【正文】 甲醇 水 100 由沃森公式計算平均溫度 135℃下的潛熱 1212 )11(???? TTHH ????? 135℃時， 對二甲醚： ???? Cr TTT， ???? Cr TTT 可以看出不能用沃森公式推算，結(jié)合化工工藝手冊乙醚在 140℃下的 蒸發(fā)潛熱，可估算二甲醚在此溫度下的蒸發(fā)潛熱為 rH? DME =135℃時， 對水： ???? Cr TTT, ???? Cr TTT 則， hkJH / ???? ）（水? 煙臺大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 18對甲醇，同理得 2rT = ， 1rT = 則， hkJH /) ?????? （甲醇? 于是混合液的汽化潛熱 rH? 可由下式計算， hkJH / 6 7 2 6 2 7 9 333 ??????????? ? 取該條件下混合液體的比熱容 pc =(kg℃ )， 則換熱面積為 23 m ????? 查文獻得冷凝器的規(guī)格為： Φ2733000，換熱面積 F= （ 5）第二冷凝器的計算選型 熱流體進口溫度 100℃，出口溫度 25℃；冷凝水的進口溫度 20℃，出口溫度為 35℃?！?)，則交換熱量為 hkJtCHQ p /%20 )()25100( ?? ??????????????? ? 換熱系數(shù)取 K=800 W/(m2 進料質(zhì)量流量 hkgF / 8 6 ??????? 摩爾流量 F? = hkg/ 其中二甲醚的質(zhì)量流量為 hkg/ ，摩爾流量為 hkmol/ 甲醇的質(zhì)量流量為 hkg/ ，摩爾流量為 hkmol/ 水的質(zhì)量流量為 hkg/ ，摩爾流量為 hkmol/ 摩爾分率 二甲醚為 %，甲醇為 %，水為 % 質(zhì)量分率 二甲醚為 %，甲醇為 %，水為 % 操作壓力為 , 二甲醚 甲醇的汽液平衡數(shù)據(jù)可依據(jù) Antoine 方程（ 0lg / ( )AP A B t C? ? ?）計算，所得二甲醚 甲醇的 txy 數(shù)據(jù)如下表 。 二甲醚的比熱容采用摩爾定壓方程 23,pmC A B T CT D T? ? ? ?計算得出（數(shù)據(jù)來自于化學(xué)工程師手冊 [4]P59），甲醇的比熱容查自于化工工藝 手冊上冊 [3]2702 Dt 溫度下： 1pC? kcal/(kmol K)， 2pC? (kmol K) )/()9 2 9 ( 2 9 )1(21 Kk m olkJxCxCC DpDppD ???????????? Wt 溫度下 1pC? kJ/(kmol K) )/()0 0 3 4 8 ( 0 3 4 8 )1(21 Kk m olkJxCxCC WpWppW ???????????? Dt溫度下： kgkJ / ?? ， kgkJ / ?? kgkJxx DD /)9 2 9 ( 1 4 79 2 9 )1(21 ??????????? ??? 塔頂 : k m o lkgxMxMM DD /)9 2 9 ( 2 9 )1(21 ??????????? （ 2）塔頂以 0℃為基準， 0℃時塔頂上升氣體的焓值為 VQ hkJVtCVQ DpV / 5 3 3 6 1 3 1 1 4 ???????????? ? （ 3）回流液的焓 RQ ?pC kcal/(kmol K) 煙臺大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 21 ?pC kcal/(kmol K) )/()9 2 9 ( 2 9 )1(21 Kk m olkJxCxCC DpDpp ????????????hkJtCLQ DpR / 1 0 0 0 ???????? （ 4）餾出液的焓 DQ 。 Ft 溫度下： )/( Kkm olkJC p ?? ， 2 ? kcal/(kmol K) )/()3 9 0 ( 9 0 )1(21 Kk m olkJxCxCC FpFpp ???????????? 所以 hkJtCFQ FpF / 1 8 7 6 ??????? （ 7）塔底殘液焓 WQ 。 K)] 熱量 Q（ kJ/h） 理論塔板數(shù)的計算 塔頂溫度下， ? ? 塔底溫度下， ? ? 則全塔平均相對揮發(fā)度： ????? WDm ??? )]1)(1l g [(m in ???? mW WDD x xxxN ? 13 in???RRR 查吉利蘭圖得， ???N NN ，解得 N=（含釜） 進料液的相對揮發(fā)度為 ?? 塔頂與進料的相對揮發(fā)度： ????? FDm ??? 煙臺大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 22)]1)(1l g [(m in ???? mF FDD x xxxN ? 同上可得， N= 取整數(shù)，精餾段理論板數(shù)為 14 塊，加料板位置為從塔頂數(shù)第 15 塊理論板，整塔理論板數(shù)為 25 塊 初餾塔主要尺寸的設(shè)計計算 表 二甲醚和甲醇在不同溫度下的密度 溫度 /℃ ? ? ? 二甲醚密度/(g/ml) 甲醇密度 /(g/ml) （ 1）塔頂條件下的流量和物性參數(shù) kmolkgM /? ， hkgVMV / 1 6 1 ????? hkgLML / 0 5 ????? 32211 / mkgLL ???? ?????? 3/)( mkgRTMpV ??? ???? （ 2）塔底條件下的流量和物性參數(shù) k m olkgxMxMM WW /)0 0 3 4 8 ( 0 3 4 8 )1(21 ???????????32211 / mkgLL ???? ?????? ， 3/)( mkgRTMpV ??? ???? hkgV / 6 7 1 ???? hkgLML / 7 7 4 ??????? （ 3）進料條件下的流量和物性參數(shù) k m o lkgxMxMM FF /)3 9 0 ( 9 0 )1(21 ??????????? 3/)( mkgRTMpV ??? ???? 32211 / mkgLL ???? ?????? hkgVV / 2 9 ????? 精餾段： hkgLML / 3 7 ????? 提餾段： hkgLML / 5 8 4 ??????? （ 4）精餾段的流量和物性參數(shù) 煙臺大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 23321 / mkgVVV ????? ??? 321 / mkgLLL ????? ???hkgVVV / 21 ????? hkgLLL / 21 ????? （ 5）提餾段的流量和物性參數(shù) 332 / mkgVVV ????? ??? 332 / mkgLLL ????? ??? hkgVVV / 32 ??????? hkgLLL / 32 ??????? （ 6）體積流量 塔頂 ： smVV s / 311 ???? ? 塔底 ： smVV s / 333 ????? ? 進料 ： smVV s / 322 ???? ? 精餾段 ： smVVV ssS / 321 ????? 提留段 ： smVVV ssS / 332 ?????? 塔徑設(shè)計計算 選用 500（ BX）型波紋填料。 煙臺大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 24表 計算得二甲醚、甲醇的特殊點的粘度 /cP 溫度 /℃ Dt = Wt = Ft = 二甲醚 甲醇 已知： V? = 3/mkg ， L? = 3/mkg ， ? =， a =500 32/mm , 2/)]()[(2/)(? ?????????? LDLFL ???L=， V= kg/h， A=。 帶入計算得 Fu =smVS / 3? 于是得 muVD s ????? ?? 圓整后： D= m，空塔氣速 u= m/s 選取整塔直徑為 D=。 取 K=700W/(m2取 K=1000 W/(m2 表 二甲醚 甲醇平衡時的 t、 x、 y 數(shù)據(jù) 平衡溫度 /℃ 40 50 60 70 80 液相 DME x/mol % 100 氣相 DME y/mol % 100 83 平衡溫度 /℃ 90 100 110 120 液相 DME x/mol % 0 氣相 DME y/mol % 0 物料衡算 已知：進料 hkgF /?? ， hkmolF /? k m o lkgMk m o lkgM D M E /,/ ?? 甲醇 k m o lkgM F /)9 2 9 ( 2 9 ?????? ???Fx ， ???Dx ???Wx 根據(jù)物料衡算方程解得 hk mo lWhk mo lD /,/ ?? 采用泡點進料 q=1，由汽液平衡數(shù)據(jù)，用內(nèi)插法求得進料溫度為 煙臺大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 26,92 ??????? FF tt℃ 此溫度下 ， ?? ABBAF xyxy? ]1 )1([11m in ?? ?????? F DFD x xxxR ?? m in ???? RR hk m o lDRL /, ????? hk mo lFqLL / ???????? hk m o lDRVV /)1( ????? 表 物料衡算結(jié)果表 物料 流量（ kmol/h） 組成 物料 流量（ kmol/h） 進 料 塔頂產(chǎn)品 D 塔底殘液 W 精餾段上升蒸汽量 V 提餾段上升蒸汽量 V? 精餾段下降液體量 L 提餾段下降液體量 L? 熱量衡算 （ 1）由汽液平衡數(shù)據(jù)，用內(nèi)插法可求塔頂溫度 Dt 、塔底溫度 Wt 、泡點溫度 Dt? Dt =℃ Wt =℃ Dt? =℃ 注：下標 1為 DME,下標 2為甲醇。 K) 熱量 Q（ kJ/h） 理論塔板數(shù)的計算 塔頂溫度下 ， ? ? 塔底溫度下 ， ? ? 則全塔平均相對 揮發(fā)度 ： ????? WDm ??? )]1)(1l g [(m in ???? mW WDD x xxxN ? 23 in???R RR 查吉利蘭圖得 ， min ? ?? ， 解得 N=（ 含釜 ） 進料液的相對揮發(fā)度為 ?? 塔頂與進料的相對揮發(fā)度 ： ????? FDm ??? 16lg/)]1)(1l g [(m in ???? mF FDD x xxxN ? 同上可得 ， N= 取整數(shù) ， 精餾段理論板數(shù)為 31塊 ， 加 料板位置為從塔頂數(shù)第 32塊理論板 ， 整塔理論板數(shù)為 41 塊 煙臺大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 28 精餾塔主要尺寸的設(shè)計計算 表 醚和甲醇在不同溫度下的密度 溫度 /℃ ? ? ? 二甲醚密度/(g/mL) 甲醇密度 /(g/ml) （ 1）塔頂條件下的流量和物性參數(shù) 46 .05 /M kg kmol? ， 6 6 ????? VMV hkgLML / 6 0 ????? 由 32211 / mkgLL ???? ?????? 3/)( mkgRTMpV ??? ???? （ 2）塔底條件下的流量和物性參數(shù) k m olkgxMxMM WW /)0 0 3 4 8 ( 0 3 4 8 )1(21 ???????????32211 / mkgLL ???? ?????? 3/)( mkgRTMpV ??? ???? hkgV / 5 5 ???? hkgLML / 6 0 ??????? （ 3）進料條件下的流量和物性參數(shù) k m o lkgxMxMM FF /)9 2 9 ( 2 9 )1(21 ??????????? 3/)( mkgRTMpV ??? ???? ， 32211 / mkgLL ???? ?????? hkgVV / ????? 精餾段： hkgLML / 5 5 ????? 提餾段： hkgLML / 6 5 ??????? （ 4）精餾段的流量和物性參數(shù)