【正文】 量由加壓塔頂甲醇蒸汽冷凝提供，塔底水約105℃，含甲醇量＜%。甲醇精餾三塔工藝流程圖如下：圖22甲醇精餾三塔工藝流程圖粗甲醇1234578910111213141516未冷凝氣體甲醇去區(qū)高沸點采出區(qū)甲醇采出去外界廢水去池這種為進(jìn)行物料衡算所取的生產(chǎn)過程中某一空間范圍成為控制體。物料衡算是通過每一道工序的物料變化情況進(jìn)行平衡計算，從而得到在正常生產(chǎn)情況下各股物料的量。此外，通過物料衡算，不僅可以算出原材料的消耗定額，并在此基礎(chǔ)上做出能量衡算，算出動量消耗和消耗定額。2. 4. 2 物料衡算的方法和步驟為進(jìn)行物料衡算，首先按分析的需要劃定控制體；在選定衡算的物料質(zhì)量基準(zhǔn)，對于間歇操作常取一批原料或1kg原料，對于連續(xù)操作通常取單位時間處理的原料量。控制體內(nèi)產(chǎn)生（或消失）的物料質(zhì)量，由化學(xué)反應(yīng)計量方程決定。根據(jù)選取衡算物料質(zhì)量基準(zhǔn)，在圖上注明各已知的原料質(zhì)量和組成，給待求未知量標(biāo)以相應(yīng)的符號；②列出各獨立方程，校核獨立方程數(shù)目是否與未知量數(shù)目相等；③解方程組求各未知量。找出過程中的聯(lián)系物，可使物料衡算變得較為方便。b：預(yù)后甲醇（不考慮滴漏或放空微量損失），含：甲 醇： t/h ， %；異丁醇： t/h ， %；高級醇： t/h， %；堿 液： t/h， %； 水 ： t/h+ t/h= t/h ，%；從主塔中來的初餾物： t/h ，%。2. 4. 3. 2 主塔物料衡算（1）入料量①預(yù)后甲醇為： t/h。它是建立過程數(shù)學(xué)模型的一個重要手段，是化工計算的重要組成部分。物質(zhì)具有的熱能，是對照某一基準(zhǔn)狀態(tài)來計量的，相當(dāng)于物質(zhì)從基準(zhǔn)狀態(tài)加熱到所處狀態(tài)需要的熱量。不同液體混合時，須計入由于濃度變化而產(chǎn)生的混合熱（或溶解熱）。單位質(zhì)量物料狀態(tài)變化所需的熱量，等于兩種狀態(tài)下焓值的差。 2. 5. 3 熱量衡算的計算2. 5. 3. 1 預(yù)塔熱量衡算 （1）粗甲醇和堿液入料溫度為65℃，塔頂甲醇蒸汽溫度為65℃，回流溫度為56℃，排除殘液溫度為75℃。=1400286+140065+65= kcal/h= kJ/h=+() +++=+(++) + 得：=1703744 kJ/h（2）預(yù)塔耗蒸汽量計算塔釜蒸汽壓力為35 kPa，蒸汽潛熱為506 kcal/kg(2115 kJ/kg)，所以，用蒸汽量為：W= == kg/h 每噸粗甲醇耗蒸汽量： == kg/t（3）耗冷卻水量計算從預(yù)塔蒸餾出來的甲醇蒸汽含輕餾分和初餾分，進(jìn)入預(yù)塔冷凝器，通過冷卻水量控制冷卻溫度，達(dá)到分離甲醇輕餾分和初餾物的目的。①熱量衡算由預(yù)熱塔熱量衡算可知== kJ/h =65+140050+ === kJ/h = kcal/h②冷卻水用量物料帶入熱冷卻水用量與物料帶入熱之差，所余熱量用水冷卻，冷卻水進(jìn)入冷凝器溫度為25℃，出冷凝器溫度為40℃。K①主塔冷凝器冷卻水用量從主塔物料熱量框圖及主塔冷凝器的物料熱量框圖，主塔冷凝器的換熱量為進(jìn)冷凝器的氣體與出冷凝器熱量之差。 = = kJ/h=+ =+65+= kJ/h冷卻水用量（G2）：冷卻水進(jìn)入冷凝器溫度25℃，出冷凝體溫度為40℃，所以：G2= = t/h每噸粗甲醇耗冷卻水量： ==②成品精甲醇冷卻水用量 成品精甲醇帶入熱：= 66= kJ/h精甲醇帶入熱： = 40= kJ/h 熱損失： == kJ/h == kJ/h所需冷卻水量：G3== t/h每噸粗甲醇耗水量：== ③整個精餾過程中耗水量，每噸粗甲醇耗水量整個精餾過程中耗冷卻水量： G= G1+ G2+ G3=++= t/h每噸粗甲醇耗水量：==++= t/h3 設(shè)備選型3. 1 選型原則當(dāng)企業(yè)創(chuàng)建、擴建或?qū)υ性O(shè)備進(jìn)行更新時均需添置新的設(shè)備，這時需要從很多情況下需要從市場購置。一般包括技術(shù)性評價兩部分內(nèi)容，要求做到技術(shù)上先進(jìn)可行、經(jīng)濟(jì)上合理。3. 1. 1 技術(shù)性評價原則選擇和評價設(shè)備的第一步往往是進(jìn)行一次使用或技術(shù)上仔細(xì)考察，以確定設(shè)備在技術(shù)上是否可行，主要應(yīng)考察下列因素：（1）生產(chǎn)能力。 （2）可靠性。（3）可維修性。在其它因素基本一致的情況下，應(yīng)選擇結(jié)構(gòu)合理，易于檢查、維護(hù)和修理的設(shè)備。在可能的情況下，新購置的設(shè)備在備件供應(yīng)、維護(hù)、操作等方面應(yīng)與企業(yè)現(xiàn)有設(shè)備互有關(guān)聯(lián)，盡量相同或相似，以節(jié)約人員培訓(xùn)、輔助裝備等費用。設(shè)備的安全性對于企業(yè)的生產(chǎn)、人員的安全等方面關(guān)系重大，因此在選擇設(shè)備時應(yīng)慎重評價。在選擇主機設(shè)備時，往往要有輔助設(shè)備的配套情況及其利用率作為決定性因素來考慮。（7）操作性。（8）易于安裝。對于一些大型設(shè)備，還需考察運輸路線，已選擇合適的、易于安裝的設(shè)備。設(shè)備的節(jié)能包括兩方面的涵義：一是對于原材料消耗的節(jié)省，二是指對能源消耗的節(jié)省。選購設(shè)備時，應(yīng)允許考慮其對現(xiàn)行生產(chǎn)組織的影響。需要考慮供貨廠家的信譽及交貨期。在選購設(shè)備室，應(yīng)允許考慮備件的供應(yīng)情況，尤其對于進(jìn)口設(shè)備更需如此。選擇供應(yīng)廠家時，應(yīng)考慮他們提供安裝、調(diào)試、人員培訓(xùn)及維修服務(wù)條件，有了良好售后服務(wù)條件，設(shè)備運行就會有充分保證。選購設(shè)備時要遵守國家和地方政府的有關(guān)法令和政策，同時要注意與環(huán)境的協(xié)調(diào)性，避免購置與政策和自然環(huán)境不相容的設(shè)備。我們需要的是技術(shù)先進(jìn)又經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)備。一般來說，設(shè)備費用是指在整個壽命周期內(nèi)為購置和維持設(shè)備運行所花費的全部費用，及設(shè)備的壽命周期費用，它主要由兩部分構(gòu)成，一是固定費用。二是運轉(zhuǎn)費用。包括直接或間接勞動費用、服務(wù)及保養(yǎng)費用、維修費用等。至于設(shè)備的收益問題，可從設(shè)備所生產(chǎn)產(chǎn)品的產(chǎn)量及質(zhì)量、成本節(jié)約等多方面予以綜合評估。3. 2 關(guān)鍵設(shè)備選擇3. 2. 1 塔的計算以常壓精餾塔為例計算，XD=，XW=，R=17；經(jīng)查飽和蒸汽壓表得，65℃時甲醇飽和蒸汽壓PA。=，則65℃時甲醇和水相對揮發(fā)度：D= 110℃時甲醇的飽和蒸汽壓PA。= kPa，所以110℃時甲醇和水的相對揮發(fā)度：w=所以110℃、65℃下平均相對揮發(fā)度：m===最小理論板數(shù)： N=－1 =－1 =令R=，則R=R/=17/= ==由楊歡主編，天津大學(xué)出版社出版的《化工原理》下冊中的吉利圖查得=；則N=21(不包括再沸器)。① 堰長對單溢流，一般取為()D，取=，即 == m② 出口堰高 依式知 采用平直堰，堰上液層高度，近似取E=1， L= ==10mm＞6mm且在60之間，故用平直堰，單溢流。④ 降液管底隙高 一般降液管底隙處液體流速，取，則 （3）塔板流體力學(xué)驗算霧沫夾帶 泛點率=板上液體流徑長度 板上液流面積 取物性系數(shù)K=，查得泛點負(fù)荷系數(shù)C=，將以上數(shù)值代入式中，得 泛點率==%又按泛點率=對于大塔，為避免過量霧沫夾帶，應(yīng)控制泛點率不超過80%，由上可知泛點率都在80%以下，故可只霧沫夾帶量能足夠滿足﹤ kg（液）/kg（氣）的要求。封頭厚壁：計算壁厚： 其中：設(shè)壓力=；焊縫系數(shù)=（雙面局部無損傷）；由鋼板許用應(yīng)力表查得設(shè)計溫度下材料的許用應(yīng)力=113MPa；≈1 mm按照設(shè)計規(guī)定，只有半球形封頭的最小厚度可以小于筒體的最小厚度。3. 2. 3 塔壁厚度計算計算壁厚：其中：設(shè)壓力=；焊縫系數(shù)=；塔內(nèi)徑=300mm；設(shè)計溫度下材料的許用應(yīng)力=113 Pa；= mm腐蝕裕量=3 mm， 設(shè)計厚度：，鋼板厚度偏差= mm， 名義厚度：△=++=5 mm3. 2. 4 換熱器的計算以預(yù)精餾塔頂冷凝器為例，其他傳熱元件計算與之相似。由甲醇精餾來的精甲醇貯存到精甲醇貯槽中。結(jié)束語此設(shè)計為年產(chǎn)10000噸甲醇車間精餾工段的初步設(shè)計，通過對指導(dǎo)老師下發(fā)的任務(wù)書的學(xué)習(xí)，同時在查閱有關(guān)資料的基礎(chǔ)上進(jìn)行了物料衡算、熱量衡算、設(shè)備選型計算。通過這次畢業(yè)設(shè)計,我各方面的能力都得到了鍛煉和提高。通過該課題的設(shè)計訓(xùn)練，讓我基本掌握化工通用工程設(shè)計的基本程序和方法，為以后的工作和學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)；學(xué)會了全面思考問題，達(dá)到了鞏固、擴展以及綜合運用所學(xué)知識解決實際問題的目的。她要求我們嚴(yán)格按照本校的畢業(yè)設(shè)計要求完成我們的畢業(yè)設(shè)計，抓住每個細(xì)節(jié)。在此表達(dá)我對崔老師誠摯的感謝和崇高的尊敬！同時我還要衷心的感謝四年來艱辛培育我們、給我們知識和智慧的化學(xué)系特別是制藥工程的全體老師，在他們的教導(dǎo)下我沒有荒廢這四年的大學(xué)時光，學(xué)到了許多有用的東西，即將跨出學(xué)校的我們一定會終身受益！同時也要感謝四年來不離不棄、相互幫助和關(guān)照的同窗好友，謝謝他們給了我四年的