【正文】 進(jìn)料管的直徑 料液速度可取 s/~ F ? ，取料液速度 ? 。03600hWLh lu? UO 的一般經(jīng)驗(yàn)數(shù)值為 ~ ,取 故降液管底隙高度設(shè)計(jì)合理。計(jì)算結(jié)果如下： 塔頂溫度 tD= 進(jìn)料板溫度 tF= 塔底溫度 tW= 精餾段平均溫度 tm1= 提餾段平均溫度 tm2= 精餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算 平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 塔頂平均摩爾質(zhì)量計(jì)算： 060696 化學(xué)與化工學(xué)院化工設(shè)計(jì)大作業(yè) 進(jìn)料板平均摩爾質(zhì)量計(jì)算： 160504 887992 塔底平均摩爾質(zhì)量計(jì)算： 9231064 6641128 精餾段平均摩爾質(zhì)量： 提餾段平均摩爾質(zhì)量： 平均密度計(jì)算 氣相平均密度計(jì)算 精餾段氣相密度 化學(xué)與化工學(xué)院化工設(shè)計(jì)大作業(yè) 提餾段氣相密度 全塔平均氣相密度 液相平均密度計(jì)算 計(jì)算公式 1i iVm a ?? ?? 塔頂溫度 tD= 精餾段液相密度 ρ 甲醇 =塔頂液相質(zhì)量分率 α D 甲醇 = α D 水 = α D 二甲醚 = 進(jìn)料板液相平均密度的計(jì)算 由進(jìn)料板溫度 tF= 查手冊得 ρ 甲醇 = 進(jìn)料板液相的質(zhì)量分率 精餾段液相平均密度為 由 tW=， 查手冊得 ρ 甲醇 =塔底液相的質(zhì)量分率 α W 甲醇 = α W 水 = α W 二甲醚 = 化學(xué)與化工學(xué)院化工設(shè)計(jì)大作業(yè) 精餾段液相平均密度為： 提餾段液相平均密度為： ρ Lm=( + )/2=全塔液相平均密度為： ρ Lm=( +)/2= kg/m3 液體平均表面張力的計(jì)算 液相平均表面張力依下式計(jì)算，即 Lm i ix???? 塔頂 液相平均表面張力的計(jì)算 由 tD=，查表得 σ 甲醇 = 進(jìn)料板 液相平均表面張力為 由 tF=，查表得 σ 甲醇 = 塔底平均表面張力為 由 tW=，查表得 σ 甲醇 = 精餾段液相平均表面張力為： 提餾段液相平均表面張力為： 全塔液相平均表面張力為： 精餾段的氣、液相體積流率為 D=精餾段氣液相負(fù)荷 V=(R+1)D=(+1)* =L=RD=*=提餾段氣液相負(fù)荷 L’=L+F=+=化學(xué)與化工學(xué)院化工設(shè)計(jì)大作業(yè) V’ =V=精餾段的氣、液相體積流率為： 提餾段的氣、液相體積流率為： 塔徑的計(jì)算 精餾段 由m ax LVVuC????式中的 C 由式 20 ()20LCC??計(jì)算，其中 20C 由史密斯關(guān)聯(lián)圖查取，圖的橫坐標(biāo)為 ： 取板間距 = ，板上液層高度 = 則 HThL= 查史密斯關(guān)聯(lián)圖得 20C = 化學(xué)與化工學(xué)院化工設(shè)計(jì)大作業(yè) 取安全系數(shù)為 ，則空塔氣速為 U= Umax=*= 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為 D= 塔截面積為 實(shí)際空塔氣速為 提餾段塔徑的計(jì)算 由max LVVuC????式中的 C 由式 20 ()20LCC??計(jì)算，其中 20C 由史密斯關(guān)聯(lián)圖查取，圖的橫坐標(biāo)為 ： 化學(xué)與化工學(xué)院化工設(shè)計(jì)大作業(yè) 取板間距 = ，板上液層高度 = ，則 HThL= 查史密斯關(guān)聯(lián)圖得 20C = C=*() = 取安全系數(shù)為 ，則空塔氣速為： U==*= 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為 塔截面積為 實(shí)際空塔氣速為： 精餾塔有效高度的計(jì)算 精餾段有效高度為： 提餾段有效高度為： 在進(jìn)料板上方開一人孔，其高度為： 化學(xué)與化工學(xué)院化工設(shè)計(jì)大作業(yè) 故精餾塔的有效高度為： Z=Z 精 +Z 提 += 塔頂及釜液上的汽液分離空間高度均取，裙座取 2m，則精餾塔的實(shí)際高度為： Z 總 =+*2+2= 塔板主要工藝尺寸的計(jì)算 溢流裝置計(jì)算 選用單溢流弓形降液管，采用凹形受液盤。這樣塔頂、塔底的公用工程就可以分別用冷凝水和中壓（ 1015kgf/cm2）蒸汽來實(shí)現(xiàn)。另一方面隨著操作壓力增加 ,精餾操作所用的蒸汽、冷卻水、動力消耗也增加。 化學(xué)與化工學(xué)院化工設(shè)計(jì)大作業(yè) 甲醇精餾塔設(shè)計(jì)結(jié)果匯總 華中科技大學(xué) （工程名稱） （設(shè)計(jì)階段） （裝置名稱）（主項(xiàng)名稱） （圖號） 精餾塔工藝數(shù)據(jù)表 第 頁 共 頁 設(shè)備名稱 精餾塔 設(shè)備位號 工藝條件 項(xiàng)目 塔頂餾出液 塔釜出料 原料 介質(zhì)名稱 二甲醚和甲醇 主要為甲醇和水 甲醇、二甲醚和水 介質(zhì)相態(tài) 液態(tài) 氣液共存 氣液共存 組成（） 甲醇 %, 二甲醚%, 水 % 液態(tài) ：甲醇%，二甲醚%， 水 % 汽態(tài) ：甲醇%,二甲醚%， 水 % 液態(tài) ：甲醇 %， 二甲醚 %， 水 % 汽態(tài) ：甲醇 %，二甲醚 %， 水 % 介質(zhì)特性 □腐蝕□ □腐蝕□ □腐蝕□ 流量（正常 /最大） kmol/h 溫度 ℃ 壓力 kpa(G) 操作密度(液相 ) Kg/m3 操作粘度 mN/m 最小回流比 實(shí)際回流比 理論塔板數(shù) 實(shí)際塔板數(shù) 每板篩孔數(shù) 2426 開孔區(qū)面積 氣液流率（汽 /液）m3/s 精餾段 傳質(zhì)高度 m 9 安裝位置 □室內(nèi) □室外 安裝方式 □立式 □臥式 結(jié)構(gòu)材料 合金鋼 隔熱類型 □保溫 □保冷 □人身防護(hù) 備注： 化學(xué)與化工學(xué)院化工設(shè)計(jì)大作業(yè) 設(shè)備簡圖 編制 李浩 校核 李浩 審核 李浩 日期 精餾塔結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)表 安裝方式 立式安裝 內(nèi)徑 D（ m） 精餾塔總高 9m 精餾塔材料 合金鋼板 塔板型式 篩板 實(shí)際塔板數(shù) 板間距 降液管面積 堰長 堰高 原料進(jìn)口管直徑 120mm 塔頂氣體出口管直徑 205mm 回流液進(jìn)口管直徑 110mm 塔釜液出口管直徑 105mm 化學(xué)與化工學(xué)院化工設(shè)計(jì)大作業(yè) 5 精餾塔 2—甲醇塔 ASPEN PLUS 模擬 甲醚精餾塔操作條件計(jì)算 操作壓力的計(jì)算 DME 在常壓下的沸點(diǎn)是 ℃ ，所以如果選擇系統(tǒng)壓力在常壓下，則塔頂冷凝器很難對該產(chǎn)品進(jìn)行冷卻。取 Ru ? ，則回流管的直徑 則：回流管徑輸送管徑 經(jīng)圓整選取熱軋無縫鋼管，規(guī)格：Φ =110*5mm 實(shí)際管內(nèi)流速： UR=。 釜?dú)堃撼隽瞎? 一般可取塔底出料管的料液流速 wu 為 ~ m/s，循環(huán)式再沸器取 ~ m/s，取塔底出料管的料液流速 wu 為 m/s，則，塔底出料管的直徑 dw為： 則 ： 輸 送 管 徑 經(jīng)圓整選取熱軋無縫鋼管，規(guī)格：Φ =105*5mm。 =， Wc= 開孔區(qū)面積計(jì)算 開孔區(qū)面積 aA 按式 22 2 12 sin180a rxA x r x r?????????計(jì)算 其中 化學(xué)與化工學(xué)院化工設(shè)計(jì)大作業(yè) 故 篩孔計(jì)算及排列 本設(shè)計(jì)所處理的物系無腐蝕性，可選用 =3mm? 碳鋼板，取篩孔直徑 0 5mmd ? 篩孔按正三角形排列，取孔中心距 t 為： 篩孔數(shù)目 n 為≈ 2426 個(gè) 開孔率為： 氣體通過閥孔的氣速為： 精餾塔接管尺寸計(jì)算 進(jìn)料管的直徑 料液速度可取 s/~ F ? ，取料液速度 ? 。03600hWLh lu? UO 的一般經(jīng)驗(yàn)數(shù)值為 ~ ,取 故降液管底隙高度設(shè)計(jì)合理。 塔截面積為 實(shí)際空塔氣速為： 精餾塔有效高度的計(jì)算 精餾段有效高度為： 化學(xué)與化工學(xué)院化工設(shè)計(jì)大作業(yè) 提餾段有效高度為： 在進(jìn)料板上方開一人孔，其高度為： 故精餾塔的有效高度為： Z=Z 精 +Z 提 +=5m 塔頂及釜液上的汽液分離空間高度均取 ，裙座取 2m，則精餾塔的實(shí)際高度為： Z 總 =5+*2+2=9m 塔板主要工藝尺寸的計(jì)算 溢流裝置計(jì)算 選用單溢流弓形降液管，采用凹形受液盤。 塔頂操作壓力 PD= 每層塔板壓降 P? =40kPa 進(jìn)料板壓力 PF= 塔底壓力 Pw= 精餾段平均壓力 Pm=1, 全塔平均壓力 Pm=1, 化學(xué)與化工學(xué)院化工設(shè)計(jì)大作業(yè) 精餾塔 操作溫度計(jì)算 泡點(diǎn)溫度。精餾高純度 DME 的操作壓力適宜范圍為 ～ 這里采用塔頂冷凝器壓力為 ，塔頂壓力為，塔底壓力為 對該系統(tǒng)進(jìn)行模擬計(jì)算，這樣塔頂溫度為 ℃ ，塔底溫度為 ℃ 。所以塔壓力采用加壓。 S e n s i t i vi t y S 1 S u m m a ryV A R Y 1 T 1 P A R A M R R 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9 1 . 0 1 . 1 1 . 2 1 . 3 1 . 4 1 . 5 1 . 6 1 . 7 1 . 8 1 . 9 2 . 0 2 . 1 2 . 2 2 . 3 2 . 4 2 . 5 2 . 6 2 . 7 2 . 8 2 . 9 3 . 010.020.030.040.050.060.070.080.090