【正文】 在此向崔老師表示深深的感謝和崇高的敬意！ 36。在整個畢業(yè)設計完成之際，我非常感謝在設計過程中一直指導我的崔秀云老師，也非常感謝設計過程中給予我?guī)椭耐瑢W。通過這次設計，使我明白僅僅了解書本上的知識是遠遠不夠的，只有結(jié)合自己的實際情況運用于實踐，這樣才能更深地了解和學習好知識。通過本次設計使我對精餾塔的設計有了比較全面的了解，了解了工藝優(yōu)化設計技能。本設計所產(chǎn)生的少量“三廢”均通過治理，且都能達到國家的有關(guān)環(huán)境標準，預計本設計對周圍環(huán)境影響不大。生產(chǎn)中，塔釜殘液全部用作精餾甲醇和二甲醚的原料液，從而有利于環(huán)境保護。為了減少噪聲污染，設計中盡量選用低噪聲設備，設備訂貨時要求設備有防噪聲處理措施。本裝置廢渣主要為各種廢催化劑和煤渣等，可送當?shù)靥盥駡鎏盥裉幚?；廢甲醇、二甲醚催化劑送至回收廠家回收利用以回收其中的貴重金屬。、廢液處理(1)甲醇蒸餾塔底產(chǎn)生的含醇廢水進行處理后回收。裝置開停車時排放的可燃氣體，也送火炬燃燒處理。甲醇緩沖罐排出的弛放氣含CH3OH、DME有害物質(zhì)，甲醇蒸餾塔回流罐排出的弛放氣含有CHDME有害物質(zhì)，這些物質(zhì)均易燃燒。h)所以，UUmin., D=800mm所取合理5 安全生產(chǎn)與三廢處理本設計主要污染物為來自二甲醚反應器、精餾塔、回收塔產(chǎn)生的馳放氣、廢液及少量的廢渣(催化劑)。h)===hU=Lh/=32/() =(m2s)=()=(6)實際塔板數(shù)：取實際板層數(shù)為38塊塔內(nèi)實際精餾板數(shù)所以，全塔實際塔板數(shù)為38塊，實際精餾板數(shù)為22塊，第23塊為進料板(1)精餾段塔徑液相質(zhì)量流量為 　 =32=氣相質(zhì)量流量為 　 =32=　　　　 =() ()=413埃克特通用關(guān)聯(lián)圖查圖得查Eckert通用關(guān)聯(lián)圖得=用DN38的塑料階梯環(huán)填料，=170 m1umax= 泛點率取為60%，則u===VS=== 圓整為700mm.D/d=8故所選填料規(guī)格適宜取(LW)min= m3/(m2s mPa：℃，所以可以選擇系統(tǒng)壓力在常壓下，故取塔頂操作壓力 進料板壓力 塔底壓力 依據(jù)操作壓力，由泡點方程通過試差法計算出泡點溫度，其中甲醇、水的飽和蒸氣壓由安托尼方程計算。：甲醇分離塔的作用：％，％。取逆流：T： 146℃145℃ t： 100℃140℃℃計算R和P由R、P的值，查《化工原理》下冊511（a）得=，因，選用單殼程可行。三角形校核：管內(nèi)的對流傳熱膜系數(shù)為：管外的對流傳熱膜系數(shù)為： =℃污垢參數(shù)：參考附錄十三查得 管壁導熱系數(shù)λ=管壁厚度b＝因此而所計的∴K選符合要求，所選換熱器設計安全。取逆流： T 38℃→35℃ t 30℃←15℃ ℃ 計算R和P由R、P的值，查《化工原理》下冊511（a）得=，因，選用單殼程可行。排得閥數(shù)40。溢流裝置(1)堰長lw取堰長lw=,即lw==(m)(2)堰上液層高度howHow =，取E≈1How =hOW，符合要求(一般how不應小于6mm,以免液體在堰上分布不均)(3)出口堰高hWhL=hW+hOW，即(4) 降液管底隙高度 hoho=== (m)(5) 弓形降液管寬度Wd和面積Af46弓形降液管的寬度與面積圖查弓形降液管的寬度與面積圖得(6) 液體在液管中停留時間θθ=停留時間θ5s，故降液管尺寸可用。s=∑=++=(mPas mPa塔頂：進料：塔釜：全塔平均相對揮發(fā)度：由于本次設計是多組分精餾，先要確定組分中兩關(guān)鍵組分，此塔中關(guān)鍵組分為二甲醚和甲醇。根據(jù)分離要求，％，同時，％，這里采用塔頂壓力為814KPa，塔底壓力為850KPa，進料壓力為840KPa?！趬毫?00KPa下加壓精餾，有較好效果。所以塔壓力采用加壓。則在塔底100℃下，∕mol，則 (4)冷凝器的熱負荷 塔頂餾出液幾乎為甲醇,其焓可按甲醇進行計算℃下，∕mol，則(5)加熱蒸汽消耗量及冷卻水的消耗量設加熱蒸汽絕壓為,冷卻水在飽和溫度下排出，冷卻水進出冷凝器的溫度為和。％，％，水的流量為q1 kmol/h，則 （公式33）得q1=％，廢水中甲醇流量為q2 kmol/h，則則q2= kmol/h％，設回收甲醇中二甲醚流量為q3 kmol/h，則則q3 = kmol/h％，設回收甲醇中水流量為q4,則 （公式34）則q4= kmol/h緩沖槽出口的水流量=原料甲醇中水的含量q1+回收甲醇中水的含量q4= kmol/h+ kmol/h=2. 96 kmol/h(1)進入反應器物料流量的計算①進入反應器中二甲醚的流量q5=回收的甲醇中二甲醚的含量即 q3 = kmol/h②進入反應器中甲醇的流量q6=原料甲醇的量+回收甲醇的量= kmol/h+ = kmol/h③進入反應器中水的流量q7=緩沖槽出口的水流量=(2)反應器出口物料流量的計算① 反應器出口二甲醚流量q8＝回收甲醇中二甲醚的含量q3+二甲醚產(chǎn)量＝ kmol/h +=②反應器出口甲醇流量=回收的甲醇量+廢水中甲醇的量q2= kmol/h + kmol/h= kmol/h③反應器出口水的流量反應器出口水的流量為q9，由反應器進出口物料守恒，則有：進入反應器中二甲醚的質(zhì)量+進入反應器中甲醇的質(zhì)量+進入反應器中水的質(zhì)量=反應器出口二甲醚質(zhì)量+反應器出口甲醇質(zhì)量+反應器出口水的質(zhì)量所以：46+32+18=46+32+ q918可得反應器出口水的流量q9= kmol/h進入甲醇回收塔水流量=反應器出口水的流量= kmol/h廢水中水流量=進入甲醇回收塔水流量－回收甲醇中水的流量= q9－q4= kmol/h－ kmol/h=表31 反應器物料衡算表進反應器（kmol/h）出反應器（kmol/h）二甲醚甲醇水表32 二甲醚精餾塔物料衡算表進料（kmol/h）塔頂（kmol/h）塔釜（kmol/h）二甲醚甲醇水表33 甲醇精餾塔物料衡算表進料（kmol/h）塔頂（kmol/h）塔釜（kmol/h）二甲醚甲醇水本次設計，在物料的進料溫度為260℃，出反應器的溫度為360℃，基準溫度取20℃,由物性手冊查的二甲醚、甲醇、水的比熱容分別為： Cp1=（kg/℃） Cp2= kJ/（kg/℃） Cp3=（kg/℃）原料氣反應前帶入熱量：Q1=(32+46+18)(26020) =106kJ/h反應后氣體帶走熱量：Q2=(32+46+18)(36020) =106kJ/h反應放出熱量QR：反應式2CH3OH→CH3OCH3+H2O+改寫為CH3OH—1/2CH3OCH3+l/2H2O+，則反應熱：QR=80%（）=106kJ/kmol熱量損耗Q3：熱量損耗主要體現(xiàn)在絕熱效果上，若保溫熱損失忽略不計，則Q3=0傳給換熱物質(zhì)的熱量QC：QC=Q1+QRQ2Q3=106 kJ/h(1)精餾段上升蒸汽量：（其中R的計算，）(2)提餾段：本設計采用的都是泡點進料,則則(3)再沸器的熱負荷： （公式35）再沸器中上升蒸汽的焓，KJ∕mol釜殘液的焓，KJ∕mol因為釜殘液為甲醇和水，在塔釜溫度為146℃（）下，∕mol∕mol、則計算得 (4)冷凝器的熱負荷 （公式36）塔頂上升蒸汽的焓，KJ∕mol溜出液的焓，KJ∕mol因為塔頂餾出液幾乎為二甲醚,其焓可按二甲醚進行計算在塔頂溫度為38℃（）下