北京化工大學畢業(yè)論文年處理98萬噸甲醇水溶液精餾工藝設計專業(yè)化工工程與工藝班級陜藝專081學生姓名指導老師王萬俠2009年月日誠信申明本人鄭重申明本人所撰寫的畢業(yè)論文是年處理98萬噸甲醇水溶液精餾工藝設計是在指導老師王萬俠悉心的指導下，我查閱資料獨立研究、寫作的成果。沒有剽竊、抄襲等違反學術道德、學術規(guī)范的侵權行為。設計所撰寫的內容及參考資料真實可靠。如有不實之處，我愿按照學校的有關規(guī)定，接受應有的處罰，承擔一切后果。申明人武丙忠時間2009年5月26日畢業(yè)設計任務書設計（論文）題目年處理98萬噸甲醇水溶液精餾工藝設計學院陜西工業(yè)技術學院專業(yè)化工工程與工藝班級陜藝專081學生姓名武丙忠指導老師王萬俠（高級講師）1設計（論文）的主要任務及目標任務年處理98萬噸甲醇水溶液精餾工藝設計目標根據生產任務要求設計一個符合實際生產的精餾塔2設計（論文）的基本要求和內容（1）根據生產任務，計算精餾塔的塔高（2）行物料衡算、熱量衡算（3）繪制出塔設備的裝備圖（4）繪制帶控制點的工藝流程圖3、主要參考文獻1化工原理夏清陳常貴天津大學出版社20051第一版2化工單元過程及操作張新戰(zhàn)化學工業(yè)出版社20061第一版3甲醇生產工藝趙建軍化學工業(yè)出版社20088北京第一版4化工原理楊祖榮高等教育出版社20086第一版5化工設備基礎王紹良化學工業(yè)出版社20084北京第一版6化學工程上?；W院天津大學浙江大學化學工業(yè)出版社第二冊198112北京第二次印刷7化工計算張桂軍薛雪化學工業(yè)出版社20084第一版4、進度安排序號設計（論文）各階段名稱起止日期1下達任務書5252明確設計任務撰寫誠信申明填寫畢業(yè)設計任務書5265283查考資料編寫論文緒論531654工藝計算、物料衡算、熱量衡算、塔板數計算666165塔高計算、畫出設備圖6176236繪制控制點的工藝流程圖6246277完成初稿、摘要6286308畢業(yè)設計中期檢查71739對畢業(yè)設計進行核算7471010繪制正規(guī)的裝置圖和帶控制點的工藝流程圖71172011完成編寫說明72173012畢業(yè)設計答辯8月初題目年處理98萬噸甲醇水溶液精餾工藝設計摘要本設計任務是設計一個精餾塔進行甲醇水混合物的分離，采用連續(xù)操作方式的篩板精餾塔。年處理98噸的甲醇水溶液，其中甲醇的含量為40質量分數，塔中甲醇的含量不低于95，塔釜殘液中甲醇的含量不高于35。設計中采用泡點進料，操作壓力為113KPA塔頂表壓，全塔效率為46，單板壓降09KPA將原料液通過預熱器加熱至泡點溫度后送入精餾塔內,塔頂上升輕組分蒸汽采用全凝器冷凝,全凝器主要是用來準備控制回流比,冷凝器在泡點下一部分回流至塔內,其于部分經產品冷卻器冷卻后送入產品儲罐該物系屬于易分離物系,操作回流比取最小回流比的14倍塔釜采用間接蒸汽加熱,以提供足夠的熱量,塔底產品冷卻后送至殘液儲罐。本設計是對精餾塔的一些物料、熱量的衡算，工藝計算，結構設計及精餾裝置工藝流程圖、設備工藝條件圖和塔板的負荷性能圖和附屬設備等。學校為我們提供了一個展示才華、思維和能力的良好機會，給一片自己動手的藍色天空，在精餾塔的設計中為我們培養(yǎng)獨立思考、綜合應用所學知識來解決實際問題的能力，為了搞好本次設計內容，務必做到實事求是、作風嚴謹，也為了將來工作的得心應手，我們應該認真對待這次論文的設計。學習更多的東西為發(fā)展科學觀作出貢獻。關鍵詞精餾塔；篩板論文類型其它目錄前言1第1章流程的確定和說明5第11節(jié)加料方式5第12節(jié)進料狀態(tài)5第13節(jié)冷凝方式5第14節(jié)加熱方式6第2章精餾塔的設計計算7第21節(jié)操作條件與基礎數據7211設計任務和設計條件7212設計方案確定7第22節(jié)精餾塔的工藝計算7221物料衡算7第23節(jié)精餾裝置的熱量衡算8231冷凝器8232再沸器9第3章塔板數的確定10第31節(jié)最小回流比及操作回流比10311揮發(fā)度計算10312求最小回流比及操作回流比11313求精餾塔的氣液相負荷11314求操作線方程12第32節(jié)逐板法求理論塔板層數12第4章精餾塔的工藝條件及有關物性數據計算15第41節(jié)精餾段的計算15411操作壓力計算15412操作溫度計算15413平均摩爾質量計算15414平均密度計算16415液相平均表面張力計算17416液相平均黏度計算17第42節(jié)提餾段的計算18421操作壓力18422操作溫度的確定18423平均摩爾質量的計算19424平均密度得計算19425液相平均表面張力的計算20426液相平均粘度的計算20第5章塔體工藝尺寸計算22第51節(jié)精餾段的計算22511精餾段塔徑的計算22512精餾塔的有效高度23第52節(jié)提餾段的計算23521提餾段塔徑的計算23522提餾段的有效高度25523塔的有效高度25第53節(jié)封頭的選型及其計算25531封頭的選型25532封頭的計算26第54節(jié)支座的選型及其計算26541支座的選型26542支座的計算26第6章塔板主要工藝尺寸計算28第61節(jié)精餾段的計算28611溢流裝置的計算28612塔板布置29第62節(jié)提餾段的計算30621溢流裝置的計算30622塔板布置32第7章篩板的力學流體驗算34第71節(jié)精餾段的流體力學驗算34711塔板的壓降34712液面落差35713液沫夾帶35714漏液36715液泛36第72節(jié)提餾段的流體力學驗算37721塔板的壓降37722液面落差38723液沫夾帶38724漏液38725液泛39第8章塔板性能負荷圖40第81節(jié)提餾段的塔板負荷性能圖40811漏液40812液沫夾帶線41813液相負荷下限線42814液相負荷上限線42815液泛線42第82節(jié)提留段的塔板負荷性能圖44821漏液線44822液沫夾帶線45823液相負荷下限線45824液相負荷上限線46825液泛線46篩板塔設計計算結果48第9章附屬設備的計算、選型50第91節(jié)冷凝器的選型及計算50第10章精餾裝置的工藝流程圖51第11章板式塔精餾裝置設計說明書52結論53參考文獻54符號說明55致謝58前言蒸餾是分離液體均相混合物的典型單元操作之一，也是最早實現工業(yè)化得一種分離方法，廣泛的應用于化工石油、醫(yī)藥、食品、釀酒及環(huán)保等領域。蒸餾作為當代工業(yè)應用最廣的分離技術，目前具有相當成熟的工程設計經驗以及一定的理論研究基礎。隨著石油化工及化學工業(yè)等領域的不斷發(fā)展和興起，蒸餾分離過程的大處理量，連續(xù)化操作的優(yōu)勢得到了充分的發(fā)揮?；どa需進行液體混合物的分離以達到提純或回收有用組分的目的互溶液體混合物的分離有多種方法,精餾是其中最常用的一種精餾操作其基本原理是利用互溶液體混合物相對揮發(fā)度的不同、實現各組分分離的單元操作，實現原料混合物中各組分分離該過程是同時進行傳質傳熱的過程。精餾的原理是利用液體混合物中各組分具有不同沸點，在一定溫度下，各組分應具有不同的蒸汽壓。當液體混合物受熱汽化與其蒸汽平衡時，在氣相中易揮發(fā)物質蒸汽占較大比重，將此蒸汽冷凝而得到含易揮發(fā)物質組分較多的液體，這就是進行了一次簡單精餾。重復將此液在汽化，又進行了一次汽液平衡，蒸汽重復冷凝得到液體，其中易揮發(fā)物質的組分又增加了，如此繼續(xù)重復，最終就能得到接近純組分得各物質。因此，精餾原理可概述為將液體混合物進行多次的部分汽化，部分冷凝并分別收集，最終得到分離提純的目的。精餾通?？蓪⒁后w混合物分離為塔頂產品（餾出液）和塔底產品（蒸餾的釜殘液）兩個部分。也可以根據混合物中各組分不同的沸點分別從相應的塔板引出餾分，進行多元組分的分離。本設計是采運易揮發(fā)的雙組分離。精餾過程來說，精餾設備是使過程得以進行的重要條件。性能良好的精餾設備，為精餾過程得進行創(chuàng)造了良好的條件。它直接影響了裝置的產品質量、生產能力、產品收率、消耗定額、三廢處理以及環(huán)境保護等方面。本設計采用的是篩板塔，篩板塔上開有許多均勻布置的篩孔，孔徑一般為38MM，篩孔在塔板上作正三角形排列。塔板上設置溢流堰，使塔板上能維持一定厚度的液層，在操作時，上升氣流通過篩孔分散成細小的流股，在板上液層中鼓泡而出，汽液間密切接觸而進行傳質。在正常的操作氣速下，通過篩孔上升的氣流，應能阻止液體經篩孔向下泄露。篩板塔的優(yōu)點結構簡單，造價低廉，氣體壓降小，板上葉面落差也較小，生產能力及板效率均比泡罩塔高。缺點是操作彈性小，篩孔小時容易堵塞。近年來采用大孔徑（1025MM）篩板可避免堵塞，而且由于氣速的提高生產能力增大。甲醇最初由木材干餾得到，故俗稱木醇。甲醇生產的原料大致有煤、石油、天然氣和含CO（或）的工業(yè)廢氣、農作物、有機廢料以及城市垃圾等，2H2CO均可作為制造甲醇的原料。我國甲醇的產量近年來發(fā)展較快，從我國能源結構出發(fā)，甲醇可由煤制得，技術并不復雜。甲醇的來源廣，將來在我國甲醇有希望替代石油燃料和石油化工的原料，蘊藏著潛在的巨大市場。甲醇化工已成為化工中一個重要的領域。甲醇的化學式為，相對分子質量3204。常溫，常壓是一種無色透明3CHO有特殊氣味的易流動易揮發(fā)的可燃液體，沸點649在空氣中的爆炸極限為6265（體積分數），甲醇的密度、黏度和表面張力都隨溫度的升高而減小。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。它易吸收水蒸汽，二氧化碳和某些其他物質，因此，只有用特殊的方法才能制的完全午睡的甲醇。甲醇具有毒性，內服10ML有失明危險，300ML能讓人死亡。甲醇可在銀催化劑作用下在600650進行氣相氧化或脫氫生成甲醇。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。3322CHOHO酸與甲醇反應時，甲醇分子中的甲基易被取代，在有羥無機酸存在是反應加快。如甲酸與甲醇生成甲酸甲酯332C在304030ATM下，150220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，350400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。甲醇通過ZSM5分子篩催化劑轉化為汽油，已經工業(yè)化，為固體燃料轉為液體燃料開辟捷徑。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。甲醇和水可以無限的混合，混合后的甲醇水系統(tǒng)的性質，是研究甲醇性質的重要組成部分。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。甲醇是多中有機產品的基本原料和重要的溶劑，廣泛用于有機合成、染料、醫(yī)藥、涂料和國防等工業(yè)。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。1甲醇是較好的人工合成蛋白的原料，蛋白轉化率較高，發(fā)酵速度快，無毒性，價格便宜。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。3甲醇是直接合成醋酸的原料，孟山都法實現了在較低壓力下甲醇和一氧化碳合成醋酸的工業(yè)方法。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。甲醇制乙醇、乙烯、乙二醇、甲苯、二甲苯、醋酸乙烯、醋酐、甲酸甲酯和氧分解性能好的甲醇樹脂等產品。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。舊有高壓法，也在努力改善催化劑的活性，對合成塔作為某些改進后，其生產能力可提高2050,其能源利用率亦有顯著提高。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。4繼續(xù)研制活性及選擇性高，耐熱性更好，使用壽命更長的甲醇合成銅系催化劑，達到簡化合成塔結構和強化生產的目的。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。如熱能的充分利用原料氣制裝備的工藝改進，采用透平壓縮機使用高活性催化劑等，都取得里顯著的節(jié)約能量消耗的效果。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。這是燃料世界的一次革命，中國要達到國際環(huán)保的標準，必須解決汽車尾氣對空氣的污染問題，推廣使用綠色能源是一條重要的途徑，隨著人們對環(huán)境的要求越來越高甲醇汽油這一綠色能源在未來是個不錯的選擇。甲醇工業(yè)將在未來會受到很大的青睞。第1章流程的確定和說明第11節(jié)加料方式加料分兩種方式泵加料和高位槽加料通過控制液位高度，可以得到穩(wěn)定流量，但要求搭建塔臺，增加基礎建設費用；泵加料屬于強制進料方式，泵加料易受溫度影響，流量不太穩(wěn)定，流速也忽大忽小，影響傳質效率?？恐亓Φ牧鲃臃绞娇墒∪ヒ还P費用。本次加料可選泵加料，泵和自動調節(jié)裝置配合控制進料。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。第12節(jié)進料狀態(tài)泡點進料對塔操作方便，不受季節(jié)氣溫影響。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。由于泡點進料時塔的制造比較方便，而其他進料方式對設備的要求高，設計起來難度相對加大，所以采用泡點進料。第13節(jié)冷凝方式選全凝器，塔頂出來的氣體溫度不高。冷凝后回流液和產品溫度不高，無需再次冷凝，且本次分離是為了分離苯和甲苯，制造設備較為簡單，為節(jié)省資金，選全凝器?；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。優(yōu)點回流冷凝器無需支撐結構；缺點回流控制較難安裝，但強制回流需用泵，安裝費用，點好費用大，故不用強制回流，塔頂上升蒸汽采用冷凝器以冷凝回流如塔內。第41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。由于本次分離的是苯甲苯混合液，故采用間接加熱。加熱器選用管殼式換熱器。只有在工藝物料的特征性或工藝條件特殊時才考慮選用其他形式。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21節(jié)操作條件與基礎數據211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，年產量為98萬噸，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。塔釜殘液中甲醇的含量不高于35設計條件操作壓力1013KPA（塔頂表壓）進料熱狀況采用泡點進料回流比R14RMIN單板壓降09KPA全塔效率ET52212設計方案確定本設計中進行二元混合物系甲醇水的分離,采用連續(xù)操作方式的篩板精餾塔,進料溫度為泡點溫度將原料液通過預熱器加熱至泡點溫度后送入精餾塔內,用飽和水蒸氣加熱塔頂蒸汽采用全凝器冷凝,用循環(huán)水進行冷卻,然后將冷凝液在泡點下一部分回流至塔內,其余部分經產品冷卻器冷卻后送至儲罐。塔釜采用間接蒸汽加熱，塔底產品經冷卻后送至儲罐。第22節(jié)精餾塔的工藝計算221物料衡算甲醇摩爾質量MA3204KG/KMOL水的摩爾質量MB1802KG/MOL4032027618FX95943D320024618WX原料液及塔頂、塔底產品的平均摩爾質量02737184/FMKGMOL9140943203D/WKL年操作時間為8000H計算原料量為98710/8245609/MOLH總物料衡算FDW（21）5609DW/KMOLH（22）FDWXX560902727D09143W00204聯(lián)立解得W4025/KOLHD1584M第23節(jié)精餾裝置的熱量衡算231冷凝器冷凝器熱負荷為（23）1CVLVLQRDII由于塔頂流出液幾乎為甲醇，可按純甲醇的摩爾焓計算，若回流在飽和溫度下進入塔內，則,（24）VLIR查XY圖，當09143時，泡點溫度為65，查的該溫度下汽化潛熱為DX610/KJMOL故R6103204195444/KJMOL所以VR（25）CQVR4418195444863CQ610/KJH由于冷卻水進出冷凝器的溫度分別為25及35，所以冷卻水消耗量為（26）21CPWT2066218310475CPQWT50/KGH232再沸器再沸器熱負荷為（27）BVLQI同樣，釜液為甲醇溶液，古其焓可以按甲醇的摩爾焓計算VLIR查圖，00204時，泡點溫度為9495，查的該溫度下得汽化潛熱為WX675320421627/KJMOL所以，441821627955R610/KJH查的水的汽化潛熱為11785G28BQWRBQWHR63951087/KJH第3章塔板數的確定第31節(jié)最小回流比及操作回流比311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31甲醇水物系的氣液平衡相圖數據如下溫度/668684570257215742766579858449385AX08507506505504503502501505Y093650892508475080207540697062205170209甲醇水的取T7215時計算相對揮發(fā)度31AYPX08213475AYPXAKP32APY08213824AAPYK331ABXP10354758ABAPXKP341BAPX1458026BAPXAK35BAXBAX36ABPXAP812405316ABPXAP312求最小回流比及操作回流比027QFX371QQAXY3502705431QQAXY故最小回流比為38MINDQXYRMIN0913451278DQXYRIN14278313求精餾塔的氣液相負荷LRD178915842834/KMOLHVR1D1178915844418/L2834156098443LFQ4418V/KOLH314求操作線方程精餾段操作線方程39DLYXV283415094365031788DLYXXXV提留段操作線方程310WLYXV843025419085918WLYXXV第32節(jié)逐板法求理論塔板層數由于進料采用泡點進料，則1YDX311YA代入10943DYX11YXA2315Y解得076321代入206415278YX解得08174代入221YXA2315Y解得057452X同理解得，06963040883Y3X0590302744052202477555FX02477代入解得，0454856190859YX6Y代入66XA631Y解得，020106同理解得，03655014807Y7X0264200977488016820057509Y9X0091310029431010003765001166YX0006O故降液管底隙高度設計合理選用凹形受液盤，深度為60WH612塔板布置（1）塔板的分布因D1800，故塔板采用分塊式，塔板分為5快M（2）邊緣寬度確定取00850015SWCWM（3）開孔區(qū)面積計算單溢流塔板，鼓泡區(qū)面積可按下式計算SA（65）221SIN80SRXX（66）05SDWD051245SXD其中808CRM故22210320531531SIN7845SA2M（4）篩孔計算及其排列本例所處理的物系無腐蝕性，可選用炭鋼板，M取篩孔直徑為5ODM篩孔按正三角形排列，取篩孔中心距為T35153T篩孔數目個22151784950OANT開孔率（67）20ODT2250979710ODT氣體通過篩孔的氣速為（68）SOVA326184/17840SOVMSA第62節(jié)提餾段的計算621溢流裝置的計算因塔徑D18，可選用單溢流弓形降液管，采用凹形受液盤M（1）堰長得確定WL取07301834LDM（2）溢流堰高度的確定H由，選用平直堰，堰上層高度WLOH近似取E1，則2/38410HOEL取板上液清高度80LM故815604WH（3）弓形降液管寬度和截面積DFA由查弓形降液管的寬度與面積圖的073LD1FTA1578DM2002436FT157815780DWD由式驗算液體在降液管中停留的時間，即36FTHAL00256842653FTHS故降液管設計合理（4）降液管底隙高度得確定OH360HOWOLL取018則/MS0468301983601HOWOLL0064400198004460006M故降液管底隙高度設計合理選用凹形受液盤，深度為60WH622塔板布置（1）塔板分塊因D1800故塔板采用分塊式，查表得塔板分為5塊M（2）邊緣區(qū)寬度的確定取00850045SWCWM（3）開孔區(qū)面積的計算開孔區(qū)面積，其中221SIN80SRXAX0505145DSXD038CRWM故22210820531531SIN694085SA2M（4）篩孔計算及其排列本例所處理的物系無腐蝕性，可選用炭鋼板，取篩孔直徑M5ODM篩孔按正三角形排列，取孔中心距為T35153OTDM篩孔數目為N個22151784950AT開孔率為220977105ODT氣體通過閥孔的氣速為32690/194SOVMSA第7章篩板的力學流體驗算第71節(jié)精餾段的流體力學驗算711塔板的壓降（1）干板阻力的計算CH對于干板阻力（71）21GOVCL由可得0772/53167OD所以，液柱22184603059G79OVCLHM（2）氣體通過液層的阻力的計算LH（72）LL（73）SATFVA326145/5407SATFVMSA（74）OAV1/21/214503647OAVFKGSM查充氣系數與氣相動能因數的關聯(lián)圖得，061OF10948LLWOHH（3）液體表面張力的阻力計算液體表面張力所產生的阻力（75）4GLOHD34681005G97LOHDM氣體通過每層塔板的業(yè)主高度可按下式計算PH0394803549PCLHM氣體通過每層塔板壓降（設計允許值）G05497681526PLPA712液面落差對于篩板塔，液面落差很小，且本設計所選用得塔徑和液流量均不大，故可忽略液面落差的影響。713液沫夾帶液沫夾帶的公式763265710AVLTFEHH25082FLHM故323266357105710450/01/48AVLTFEKGKGHH液氣液氣在本設計中液沫夾帶量在允許范圍內714漏液對于篩板塔，漏液店氣速可由下式計算,MINO77,IN405613/OOLVCH,MIN/OLV407256138974/0618/S實際孔速,MIN4/OOS穩(wěn)定系數為78,MINOK,MIN1846517OK所以在本設計中無明顯漏液715液泛為防止塔內發(fā)生液泛，降液管內液層高因滿足以下關系，DH79DTWH甲醇水溶液屬于一般物系，取04則045071248TWHH00007液柱22015301537DOHM005490080000701356PLDHH所以TW則，在本設計中不會發(fā)生液泛第71節(jié)提餾段的流體力學驗算721塔板的壓降干板阻力的計算CH干板阻力由公式進行計算，則21GOVL，查于篩孔的流量系數圖，得0772/5/367ODOC所以，2211906851350274G7OVCLHM氣體通過液層的阻力的計算LH氣體通過液層阻力由公式計算LLH1/21/2142608536OAVFKGSM査充氣系數與氣相動能因數的關聯(lián)圖，得061OF故104156048LLWHHM液體表面張力的阻力計算4/SATFSA液體表面張力的阻力液柱345481046G96LOHDM氣體通過每層塔板的液柱高度為P027480480PCLHH氣體通過每層塔板壓降為G8965176539PLPPA722液面落差對于篩板塔，液面落差很小，且本例的塔徑和流量不大，故可忽略液面落差的影響。723液沫夾帶液沫夾帶由公式來計算，其中3265710AVLTFEHH2582FLHM故32326637105710407/01/485AVLTFEKGKGHH液氣液氣所以在本設計中液沫夾帶量在允許范圍內724漏液對于篩板塔，漏液點氣速為即,MIN405613/OOLVCH,I720804695/08131/S實際孔速,MIN8OO穩(wěn)定系數為,IN1906512K故本設計中無明顯液漏725液泛為防止塔內發(fā)生液泛，降液管內液層高度應服從DTWHH甲醇水溶液屬于一般物系，取04，則045064258TW板上不設進口堰00050液柱2215313DOHM0080800488005001346PLDHHDTW故本設計中不會發(fā)生液泛現象第8章塔板性能負荷圖第81節(jié)提餾段的塔板負荷性能圖811漏液由81,MIN405613/OOLVCH82,I,INSVA（83）LWOH842/38410HOEL得2/3,MIN,IN,I8456013/0SHOOWLVWVLCAHEAL842/3,MIN628440721840561307109764/13SSV整理得，2/,IN97SSL在操作范圍內，任取幾個值，由上式計算出值，計算結果列于下表SLV81表SL3/MS00006000150003000045V2083211821762208由81表數據可做出漏液線1812液沫夾帶線由為限，求和，關系如下，VE01/KG液氣SVL則853265710AVLTFEHH86SATFA25FLH0071W（87）2/38410HOWWLHEL2/38410HOWWLHEL2/32/36841560SS故2/32/3557010719LOSSLL2/32/3417959TFSSHH632/3040185VSVEL整理得，46922394S2/3S在操作范圍內，任取幾個值，由上式計算出值，計算結果列于下表SLSV83表S3/MS00006000150003000045V4522437841944038由83表數據可做出液沫夾帶線2813液相負荷下限線對于平直堰，取堰上液層0006OWHM取E1，則3/23061140/846SLS此數據可做出與氣體流量無關垂直液相負荷下限線3814液相負荷上限線由5作為液體在降液管中停留時間的上限，S（88）5FTSAHL此數據可做出與氣體流量無關垂直液相負荷上限線4故,MINSL025740231FTAH815液泛線（89）DTWHH由（810）DPLDHH（811）CL（812）LLWOH聯(lián)立得，1TWOCDHHH忽略，將與，與，與的關系式代入上式，并整理得OSLDSSV2/3SSAVBC式中2051VLOACTWBHH20153CL236284WDEL將有關數據代入205107979764A41B20153095C323236284108954SDL故，0790SSV在操作范圍內，任取幾個值，由上式計算出值，計算結果列于下表SLSV84表S3/MS00006000150003000045V5598541251324844由84表上數據可做出液泛線5在負荷性能圖上，做出操作點A，連接OA，即做出操作線。由圖可看出，該篩板的操作的上限為液泛控制，下限為漏液控制。由圖查得513215MAXSV3/SMINSV3/S故操作彈性為513/215239AXI/S根據以上各線方程，可做出篩板塔的負荷性能圖如下圖所示第82節(jié)提留段的塔板負荷性能圖821漏液線由,MIN405613/OOLVCH,I,INSVALOWH得，238410HEL,MIN5601LLVSVCH2/38443610HLVOWAL2/360284407216945364695/08131S整理得，2/3,MIN507209SSVL在操作范圍內，任取幾個值，由上式計算出值，計算結果列于下表SLSV85表S3/MS00006000150003000045V1946198820412084由85表上數據可做出漏夜線1822液沫夾帶線由為限，求，關系如下01/VEKG液氣SVL32657ALTFHH047243568SSASTFVA5FWOHH062/32/30284561114SOWSLHEL故，2/32/3509FSSL/06981TFHH3263/47710548281SVVEL/309SS在操作范圍內，任取幾個值，由上式計算出值，計算結果列于下表SV86表SL3/MS00006000150003000045SV3/MS544252792507054896由86表上數據可做出液沫夾帶線2823液相負荷下限線對于平直堰，取堰上液層高度0006作為最小液體負荷標準OWHM得，00062/36028410SOWLHEL取1則00062/360841014SOWLHE0001121SL此數據可做出與氣體流量無關垂直液相負荷下限線3824液相負荷上限線由作為液體在降液管中停留時間的上限，5SFTSAHL此數據可做出與氣體流量無關垂直液相負荷上限線4故01645015FT825液泛線DTWHH由DPLDCLHLLWO聯(lián)立得，1TOWCDHHH忽略，將與，與，與的關系式代入上式，并整理得OWSLDSSV2/3SSAVBC式中2051VOLACBTWHH20153CL236284WDEL將有關數據代入得20510851769796A4402B2015360398C32232418954SDL在操作范圍內，任取幾個值，由上式計算出值，計算結果列于下表SLV86表S3/MS00006000150003000045SV3/MS6186599657085408由86表上數據可做出液泛線5在負荷性能圖上，做出操作點A，連接OA，即做出操作線。由圖可看出，該篩板的操作的上限為液泛控制，下限為漏液控制。由圖查得48732046MAXSV3/SMINSV3/S故操作彈性為4873/2046238AXIS根據以上各線方程，可做出篩板塔的負荷性能圖如下圖所示篩板塔設計計算結果序號項目精餾段數值提餾段數值1平均溫度,MT7015851252平均壓力KPA1053511213氣相流量SVS/,3332632614液相流量L0001900046885塔板數，塊8146有效高度Z,M227塔徑D,18188板截距,TH0450459溢流形式單溢流單溢流10降液管形式弓形弓形11堰長,WLM1314131412堰高，OH00710064413板上液層高度，00800814降液管底隙高度,00210019815板上清液高度，LH808016邊緣區(qū)寬度,CWM0085008517開孔面積，AA21784169418篩孔直徑,ODM5519篩孔數目,個9158915820孔中心距，T151521開孔率，10110122空塔氣速,/S1308128223篩孔氣速,OM1846190624穩(wěn)定系數156156125每層塔板壓降,PAP525867653026負荷上限液泛控制液泛控制27負荷下限漏液控制漏液控制28液沫夾帶,VE/KG液氣0043300273329液體在降液管中停留時間,S6086246530降液管內清液層高度，DHM000070005031氣相負荷上限線3/513487332氣相負荷下限線S298204633操作彈性172238第9章附屬設備的計算、選型第91節(jié)冷凝器的選型及計算冷凝器選擇列管式、逆流方式（91）12LNDMTT22478/KKJHC25，351T2T則，653547LNM（92）CMQKAT得，628310342479CMQAKT所以15A1214979121612M再沸器（選用臥式U型管換熱器）蒸汽選擇120的水蒸氣，22807/KKJMHC12012094952505MT12TWT629513578807CQAKT第10章精餾裝置的工藝流程圖連續(xù)精餾的主要裝置和流程如上圖所示。連續(xù)板式精餾塔以上部分稱為精餾段，進料板以下（包括進料板）部分稱為提餾段。在操作的過程中所需的附屬設備有塔頂的冷凝器、塔底的再沸器和原料的預熱器。生產過程中原料液經預熱器預熱到泡點溫度后進入到進料板，由塔釜的再沸器加熱，輕組分逐板上升至塔頂，塔頂蒸汽通過塔頂冷凝器冷凝為液體，冷凝液的一部分回流流入塔內稱回流液，回流液再次與加入的原料液匯合逐板下流，并與上升蒸汽密切接觸，不斷地進行傳質和傳熱的過程。冷凝液的其余部分作為塔頂產品連續(xù)經過管道輸送到產品罐中。塔底部的液體被再沸器加熱，產生的蒸汽引入到到塔內，即氣相回流，與下降的液體逆流接觸。塔底產品由再沸器引出部分餾殘液送預熱器回收部分熱能后排出到殘液罐中，而再沸器中剩余的部分再經過再沸器被加熱到泡點溫度后重新回到精餾塔，塔里混合物不斷重復前面所說的過程，進料口不斷有新鮮原料的加入，最終完成甲醇和水的分離。進料板上升蒸汽中難揮發(fā)組分向液相傳遞，而回流液中易揮發(fā)組分向氣相傳遞，兩相間傳質使上升蒸汽中易揮發(fā)組分的含量逐漸增加，到達塔頂時，蒸汽將成為高純度的易揮發(fā)組分。因此，塔的上半部分完成了上升蒸汽中易揮發(fā)組分的精制，因而稱為精餾段。進料板以下（包括進料板），同樣進行著下降液體中易揮發(fā)組分向氣相傳遞，上升蒸汽中難揮發(fā)組分向液相傳遞的過程，兩相間的傳質使得塔底部獲得高純度的難揮發(fā)組分。因此，塔的下半部分完成了下降液體中難揮發(fā)組分的高濃度，因而稱為提餾段。第11章板式塔精餾裝置設計說明書一般來說板式塔的設計步驟大致如下設計方案的確定；塔板類型的選擇；板式塔的塔體工藝尺寸計算；板式塔的塔板工藝尺寸計算；流體力學驗算；塔板的負荷性能圖；板式塔的結構與附屬設備結論畢業(yè)設計是對畢業(yè)學生前面知識的檢驗，也是對自己能力的提高。我們需要有很強的基礎知識將所學過的內容綜合運用。設計要從理論、技術、經濟、安全等方面因素及環(huán)保節(jié)能角度出發(fā)，通過選擇查詢資料、公式、搜索數據和正確選擇參數，并進行正確的工程計算，保證盡量大的經濟效益，避開不利因素。該設計的優(yōu)點1操用、調節(jié)、檢修方便；2制造安裝較容易；3處理能力大，效率較高，壓強較低，從而降低了操作費用；該設計的缺點設計中對文獻的收索、查閱、記錄都不全，設備的計算及選型都有較大的問題存在，從而選取的操作點的不是在最好的范圍內，影響了設計的優(yōu)良性。參考文獻1化工設計黃璐王保國化學工業(yè)出版社20079第一版2化工原理課程設計湯金石化學工業(yè)出版社19906第一版3化工原理夏清陳常貴天津大學出版社20051第一版4化工計算張桂軍薛雪化學工業(yè)出版社20084第一版5化工單元過程及操作張新戰(zhàn)化學工業(yè)出版社20061第一版6化工原理楊祖榮高等教育出版社20086第一版7化學工程上?；W院天津大學浙江大學化學工業(yè)出版社第二冊198112北京第二次印刷8甲醇工藝西北工業(yè)學校陜西工業(yè)技術學院編200789甲醇生產工藝趙建軍化學工業(yè)出版社20088北京第一版10化工設備基礎王紹良化學工業(yè)出版社20084北京第一版11化工設計概論候文順化學工業(yè)出版社20088北京第二版12機械制圖劉力高等教育出版社20076北京第二版符號說明AA塔板的開孔區(qū)面積,2MLH液體體積流量H/3F降液管的截面積,2S液體體積流量S/3AO篩孔區(qū)面積2T塔的截面積C負荷因子無因次20表面張力為MN/20的負荷因子DO篩孔直徑D塔徑MVE液沫夾帶量氣液KG/TE總板效率R回流比IN最小回流比M平均摩爾質量KMOLG/MT平均溫度G重力加速度2/819SFO篩孔氣相動能因子1/1KGHL進口堰與降液管間的水平距離MCH與干板壓降相當的液柱高度MD與液體流過降液管的壓降相當的液柱高MF塔板上鼓層高度MLH板上清夜層高度M1與板上液層阻力相當的液柱高度MO降液管的底隙高度MWH堰上液層高度MW出口堰高度M/進口堰高度MH與克服表面張力的壓降相當的液柱高度MH板式塔高度MB塔底空間高度MD降液管內清夜層高度MD塔頂空間高度MF進料板處塔板間距MPH人孔處塔板間距MT塔板間距M1封頭高度M2裙座高度MK穩(wěn)定系數WL堰長MPP氣體通過每層篩板的壓降T篩孔的中心距/OU液體通過降液管底隙的速度C邊緣無效區(qū)寬度弓形降液管的寬度DW破沫區(qū)寬度S操作壓力PAKP壓力降板式塔的有效高度MZ篩板的厚度M液體在降液管內停留的時間S粘度VSPA密度3/KG表面張力N開孔率無因次質量分率無因次液體密度校正系數最大的MAX最小的IN液相的L致謝在畢業(yè)過程中，得到王萬俠老師的悉心指導，在北化大老師的檢查做出指導后，在同學們的互相幫助下，順利的完成了這次畢業(yè)論文。在設計中，我的指導老師王萬俠給予精心的指導，在論文選題、研究方案、相關文獻查詢方面，傾注了大量的心血。王萬俠老師認真嚴謹工作作風，在炎熱酷暑的夏天為我們解疑問作指導，認真負責的治學態(tài)度給我們留下了深刻的印象，是我今后工作學習的榜樣，表示衷心的感謝。在不遠千里，迎著酷暑來校認真檢查指導的北化大老師表示深深的感謝。在此感謝所有的老師你們都辛苦了。我一定不付老師的希望，為社會做一名有用人才做出貢獻。此致敬禮武丙忠2009年7月24號AGANEMPLOYMENTTRIBUNALCLAIEMLOYMENTTRIBUNALSSORTOUTDISAGREEMENTSBETWEENEMPLOYERSANDEMPLOYEESYOUMAYNEEDTOMAKEACLAIMTOANEMPLOYMENTTRIBUNALIFYOUDONTAGREEWITHTHEDISCIPLINARYACTIONYOUREMPLOYERHASTAKENAGAINSTYOUYOUREMPLOYERDISMISSESYOUANDYOUTHINKTHATYOUHAVEBEENDISMISSEDUNFAIRLYFORMOREINFORMU,TAKEADVICEFROMONEOFTHEORGANISATIONSLISTEDUNDERFURTHERHELPEMPLOYMENTTRIBUNALSARELESSFORMALTHANSOMEOTHERCOURTS,BUTITISSTILLALEGALPROCESSANDYOUWILLNEEDTOGIVEEVIDENCEUNDERANOATHORAFFIRMATIONMOSTPEOPLEFINDMAKINGACLAIMTOANEMPLOYMENTTRIBUNALCHALLENGINGIFYOUARETHINKINGABOUTMAKINGACLAIMTOANEMPLOYMENTTRIBUNAL,YOUSHOULDGETHELPSTRAIGHTAWAYFROMONEOFTHEORGANISATIONSLISTEDUNDERFURTHERHELPATIONABOUTDISMISSALANDUNFAIRDISMISSAL,SEEDISMISSALYOUCANMAKEACLAIMTOANEMPLOYMENTTRIBUNAL,EVENIFYOUHAVENTAPPEALEDAGAINSTTHEDISCIPLINARYACTIONYOUREMPLOYERHASTAKENAGAINSTYOUHOWEVER,IFYOUWINYOURCASE,THETRIBUNALMAYREDUCEANYCOMPENSATIONAWARDEDTOYOUASARESULTOFYOURFAILURETOAPPEALREMEMBERTHATINMOSTCASESYOUMUSTMAKEANAPPLICATIONTOANEMPLOYMENTTRIBUNALWITHINTHREEMONTHSOFTHEDATEWHENTHEEVENTYOUARECOMPLAININGABOUTHAPPENEDIFYOURAPPLICATIONISRECEIVEDAFTERTHISTIMELIMIT,THETRIBUNALWILLNOTUSUALLYACCEPTIIFYOUAREWORRIEDABOUTHOWTHETIMELIMITSAPPLYTOYOUIFYOUAREBEINGREPRESENTEDBYASOLICITORATTHETRIBUNAL,THEYMAYASKYOUTOSIGNANAGREEMENTWHEREYOUPAYTHEIRFEEOUTOFYOURCOMPENSATIONIFYOUWINTHECASETHISISKNOWNASADAMAGESBASEDAGREEMENTINENGLANDANDWALES,YOURSOLICITORCANTCHARGEYOUMORETHAN35OFYOURCOMPENSATIONIFYOUWINTHECASEYOURECLEARABOUTTHETERMSOFTHEAGREEMENTITMIGHTBEBESTTOGETADVICEFROMANEXPERIENCEDADVISER,FOREXAM