【正文】 提餾段： 取降液管底隙的流速s/ ?， 則 ,0202 ???? ulLw s 安定區(qū)與邊緣區(qū)的確定 取安定區(qū)寬度 ? 邊緣區(qū)寬度 弓形降液管寬度 ? 29 鼓泡區(qū)間閥孔數(shù)的確定以及排列 采用 1F型重閥，孔徑為 39mm。 降液管底隙高度一般不宜小于 20~25mm，否則易于堵塞，或因安裝偏差而使 液流不暢，造成液泛。 28 降液管底隙高度 降液管底隙高度0h可用下式計算： ,00h ulLws? ，0u—— 液體通過降液管底隙的流速， m/s；一般可取 ~。綜合考慮各方面因素，本設計體系采用單溢流，弓形降液管。 回流比、塔板數(shù)及進料板 在 Aspen Plus 中先用 DSTWU 模型對本裝置進行簡捷計算模擬，物性方法選擇 NRTLRK 1流程圖的繪制 圖 DSTWU 模塊流程 2 參數(shù)布置 10 圖 組分輸入 圖 物性方法選擇 11 圖 物流 F輸入 圖 輸入模塊（ DSTWU）參數(shù) 12 圖 DSTW簡捷計算結果 圖 生成回流比隨理論板數(shù)變化表 13 圖 回流比隨理論板數(shù)變化表 圖 回流比與 理論 塔板數(shù)關系 曲線 合理的理論板數(shù)應該在曲線斜率絕對值較小的區(qū)域選擇，由圖可以選擇 26塊塔板 14 由選取的塔板數(shù)來確定進料位置 圖 模塊參數(shù)輸入 圖 DSTWU 簡捷計算結果 15 精餾過程主要采用嚴格精餾模擬設計 1 流程圖的繪制 圖 RADFRAC 模塊流程 2參數(shù)設置 圖 物流 F輸入 16 圖 輸入模塊（ RADFRAC)參數(shù) 圖 輸入模塊（ RADFRAC）進料位置 模擬結果 17 圖 各塔板組分圖 由圖可以查看得到在第 23 塊塔板甲醇的質量分數(shù)與進料甲醇的質量分數(shù)接近，所以進料板選擇在第 23 塊塔板 圖 進料板位置 輸入 18 圖 模塊結果查 由于模擬結果產品的質量分數(shù)低于要求的質量分數(shù)，則通過 Design Specs來規(guī)定塔的操作要求 圖 規(guī)定 產品的質量純度為 % 19 圖 規(guī)定操縱變量 圖 20 各 物理性質的計算 1 溫度 利用 Aspen 嚴格模擬精餾過程可知，塔頂溫度 tD進料板溫度 tf’ 塔釜的溫度 tw WDF?????? 精餾段平均溫度： ttt oDF1 ??? 提餾段平均溫度： tt oWF2 ??? 2 操作壓強 塔頂壓強： PD= 取每層塔板壓降 :Δ P= kpa 進料板壓力 : 塔釜壓力 : 精餾段的平均操作壓強 : PPP FD1m ??? 提餾段的平均操作壓強 : MpaPP WF ?? 3 相對揮發(fā) 度 由軟件 aspen 模擬求得： WFD??????塔底處相對揮發(fā)度加料處相對揮發(fā)度塔頂處相對揮發(fā)度 全塔的相對平均揮發(fā)度： 精餾段： ?? ??? 提餾段： ?? ? 4 平均摩尓質量： 塔頂：? ?? ? 111D1??????????????????L DmVDm molkg 21 進料板：? ?? ? 11F??????????????????molkgMmolkgMyL FmVFmF 塔底：? ?? ? 11W?????????????????molkgmolkgL WmVWmW 精餾段平均摩爾質量： 11Lm11V ???????? ?液相氣相 molkgm 提餾段平均摩爾質量：12Lm12Vm ????????液相氣相 5 平均密度的計算： 氣相平均密度的 計算： 塔頂氣相密度 ??? mkgVD? 進料位置氣相密度3VF ? 塔底氣相密度 3VW ??? 3VWVF2Vm3VFVD1Vm?????????mkg??????提餾段平均密度精餾段平均密度 液相平均密度的計算： 塔頂液相密度 3LD ??? 進料處液相密度 3LF ? 塔底液相密度 3LW ??? 22 精餾段平均密度：3LFLD 1L ???? ??? m 提餾段平均密度：3LW 2Lm ???? ?? LF 6 體積流 率的計算 精餾段氣液相體積流率： 131Vm1VmS1 MVV ??? ????? ? 精餾段液相體積流率： 13111 ???? ????? smMLLmLms ? 提餾段氣液相體積流率： 132Vm2Vm2s MVV ??? ????? ?， 提餾段液相體積流率： 132Lm2Lm2s MLL ??? ????? ?， 全 塔效率及實際塔板數(shù) TTP ENN ? 總板效率 TE的計算 ）（ ??? 精餾段 ?? 1L1 ?? ，smPa? ????? ）（）（ ?? 精餾段實際板數(shù)： 23E23N T1T1 ??? 23 取 49 塊 提餾段 ??，smPaL ?? ? ????? ）（）（ ?? 提餾段實際板數(shù)：. 3E23N T2T2 ??? 取 8 塊 總板數(shù) N=57 塊 塔和塔板主要工藝尺寸計算 塔徑 由 aspen 軟件模擬得出塔徑 過程 如 圖 所示 圖 輸入板式塔結構參數(shù) 24 圖 圖 輸入板式塔結構參數(shù) 25 圖 查看塔板校核結果 由結果可以看到最大液泛因子 小于 ，且最大降液管液位 在 之間 塔板布置和其余結構尺寸的選取 溢流裝置的確定 單溢流又稱直徑流，液體自液盤橫向流過塔板至溢流堰，流體流徑較大，塔板效率高，塔板結構簡單，加工方便。 6 工藝 流程圖 圖 工藝流程圖 7 第三章 塔的工藝設計 工藝計算 料液及塔頂，塔底產品含 甲 醇摩爾分數(shù) F：原料液流量 s/kmol XF:原料組成（摩爾分數(shù)，下同） D: 塔頂產品流量 XD:塔頂組成 W: 塔底殘液流量 s/l XW:塔底組成 mol/ OH 2 KKg? Kmol/ OHCH 3 ? %70?料液料液質量濃度： W %???Fx %??Dx %???Wx ? ? ? ? h////XX XXDF/D/24310101010WFWD34?????????????????????????????DRVhkmolhkmolDFWhkmolhkmolhkgD）（）（物料衡算： ? ? h h/ / ??? ??????， 8 物系說明 本設計的任務為分離 甲 醇 水二元混合物，采用連續(xù)精餾流程。塔釜采用再沸器加熱。操作時，連續(xù)地從再沸器取出部分液體作為塔底產品，部分液體氣化，產生上升蒸汽，一起通過各層塔板。 甲 醇 — 水混合液原料經(jīng)預熱器加熱到泡點溫度后送入精餾塔進料板，在進料板上與自塔上部下降的的回流液體匯合后，逐板溢流，最后流入塔底。 設計流程 一整套精餾裝置應該包括精餾塔、原料預熱器、再沸器、冷凝器、釜液冷卻器和產品 冷卻器等設備。塔里的混合物不斷重復前面所說的過程，而進料口不斷有新鮮原料的加入。氣相混合物上升到塔頂上方的冷凝器中，這些氣相混合物被降溫到泡點，其中的液態(tài)部分進入到塔頂產品冷卻器中，停留一定的時間然后進入 甲 醇的儲罐，而其中的氣態(tài)部分重新回到精餾塔中，這個過程就叫做回流。 第二章 流程的確定和說明 設計思路 首先， 甲 醇和水的原料混合物進入原料罐，在里面停留一定的時間之后，通過泵進入原料預熱器，在原料預熱器中加熱到泡點溫度，然后，原料從進料口進入到精餾塔中。 加熱方式的選擇：采用間接蒸汽加熱，設置再沸器。 5 選擇泡點進料的原因：在供熱量一定的情況下，熱量應盡可能從塔底 輸入，使產生的氣相回流在全塔發(fā)揮作用。理論塔板數(shù)精餾段 23塊，提餾段 3塊。 塔設備的選擇因素 塔的選擇因素很多，主要有物料性質、操作條件、塔設備的制造安裝和維修等。其缺點是篩孔易堵塞，不宜處理粘度大的、易結焦的物料。工業(yè)上一小孔徑篩板為主，大孔徑篩板多用于某些特殊場合（如分離粘度大、易結焦的物系） 。 篩孔塔板 篩孔塔板簡稱篩板，結構特點為塔板上開有許多均勻的小孔。浮閥的類型很多，國內常用的有 F1 型 V4型及 T 型等， 其中 F1 型浮閥應用最為普遍。其結構特點是在塔板上開有若干個閥孔，每個閥孔裝有一個可以上下浮動的閥片。其缺點是結構復雜， 造價高；板塔液層厚，塔板壓降大，生產能力及塔板效率較低。泡罩尺寸分為 80mm、 100mm、 150mm 三種，可根據(jù)塔徑的大小來選擇，通常塔徑小于 1000mm， 選用 80mm 的泡罩；塔徑大于 2020mm，選用 150mm 的泡罩。泡罩安裝在升氣管的頂部，分圓形與條形兩種。 六：能滿足某些工藝的特性：腐蝕性，熱敏性，起泡性等。 四：有一定的操作彈性：當氣液相流率有一定波動時，兩相 均能維持正常的流動，而且不會使效率發(fā)生較大的變化。 二：效率高：氣液兩相在塔內保持充分的密切接觸，具有較高的塔板效率或傳質效率。 精餾塔對塔設備的要求 設備所用的設備及其相互聯(lián)系，總稱為精餾裝置，其核心為精餾塔。精餾塔底部是加熱區(qū)，溫度最高；塔頂溫度最低。 關鍵詞 : 甲醇， 精餾、 浮閥塔 、 aspen 模擬、核算