【正文】 。 還要感謝所有教給我課的老師，正是他們?cè)谌昀锝探o我的知識(shí)，才使我在做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)能充分利用平時(shí)所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)以及工廠的實(shí)際情況進(jìn)行結(jié)合分析，從而順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。除此之外，他對(duì)我生活的關(guān)心和照顧也使得我得以順利了畢業(yè)設(shè)計(jì)。他在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)給了我大量的指導(dǎo)，并為我們提供了必要的資料，讓我學(xué)到了知識(shí)，掌握了解決問(wèn)題的方法，也獲得了實(shí)踐鍛煉的機(jī)會(huì)。中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 40 頁(yè)參考文獻(xiàn)[1]宋維端 甲醇工學(xué) 化學(xué)工業(yè)出版社，1991[2]涂偉萍 化工過(guò)程及設(shè)備設(shè)計(jì) 化學(xué)工業(yè)出版社，2022[3]汪鎮(zhèn)安 化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 化學(xué)工業(yè)出版社，2022[4]陳衛(wèi)國(guó) 我國(guó)醇醚燃料的前景及用焦?fàn)t氣生產(chǎn)甲醇工藝,2022[5]夏青 化工原理 天津大學(xué)出版社，2022[6]王國(guó)勝 化工原理課程設(shè)計(jì) 大連理工大學(xué)出版社，2022[7]葛婉華 化工計(jì)算 化學(xué)工業(yè)出版 社，2022 [8]劉道德 化工廠的設(shè)計(jì)與改造 中南大學(xué)出版社，2022[9]尹先清 化工設(shè)計(jì) 石油工業(yè)出版社，2022[10]董大勤 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化學(xué)工業(yè)出版社，2022[11]米鎮(zhèn)濤 化工工藝學(xué) 化學(xué)工業(yè)出版社，2022[12]謝克昌 甲醇及其衍生物[13]應(yīng)衛(wèi)勇 碳一化工主要產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)[14]方德魏 煤基甲醇體系能源化工的發(fā)展前景, 2022中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 41 頁(yè)致 謝經(jīng)過(guò)三個(gè)月的忙碌和辛勤工作，本次設(shè)計(jì)全文終于完成了，當(dāng)然這次設(shè)計(jì)不僅僅包含我個(gè)人的心血和努力，更浸透了許多老師和同學(xué)的汗水，我對(duì)他們對(duì)我的熱情幫助表示忠心的感謝。原因是設(shè)計(jì)中還存在地震烈度及風(fēng)載荷，質(zhì)量核算等問(wèn)題，由于設(shè)計(jì)時(shí)間原因，這里對(duì)以上值無(wú)法進(jìn)行計(jì)算，所以采用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際數(shù)據(jù)。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=+++4+= 筒體的厚度和封頭的厚度確定 [6]內(nèi)徑為 1m，壁厚 10mm，設(shè)計(jì)壓力為 ，焊接接頭?iD?n??p系數(shù) 1，腐蝕裕量 2mm，材料為 16MnR，以設(shè)計(jì)溫度 150℃時(shí)的許?2C中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 39 頁(yè)用應(yīng)力 170MPa。 h 的最小尺寸是由釜液出口管尺寸決定，H 則應(yīng)按工藝條件確定。座圈焊固在基礎(chǔ)環(huán)上，基礎(chǔ)環(huán)的作用，一是將載荷傳給基礎(chǔ)，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(guò)地腳螺栓座將裙座牢牢地固定在基礎(chǔ)上。中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 38 頁(yè)(4)裙座高度裙式支座是由座圈、基礎(chǔ)環(huán)和地腳螺栓座組成。對(duì)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。確定液體分布器在塔內(nèi)高度為 ，因填料分三段，則需兩組液體分布器，其高度為 2=。本設(shè)計(jì)取塔頂空間為 。對(duì)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(pán)式分布器是近年來(lái)開(kāi)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(jié)構(gòu)緊湊，氣液分布均勻，阻力較小，操作彈性高達(dá)10：1，適用于各種液體噴淋量。分布槽的槽底（或槽壁）上設(shè)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(chēng)主槽或一級(jí)槽） 、分布槽（又稱(chēng)副槽或耳機(jī)槽）構(gòu)成的。近年來(lái)的實(shí)踐表明，大直徑填料塔的放大的問(wèn)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(diǎn)數(shù)目與小塔相同，大型填料塔的傳質(zhì)效率將不會(huì)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(rùn)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中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 37 頁(yè)型、孔管型、駝峰型等。取安全系數(shù)為 ，則==??39。～式中 設(shè)計(jì)時(shí)的填料高度，m；39。則精餾段填料層高度為 ETPNZ??=4=精餾段總壓降 104????精精 p/=104MPa =521Pa根據(jù)所選的填料的參數(shù)，已知 1m 填料高度等于 7 塊理論塔板，壓力中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 36 頁(yè)降 104MPa/m,即 =1/7=, 104MPa/m=930Pa/m。uVDS?圓整后： 1000mm，空塔氣速 m/s?提餾段和精餾段塔徑圓整后 1000mm，為精餾塔的塔徑。fu空塔氣速 =?39。所選的規(guī)整的參數(shù)為型號(hào) 峰高 比表面積 理論板數(shù) 空隙率 壓力降中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 34 頁(yè)mm m2/m3 1/m % MPa/mCB700Y 700 57 85 104 塔徑設(shè)計(jì)的計(jì)算由氣速關(guān)聯(lián)式 ?????????????????????? LGLGf Aau????式中 干填料因子；2?a 液體粘度， ；L?smPa? 金屬絲網(wǎng)規(guī)整填料為 ；A 液體、氣體質(zhì)量流速；G、 氣體、液體密度；L?、 重力加速度。本設(shè)計(jì)選用規(guī)整填料，規(guī)整填料是一種在塔內(nèi)按均勻幾何圖形排布、整齊堆砌的填料，規(guī)定了氣液流路，改善了溝流和壁流現(xiàn)象，壓降可以很小，同時(shí)還可以提供更大的比表面積，在同等溶劑中可以達(dá)到更高的傳質(zhì)、傳熱效果。中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 33 頁(yè)表 237 精餾段、提餾段數(shù)據(jù)結(jié)果表精餾段 提餾段氣相密度 ??3/??mkgV? 液相密度 L 氣相摩爾流量 1/??hkol 氣相質(zhì)量流量 ?? 液相黏度/ smPa? 液相摩爾流量 1/?hkol 液相質(zhì)量流量 ??? 填料的選擇 填料是填料塔的核心構(gòu)件，它提供了氣液兩相接觸傳質(zhì)與傳熱的表面，與塔內(nèi)件一起決定了填料塔的性質(zhì)。2L????2135..FWL?smPa? 塔頂： m3/s??塔底： m3/s??39。2V kg/39。2+()=??????FFLx11? smPa?進(jìn)料質(zhì)量流量：F=9373kg/h表 236 進(jìn)料數(shù)據(jù)結(jié)果表符號(hào) kmolgM/3/gV?3/mkLsPaL?????hkmolgF//摩 爾質(zhì) 量 流 量數(shù)值 9373 kg/ m3????? 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 32 頁(yè) kg/h???? kg/h059L?smPa? kg/ m3????? kg/ kg/h????.39。V精餾段： = kg/h?LM提餾段： = kg/h39。39。39。塔頂溫度下： = = ?AP?BP中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 28 頁(yè) ??BADP?塔底溫度下： = =?A?B??BAW全塔平均揮發(fā)度： ?WDm?因?yàn)樗子性俜衅鳎跃s塔理論板數(shù)比梯級(jí)數(shù)少 1，確定精餾塔理論板數(shù)為 67 塊，精餾段為 4 塊，提餾段為 63 塊。精餾段操作線方程為 1??RxyD截距 ?連接（ ， ） ， （0， ）與 q 線交于 d 點(diǎn)，連接（ ， ）與xD Wxd 點(diǎn)，得到提餾段操作線、然后，由平衡線與操作線可得精餾塔理論板數(shù)，但由于 極小，利用作圖法畫(huà)出理論板數(shù)，如圖所示，梯級(jí)數(shù)為 68 塊。BLWVrI則 =106 kJ/h?BQ⑵加熱蒸汽消耗量為 rQBh?由附錄查得 P 為 500kpa 時(shí)水的汽化熱為 kJ/kg。中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 25 頁(yè)冷凝其的熱負(fù)荷 ???LDVCIRQ???1 其中 塔頂上升蒸汽的焓VDI 塔頂餾出液的焓L ??水甲 VDVDLV HxxI?????1其中 甲醇的蒸發(fā)潛熱甲H? 水的蒸發(fā)潛熱水V蒸發(fā)潛熱與溫度的關(guān)系：?????????rVTH其中 對(duì)比溫度rT表 227 沸點(diǎn)下蒸發(fā)潛熱列表沸點(diǎn)/℃ 蒸發(fā)潛熱 ??1/???kmolcar KTC/甲醇 8430 水 100 9729 由沃森公式計(jì)算塔頂溫度下的潛熱 ?????????rVTH℃時(shí)，對(duì)甲醇： ??℃時(shí)，對(duì)甲醇： ?.1281r蒸發(fā)潛熱 ?????????對(duì)水，同理得 ?2rT1r中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 26 頁(yè)蒸發(fā)潛熱 ???????????對(duì)于全凝器作熱量衡算（忽略熱量損失） ???LDVCIRQ??選擇泡點(diǎn)回流，與露點(diǎn)相接近，所以 水甲 HxxIDLV???1代入數(shù)據(jù)得+（）= kcal/kmol??LDVI（+1）=冷卻介質(zhì)消耗量 ??CkgJCpc???/174.????12tQWpc ???在 =℃下，甲醇的汽化熱為 ，水的汽化熱為 tkJ/kg選用 （500kpa，180℃）低壓蒸汽為加熱介質(zhì)⑴再沸器的熱負(fù)荷為 ??LWVBIQ??39。永城市夏季最熱月份日平均氣溫為 32℃。受當(dāng)?shù)貧鉁叵拗?，冷卻水一般為 10～35℃.如需冷卻到較低溫度，則需采用低溫介質(zhì)，如冷凍鹽水、氟利昂等。本設(shè)計(jì)選用 （溫度為 180℃）的低壓蒸汽作為加熱介質(zhì)，水蒸汽易獲得、清潔、不易腐蝕加熱管，不但成本會(huì)相應(yīng)降低，塔結(jié)構(gòu)也不復(fù)雜。燃料燃燒所排放的煙道氣溫度可達(dá) 100～1000℃，適用于高溫加熱。飽和水蒸汽是一種應(yīng)用最廣的加熱劑。中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 24 頁(yè)?V39。摩爾分率單位：%tW進(jìn)料摩爾流量 =9373/=?甲醇的摩爾分率 =（（9373/100）/）/=中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 22 頁(yè) D=106Wx根據(jù)物料衡算方程 DF?? xx???計(jì)算出 = +106 =?進(jìn)料溫度 （500kPa） ℃Ft?Ft由于泡點(diǎn)進(jìn)料 q=1，由甲醇水氣液平衡數(shù)據(jù)，用內(nèi)差法求得塔頂溫度塔頂溫度 ，LDtV℃????.℃?VV39