狀況（ 和 q）發(fā)生變化時，應適應改變進料位置。應指出，在采出率 一定的條件下，若以增大 R 來提高 ，則有以下FDDx限制：①受精餾塔理論板數(shù)的限制，因為對一定的板數(shù)，即使 R 增到無窮大（全回流） ， 有一最大極限值；Dx②受全塔物料平衡的限制，其極限值為 DFx? 在實際生產(chǎn)中，加入精餾塔中的原料液可能有五種熱狀況：①溫度低于泡點的冷液體；②泡點下的飽和液體；③溫度介于泡點和露點之間的氣液混合物；④露點下的飽和蒸汽；⑤溫度高于露點的過熱蒸汽。DxW回流比增加，使塔內(nèi)上升蒸汽量及下降液體量均增加，若塔內(nèi)氣液負荷超過允許值，則應減小原料液流量。VL此在一定的提餾段理論板數(shù)下，釜殘液組成變小。例如當回流比增大時，精餾段操作線斜率 變VL大，該段內(nèi)傳質(zhì)推動力增加，因此在一定的精餾段板數(shù)下餾出液組成變大。而 和 決定于氣液平衡關DxW系（ ） 、 、q、R 和理論板數(shù) （適宜的進料位置） ，因此 D 和 W 或采?FxTN出率 與 只能根據(jù) 和 確定，而不能任意增減，否則進、出塔的兩DxW個組分的量不平衡，必然導致塔內(nèi)組成變化，操作波動，使操作不能達到預期的分離要求。 影響因素保持精餾裝置的物料