【正文】 布置（1） 塔板的分布因 D 1800 ，故塔板采用分塊式，塔板分為 5 快?m（2） 邊緣寬度確定取 = = =39。各項計算如下，m（1） 堰長 Wl取 ???（2） 溢流堰高度 h由 （）WLOh?選用平直堰，堰上層高度 由公式計算，即O （）2/??????? 近似取 E=1 ，則取板上液層高度 =80 所以，Lhm 2/3 2/????????????????==（3） 弓形降液管寬度 和截面積WdfA由 ?查圖得， .?故： 20..??1578180Wd?驗算液體在降液管中停留的時間，即： （）?????（4） 降液管底隙高度 o （）360hOWol??取 = 則39。提 ?m第 節(jié) 精餾塔的總高度Z= + +2 + + =+++2 += 39。對于高而細的塔，為了防止風載荷或地震載荷使設備傾覆，需配置數量較多的地腳螺栓。第 節(jié) 支座的選型及其計算 支座的選型容器支座有兩種，臥式容器支座和立式容器支座。 封頭的計算直邊高度 的大小按封頭的直徑的厚度的不同，有 25 、h m40 、50 三種取邊高為 =50 。本設計選用的是橢圓形封頭橢圓形封頭因邊緣應力小，承壓能力強，獲得廣泛的應用，橢圓形封頭有兩部分組成，半橢球和高度為 的直邊。提 m第 節(jié) 封頭的選型及其計算 封頭的選型封頭按其形狀可分為三類：凸形封頭、錐形封頭、平板形封頭。39。36./.STVs? 提餾段的有效高度 39。39。39。43..083sVD??按標準塔徑圓整后為 =39。39。39。39。39。 548367953L????????????????39。39。?查史密斯圖得， =39。Lh39。.????????????????取板截距為 =450 ，板上液層高度為 =80 ，則 39。 339。201/ 1/239。39。max/LVC????式中 其中 可由史密斯關聯(lián)圖査取，圖的橫坐標為：39。39。39。 339。39。 339。39。F39。FPas提餾段液相平均黏度為：=（ + ）/2=(+)/2=39。B?.mPas= +（）39。Ft 39。LWm?lg?lg()?l()解得， =39。39。lgLmix???l塔釜液相平均黏度 = ℃ 查手冊得 = = 39。LWm / 液相平均粘度的計算液相平均黏度由下式計算， 即 39。L39。B?/= +（） =39。Ft 39。B?/mN= +() =39。Wt 39。39。F39。LFm 3/k提留段液相平均密度為：=（ + ）/2=(+)/2=39。Wt=39。 ()mVMRT???????????3/kgm液相平均密度的計算液相平均密度由下式計算：C39。39。LL /ml 平均密度得計算氣相平均密度的計算有理想氣體狀態(tài)方程得， 39。mt 平均摩爾質量的計算塔釜平均摩爾質量的計算由逐板法理論的， = 查平衡曲線得， = Wy Wx所以， = +（） =??/kgmol = +() =由逐板理論的 = 查平衡曲線的 = Fx= +（） =??/kgmol= +（） =提餾段平均摩爾質量計算：=（ + ）/2=（+）/2=39。計算結果如下， 塔頂溫度 =65℃Dt進料板溫度 =℃F精餾段平均溫度 =（65+ ）/2=℃()/2mDFtt?? 平均摩爾質量計算塔頂的平均摩爾質量計算由 查平衡曲線的 =?1x= +（） =??/kgmol= +（） =進料板平均摩爾質量計算由逐板理論的 = 查平衡曲線的 = Fx= +（） =??/kgmol= +（） =精餾段的平均摩爾質量：=（ + ）/2=（+）/2= /kgol=( + )/2=(+)/2= m 平均密度計算（1） 氣相平均密度由理想氣體狀態(tài)方程計算： ()mVPMRT?? (75)mVPMRT????3/kg（1） 液相平均密度計算液相平均密度由下式計算= ()?塔頂液相平均密度計算由， =65℃ ， C=95%Dt= 95%=??3/kgm進料板液相平均密度計算=℃ C =40%Ft= 40%= 3/kg精餾段液相平均密度計算為=（ + ）/2=（+）/2=?LDm 3/m 液相平均表面張力計算液相平均表面張力由下式計算，即 ()Lmix???塔頂液相平均表面張力的計算由， =65℃ ，查手冊得 = = A/NmB?/Nm= +() =???進料液相平均表面張力計算=℃ 查手冊得， = = A?/B/= +（） = /N精餾段液相平均表面張力為=（ + ）/2=?DLFm/N 液相平均黏度計算液相平均黏度由下式計算㏒ 10 ㏒ 10 ()??ixLm?i塔頂液相平均黏度由下式計算由 =65℃ 查手冊得 = = Dt ??.mPas= +() lg?LDm?()lg?()lg解得， =進料板液相平均黏度的計算=℃ 查手冊得 = = A?.mPas??.mPas= +（）lg?Lm?()lg?(03817)lg解得， =精餾段平均黏度：=（ + ）/2=（+）/2=?LmDLFm .mPas第 節(jié) 提餾段的計算 操作壓力 塔頂操作壓力 = DPka每層塔板壓降： △P=進料板壓力： =+ 9=?kPa塔釜的操作壓力 =+ 15=提留段的操作壓力 =( + )/2=(+)/2=39。x39。 =39。1039。9x= 。 =39。839。7x= 。 = 39。()y?? 解得， =39。639。 39。6y代入 39。 39。 = 5Fx?= 代入 解得， = 39。 == 。39。 39。39。39。39。V/kolh 求操作線方程精餾段操作線方程 ()DLyxV??39。r?610/kJh查的水的汽化潛熱為： 11785 g ()BQWr? =BQWhr???/kJh第 3 章 塔板數的確定第 節(jié) 最小回流比及操作回流比 揮發(fā)度計算由于甲醇水溶液屬于理想物系，則甲醇水溶液的 txy 表得：表 甲醇水物系的氣液平衡相圖數據如下：溫度/℃ 甲醇水的取 t=℃ 時計算相對揮發(fā)度 ()Aypx?? ???akP ()Apy? apyk?? ()1ABxp???? apxkP????? ()(1)BAPx??? (1)(????ak ())BAx ()..BAx? ()ABpxaP ??? 求最小回流比及操作回流比 ? ()1()qqaxy?? ()()qqaxy????故最小回流比為： ()minDqxyR?? ??.?? 求精餾塔的氣液相負荷L=R D= = ?/kmolhV=(R+1) D=(1+) = ?/l =+1 = 39。VLIr??查圖， = 時，泡點溫度為 ℃，查的該溫度下得汽化潛熱為：WX=675 =2162739。39。39。塔釜采用間接蒸汽加熱，塔底產品經冷卻后送至儲罐。例如，熱敏性物料加熱多采用降膜式或者波紋管式換熱器或者換熱器流路均勻，加熱效率高的加熱第 2 章 精餾塔的設計計算第 節(jié) 操作條件與基礎數據 設計任務和設計條件設計用于甲醇水溶液混合液分離的常壓篩板精餾塔，其中甲醇的含量為40%（質量分數，下同） ，塔頂中甲醇的含量不低于95%。加熱器 選用管殼式換熱器。第 節(jié) 加熱方式 采用間接加熱，因為對同一種進料組成，熱狀況及回流比得到相同的流出液組成及回收率時，利用直接蒸汽加熱時，所需理論塔板數比用間接加熱蒸汽時多一些，若待分離的混合為水溶液，且水是難揮發(fā)組分，釜液近于純水，這是可采用直接加熱方式?；亓鞣绞揭瞬捎弥亓亓?，對于小型塔，冷凝液由重力作用回流入塔。第 節(jié) 冷凝方式 選全凝器，塔頂出來的氣體溫度不高。泡點進料基于恒摩爾流，假定精餾段和提餾段上升蒸汽量相等，精餾段和提餾段塔徑基本相等。進料狀態(tài)進料方式一般有冷液進料，泡點進料，氣液混合物進料，露點進料，加熱蒸汽進料等?？恐亓Φ牧鲃臃绞娇墒∪ヒ还P費用。甲醇工業(yè)將在未來會受到很大的青睞。研究進一步提高，碳的氧化物與氫合成甲醇單程轉化率的新工藝，在強化生產的同時，實質也是節(jié)約能量的重要手段。5. 降低甲醇制造過程的能量消耗，這是新建甲醇裝置普遍重視解決的課題；舊有的甲醇裝置也極重視這方面的技術改進工作。3. 生產裝置趨向于大型化，由于大型裝置設備利用率和能源利用率較好，可以節(jié)省單位產品的投資和降低單位產品成本。20 世紀 70 年代以來，國外甲醇工業(yè)發(fā)展總趨勢如下：1. 新建長多采用中低壓法，不外加二氧化碳，該法具有設備少，操作與控制簡單，投資及操作費用低，產品純高等許多優(yōu)點2. 高壓法處于停滯狀態(tài)，為中低壓發(fā)所替代。甲醇可直接用于還原鐵礦（甲醇可以預先分解為 CO ，2H也可以不作預分解）得到高質量的海綿鐵。2. 甲醇是容易輸送的清潔燃料，可以單獨與汽油混合作為汽車燃料，用它作為汽油添加劑可起節(jié)約芳烴，提高辛烷值的作用，汽車制造業(yè)將成為耗用甲醇的主要部門，有甲醇轉為汽油方法的研究成果，開辟了由煤轉換為汽車燃料的途徑。近年來，隨著技術的發(fā)展和能源結構的改變，甲醇又開辟了許多新的用途。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增加熱容 甲醇水溶液的熱容，隨著甲醇濃度的升高和溫度的升高而增加黏度 甲醇水溶液的黏度與組成有關，在所有研究過的溫度下，當甲醇的含量 50%時均有最大值，在任何情況下，混合物的黏度都比純甲醇的粘度大。甲醇可以裂解制烯烴，這對石油化工原料的多樣化，和面對石油資源日漸縮緊對能源結構的改變具有重要意義。如甲酸與甲醇生成甲酸甲酯 3 32C???在 (30atm)下，150—220℃是在銠催化劑存在下，一氧化碳和甲酸可以510Pa?合成醋酸 33CHOOH在常溫下，甲醇是穩(wěn)定的，350—400℃和 再催化劑上它分解成一氧化碳和氫51032?甲醇具有重要的許多物理性質，因甲醇的特殊性質，許多重要的工業(yè)用途正在研究開發(fā)，如甲醇可以裂解制氫，用于燃料電池。322CHOHO??甲醇分子羥基中的氫可以被堿金屬取代而生成甲醇鈉 3322aaN?甲醇鈉在沒有水的條件下才穩(wěn)定，因為水可以使它水解生成甲醇和氫氧化鈉高溫下，在催化劑上進行甲醇的脫水，可以制取二甲醚。甲醇具有毒性，內服 10mL 有失明危險，300mL 能讓人死亡。甲醇可以和水以及許多有機液體如乙醇、乙醚等無限地混合。甲醇的化學式為 ，相對分子質量 。甲醇的來源廣，將