畢業(yè)設(shè)計----年產(chǎn)40萬噸二甲醚工藝設(shè)計

1、<p>　　年產(chǎn)40萬噸二甲醚工藝設(shè)計</p><p>　　[摘要]作為LPG和石油類的替代燃料，目前二甲醚(DME)倍受注目。DME是具有與LPG的物理性質(zhì)相類似的化學(xué)品，在燃燒時不會產(chǎn)生破壞環(huán)境的氣體，能便宜而大量地生產(chǎn)。與甲烷一樣，被期望成為21世紀的能源之一。目前生產(chǎn)的二甲醚基本上由甲醇脫水制得，即先合成甲醇，然后經(jīng)甲醇脫水制成二甲醚。甲醇脫水制二甲醚分為液相法和氣相法兩種工藝，本設(shè)計采用氣相法

2、制備二甲醚工藝。將甲醇加熱蒸發(fā)，甲醇蒸氣通過γ-AL2O3催化劑床層,氣相甲醇脫水制得二甲醚。氣相法的工藝過程主要由甲醇加熱、蒸發(fā)、甲醇脫水、二甲醚冷凝及精餾等組成。主要完成以下工作：</p><p>　　1）精餾用到的二甲醚分離塔和甲醇回收塔的塔高、塔徑、塔板布置等的設(shè)計；</p><p>　　2）所需換熱器、泵的計算及選型；</p><p>　　[關(guān)鍵詞]

3、二甲醚，甲醇，工藝設(shè)計。</p><p>　　The design of dimehyl ether process annual output 400,000 tons</p><p>　　Abstract: As LPG and oil alternative fuel, DME has drawn attentions at present. Physical properties

4、 of DME is similar for LPG, and don’t produce combustion gas to damage the environment, so, It can be produced largely. Like methane, DME is expected to become 21st century energy sources., DME is prepared by methanol de

5、hydration, namely, synthetic methanol first and then methanol dehydration to dimethyl etherby methanol dehydration. Methanol dehydration to DME is divided into two kinds of liquid p</p><p>　　1) Distillation

6、tower used in separation of dimethyl ether and methanol recovery , column height of tower ,diameter, arrangement of column plate etc;</p><p>　　2) The calculation and selection of heat exchanger, pump; </p

7、><p>　　Key words: dimethyl ether, methanol, process design.目錄</p><p><b>　　1 概 述1</b></p><p>　　1.1 二甲醚的用途1</p><p>　　1.2 設(shè)計依據(jù)1</p><p>　　1.3 技術(shù)來源

8、1</p><p>　　1.3.1 液相甲醇脫水法制二甲醚1</p><p>　　1.3.2 氣相甲醇脫水法制二甲醚1</p><p>　　1.3.3 合成氣一步法生產(chǎn)二甲醚2</p><p>　　1.3.4 二氧化碳加氫直接合成二甲醚2</p><p>　　1.3.5 催化蒸餾法制二甲醚2</p>

9、;<p>　　1.3.6 本設(shè)計采用的方法3</p><p>　　1.4 原料及產(chǎn)品規(guī)格3</p><p>　　1.5 設(shè)計規(guī)模和設(shè)計要求3</p><p><b>　　2 技術(shù)分析4</b></p><p>　　2.1 反應(yīng)原理4</p><p>　　2.2 反應(yīng)條件4

10、</p><p>　　2.3 反應(yīng)選擇性和轉(zhuǎn)化率4</p><p>　　2.4 催化劑的選擇4</p><p>　　3 反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)計算5</p><p>　　3.1 物料衡算5</p><p>　　3.2 計算催化劑床層體積5</p><p>　　3.3 反應(yīng)器管數(shù)5</p&

11、gt;<p>　　3.4 熱量衡算5</p><p>　　4 甲醚精餾塔結(jié)構(gòu)計算8</p><p>　　4.1 甲醚精餾塔的物料衡算及理論板數(shù)8</p><p>　　4.2 實際板層數(shù)的求取9</p><p>　　4.3 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算10</p><p>　　4.3.1

12、操作壓力的計算10</p><p>　　4.3.2 操作溫度計算10</p><p>　　4.3.3 平均摩爾質(zhì)量計算11</p><p>　　4.3.4 平均密度計算11</p><p>　　4.3.5 液體平均表面張力的計算13</p><p>　　4.3.6 液體平均粘度13</p>&

13、lt;p>　　4.4 精餾塔的塔體工藝尺寸計算13</p><p>　　4.4.2 提餾段塔徑的計算15</p><p>　　4.4.3 精餾塔有效高度的計算16</p><p>　　4.5 塔板主要工藝尺寸的計算16</p><p>　　4.5.1 溢流裝置計算16</p><p>　　4.5.2 塔

14、板布置17</p><p>　　4.6 塔板的流體力學(xué)驗算18</p><p>　　4.6.1 塔板壓降18</p><p>　　4.6.2 液面落差19</p><p>　　4.6.3 液沫夾帶19</p><p>　　4.6.4 漏液19</p><p>　　4.6.5 液泛1

15、9</p><p>　　4.7 塔板負荷性能圖19</p><p>　　4.7.1 漏液線19</p><p>　　4.7.2 液沫夾帶線20</p><p>　　4.7.3 液相負荷下限線20</p><p>　　4.7.4 液相負荷上限線21</p><p>　　4.7.5 液泛線

16、21</p><p>　　4.8 精餾塔接管尺寸計算22</p><p>　　4.8.1 塔頂蒸氣出口管的直徑22</p><p>　　4.8.2 回流管的直徑22</p><p>　　4.8.3 進料管的直徑22</p><p>　　4.8.4 塔底出料管的直徑23</p><p>

17、;　　5 甲醇精餾塔結(jié)構(gòu)計算24</p><p>　　5.1 設(shè)計方案的確定24</p><p>　　5.2 精餾塔的物料衡算24</p><p>　　5.2.1 原料液及塔頂和塔底的摩爾分率24</p><p>　　5.2.2 原料液及塔頂和塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量24</p><p>　　5.2.3 物料衡

18、算24</p><p>　　5.3 塔板數(shù)的確定24</p><p>　　5.3.1 理論板層數(shù)的求取24</p><p>　　5.3.2 實際板層數(shù)的求取26</p><p>　　5.4 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算26</p><p>　　5.4.1 操作壓力的計算26</p>&

19、lt;p>　　5.4.2 操作溫度計算27</p><p>　　5.4.3 平均摩爾質(zhì)量計算27</p><p>　　5.4.4 平均密度計算27</p><p>　　5.4.5 液體平均表面張力的計算28</p><p>　　5.4.6 液體平均粘度28</p><p>　　5.5精餾塔的塔體工藝尺寸

20、計算29</p><p>　　5.5.1 塔徑的計算29</p><p>　　5.5.2 精餾塔有效高度的計算30</p><p>　　5.6 塔板主要工藝尺寸的計算30</p><p>　　5.6.1 溢流裝置計算30</p><p>　　5.6.2 塔板布置31</p><p>

21、　　5.7 塔板的流體力學(xué)驗算32</p><p>　　5.7.1 塔板壓降32</p><p>　　5.7.2 液面落差33</p><p>　　5.7.3 液沫夾帶33</p><p>　　5.7.4 漏液33</p><p>　　5.7.5 液泛33</p><p>　　5.8

22、 塔板負荷性能圖34</p><p>　　5.8.1 漏液線34</p><p>　　5.8.2 液沫夾帶線34</p><p>　　5.8.3 液相負荷下限線35</p><p>　　5.8.4 液相負荷上限線35</p><p>　　5.8.5 液泛線35</p><p>　　5

23、.9 精餾塔接管尺寸計算37</p><p>　　5.9.1 塔頂蒸氣出口管的直徑37</p><p>　　5.9.2 回流管的直徑37</p><p>　　5.9.3 進料管的直徑37</p><p>　　5.9.4 塔底出料管的直徑38</p><p>　　6 甲醇精餾塔塔內(nèi)件機械強度設(shè)計及校核39&l

24、t;/p><p>　　6.1 精餾塔筒體和裙座壁厚計算39</p><p>　　6.2 精餾塔塔的質(zhì)量載荷計算39</p><p>　　6.2.1 塔殼和裙座的質(zhì)量39</p><p>　　6.2.2 封頭質(zhì)量39</p><p>　　6.2.3 裙座質(zhì)量39</p><p>　　6.2.

25、4 塔內(nèi)構(gòu)件質(zhì)量39</p><p>　　6.2.5 人孔、法蘭、接管與附屬物質(zhì)量40</p><p>　　6.2.6 保溫材料質(zhì)量40</p><p>　　6.2.7 平臺、扶梯質(zhì)量40</p><p>　　6.2.8 操作時塔內(nèi)物料質(zhì)量40</p><p>　　6.2.9 充水質(zhì)量40</p>

26、;<p>　　6.3 地震載荷計算41</p><p>　　6.3.1 計算危險截面的地震彎矩41</p><p>　　6.4 風(fēng)載荷計算41</p><p>　　6.4.1 風(fēng)力計算41</p><p>　　6.4.2 風(fēng)彎矩計算42</p><p>　　6.5 各種載荷引起的軸向應(yīng)力43&

27、lt;/p><p>　　6.5.1 計算壓力引起的軸向應(yīng)力43</p><p>　　6.5.2 操作質(zhì)量引起的軸向壓應(yīng)力43</p><p>　　6.5.3 最大彎矩引起的軸向應(yīng)力44</p><p>　　6.6 筒體和裙座危險截面的強度與穩(wěn)定性校核44</p><p>　　6.6.1 筒體的強度與穩(wěn)定性校核44

28、</p><p>　　6.6.2 裙座的穩(wěn)定性校核45</p><p>　　6.7 裙座和筒體水壓試驗應(yīng)力校核45</p><p>　　6.7.1 筒體水壓試驗應(yīng)力校核45</p><p>　　6.7.2 裙座水壓試驗應(yīng)力校核46</p><p>　　6.8 基礎(chǔ)環(huán)設(shè)計46</p><p&

29、gt;　　6.8.1 基礎(chǔ)環(huán)尺寸46</p><p>　　6.8.2 基礎(chǔ)環(huán)尺寸的應(yīng)力校核47</p><p>　　6.8.3 基礎(chǔ)環(huán)厚度47</p><p>　　6.9 地腳螺栓計算47</p><p>　　6.9.1 地腳螺栓承受的最大拉應(yīng)力47</p><p>　　6.9.2 地腳螺栓直徑48<

30、/p><p>　　7 輔助設(shè)備設(shè)計49</p><p>　　7.1 儲罐的選擇49</p><p>　　7.1.1 儲罐的計算與選型49</p><p>　　7.2 泵的選擇49</p><p>　　7.3 通風(fēng)機的選擇50</p><p>　　7.3.1 通風(fēng)機的選擇50</p&

31、gt;<p>　　7.4 換熱器的計算50</p><p>　　7.4.1 確定換熱器的類型50</p><p>　　7.4.2 估算傳熱面積50</p><p>　　8 全廠總平面布置53</p><p>　　8.1 全廠總平面布置的任務(wù)53</p><p>　　8.2 全廠總平面設(shè)計的原則

32、53</p><p>　　8.3 全廠總平面布置內(nèi)容53</p><p>　　8.4 全廠平面布置的特點53</p><p>　　8.5 全廠人員編制53</p><p><b>　　9 總結(jié)討論55</b></p><p>　　9.1設(shè)計主要完成任務(wù)55</p><

33、p>　　9.2 設(shè)計過程的評述和有關(guān)問題的討論55</p><p><b>　　參考文獻56</b></p><p><b>　　致謝57</b></p><p><b>　　附錄A58</b></p><p><b>　　1 概 述</b>

34、</p><p>　　二甲醚(Dimethyl Ether，簡稱 DME)習(xí)慣上簡稱甲醚，為最簡單的脂肪醚，分子式C2H6O，是乙醇的同分異構(gòu)體，結(jié)構(gòu)式CH3—O—CH3，分子量46.07，是一種無色、無毒、無致癌性、腐蝕性小的產(chǎn)品。DME因其良好的理化性質(zhì)而被廣泛地應(yīng)用于化工、日化、醫(yī)藥和制冷等行業(yè)，近幾年更因其燃燒效果好和污染少而被稱為“清潔燃料”，引起廣泛關(guān)注。 </p><p>　

35、　1.1 二甲醚的用途 </p><p>　　（1）替代氯氟烴作氣霧劑[1] </p><p>　　隨著世界各國的環(huán)保意識日益增強，以前作為氣溶工業(yè)中氣霧劑的氯氟烴正逐步被其他無害物質(zhì)所代替。 </p><p>　?。?）用作制冷劑和發(fā)泡劑 </p><p>　　由于DME的沸點較低，汽化熱大，汽化效果好，其冷凝和蒸發(fā)特性接近氟氯烴，因此DM

36、E作制冷劑非常有前途。國內(nèi)外正在積極開發(fā)它在冰箱、空調(diào)、食品保鮮劑等方面的應(yīng)用，以替代氟里昂。關(guān)于DME作發(fā)泡劑，國外已相繼開發(fā)出利用DME作聚苯乙烯、聚氨基甲酸乙酯、熱塑聚酯泡沫的發(fā)泡劑。發(fā)泡后的產(chǎn)品，孔的大小均勻，柔韌性、耐壓性、抗裂性等性能都有所增強。 </p><p><b>　?。?）用作燃料 </b></p><p>　　由于DME具有液化石油氣相似的蒸氣

37、壓，在低壓下DME變?yōu)橐后w，在常溫、常壓下為氣態(tài)，易燃、毒性很低，并且DME的十六烷值(約55) 高，作為液化石油氣和柴油汽車燃料的代用品條件已經(jīng)成熟。由于它是一種優(yōu)良的清潔能源，已日益受到國內(nèi)外的廣泛重視。在未來十年里，DME作為燃料的應(yīng)用將有難以估量的潛在市場，其應(yīng)用前景十分樂觀?？蓮V泛用于民用清潔燃料、汽車發(fā)動機燃料、醇醚燃料。 </p><p>　　（4）用作化工原料 </p><p&

38、gt;　　DME作為一種重要的化工原料,可合成多種化學(xué)品及參與多種化學(xué)反應(yīng)：與SO3反應(yīng)可制得硫酸二甲酯；與HCl反應(yīng)可合成烷基鹵化物；與苯胺反應(yīng)可合成N , N - 二甲基苯胺；與CO反應(yīng)可羰基合成乙酸甲酯、醋酐，水解后生成乙酸；與合成氣在催化劑存在下反應(yīng)生成乙酸乙烯；氧化羰化制碳酸二甲酯; 與H2S反應(yīng)制備二甲基硫醚。此外，利用DME還可以合成低烯烴、甲醛和有機硅化合物。</p><p>　　目前，全球二甲醚

39、總生產(chǎn)能力約為21萬t/a，產(chǎn)量16萬t/a左右，表1-1為世界二甲醚主要生產(chǎn)廠家及產(chǎn)量。我國二甲醚總生產(chǎn)能力約為1.2萬t/a,產(chǎn)量約為0.8萬t/a，表1-2為我國二甲醚主要生產(chǎn)廠家及產(chǎn)量。 </p><p>　　據(jù)市場調(diào)查國內(nèi)二甲醚需求量遠遠超過供給量，目前國內(nèi)僅氣霧劑一項需求量達到1.5~1.8 萬噸/年，而高純度的二甲醚還依賴進口。二甲醚市場應(yīng)用前景廣闊，因此對二甲醚的生產(chǎn)工藝進行研究很有必要。 <

40、;/p><p><b>　　1.2 設(shè)計依據(jù)</b></p><p>　　本項目基于教科書上的教學(xué)案例，通過研讀大量的關(guān)于DME性質(zhì)、用途、生產(chǎn)技術(shù)及市場情況分析的文獻，對生產(chǎn)DME的工藝過程進行設(shè)計的。</p><p><b>　　1.3 技術(shù)來源</b></p><p>　　目前合成DME有以下幾種

41、方法：（1）液相甲醇脫水法（2）氣相甲醇脫水法（3）合成氣一步法（4）CO2 加氫直接合成。（5）催化蒸餾法。其中前二種方法比較成熟，后三種方法正處于研究和工業(yè)放大階段。本設(shè)計采用氣相甲醇脫水法。下面對這幾種方法作以介紹。</p><p>　　1.3.1 液相甲醇脫水法制二甲醚 </p><p>　　甲醇脫水制DME 最早采用硫酸作催化劑，反應(yīng)在液相中進行，因此叫做液相甲醇脫水法，也稱硫酸

42、法工藝。該工藝生產(chǎn)純度99.6%的DME 產(chǎn)品, 用于一些對DME純度要求不高的場合。其工藝具有反應(yīng)條件溫和(130～160) ℃、甲醇單程轉(zhuǎn)化率高( >85%) 、可間歇也可連續(xù)生產(chǎn)等特點， 但是存在設(shè)備腐蝕、環(huán)境污染嚴重、產(chǎn)品后處理困難等問題，國外已基本廢除此法。中國仍有個別廠家使用該工藝生產(chǎn)DME，并在使用過程中對工藝有所改進。</p><p>　　1.3.2 氣相甲醇脫水法制二甲醚 </p&g

43、t;<p>　　氣相甲醇脫水法是甲醇蒸氣通過分子篩催化劑催化脫水制得DME。該工藝特點是操作簡單，自動化程度較高，少量廢水廢氣排放，排放物低于國家規(guī)定的排放標準。該技術(shù)生產(chǎn)DME采用固體催化劑催化劑，反應(yīng)溫度200℃， 甲醇轉(zhuǎn)化率達到75%～85%，DME選擇性大于98%，產(chǎn)品DME質(zhì)量分數(shù)≥99.9 %，甲醇制二甲醚的工藝生產(chǎn)過程包括甲醇加熱、蒸發(fā)，甲醇脫水，甲醚冷卻、冷凝及粗醚精餾，該法是目前國內(nèi)外主要的生產(chǎn)方法。&l

44、t;/p><p>　　1.3.3 合成氣一步法生產(chǎn)二甲醚 </p><p>　　合成氣法制DME 是在合成甲醇技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，由合成氣經(jīng)漿態(tài)床反應(yīng)器一步合成DME，采用具有甲醇合成和甲醇脫水組分的雙功能催化劑。因此，甲醇合成催化劑和甲醇脫水催化劑的比例對DME 生成速度和選擇性有很大的影響，是其研究重點。其過程的主要反應(yīng)為： </p><p><b>

45、　　甲醇合成反應(yīng) </b></p><p><b>　?。?）</b></p><p><b>　　水煤氣變換反應(yīng)</b></p><p><b>　　（2）</b></p><p><b>　　甲醇脫水反應(yīng) </b></p>&

46、lt;p><b>　?。?）</b></p><p>　　在該反應(yīng)體系中，由于甲醇合成反應(yīng)和脫水反應(yīng)同時進行，使得甲醇一經(jīng)生成即被轉(zhuǎn)化為DME，從而打破了甲醇合成反應(yīng)的熱力學(xué)平衡限制，使CO轉(zhuǎn)化率比兩步反應(yīng)過程中單獨甲醇合成反應(yīng)有顯著提高。 </p><p>　　由合成氣直接合成DME，與甲醇氣相脫水法相比，具有流程短、投資省、能耗低等優(yōu)點，而且可獲得較高的單程

47、轉(zhuǎn)化率。合成氣法現(xiàn)多采用漿態(tài)床反應(yīng)器，其結(jié)構(gòu)簡單，便于移出反應(yīng)熱，易實現(xiàn)恒溫操作。它可直接利用CO含量高的煤基合成氣，還可在線卸載催化劑。因此, 漿態(tài)床合成氣法制DME具有誘人的前景，將是煤炭潔凈利用的重要途徑之一。合成氣法所用的合成氣可由煤、重油、渣油氣化及天然氣轉(zhuǎn)化制得，原料經(jīng)濟易得，因而該工藝可用于化肥和甲醇裝置適當改造后生產(chǎn)DME，易形成較大規(guī)模生產(chǎn)；也可采用從化肥和甲醇生產(chǎn)裝置側(cè)線抽得合成氣的方法，適當增加少量氣化能力，或減少

48、甲醇和氨的生產(chǎn)能力，用以生產(chǎn)DME。</p><p>　　但是，目前合成氣法制DME的研究國內(nèi)仍處于工業(yè)放大階段，有上千噸級的成功的生產(chǎn)裝置，如山西煤化所、清華大學(xué)、杭州大學(xué)催化劑研究所等都擁有這方面的技術(shù)。蘭州化物所、大連化物所、湖北化學(xué)研究所的催化劑均已申請了專利。清華大學(xué)加大了對漿態(tài)床DME合成技術(shù)的研究力度，正與企業(yè)合作進行工業(yè)中試研究，在工業(yè)中試成功的基礎(chǔ)上，將建設(shè)萬噸級工業(yè)示范裝置。</p>

49、;<p>　　1.3.4 二氧化碳加氫直接合成二甲醚 </p><p>　　近年來，CO2加氫制含氧化合物的研究越來越受到人們的重視，有效地利用CO2，可減輕工業(yè)排放CO2對大氣的污染。CO2加氫制甲醇因受平衡的限制，CO2轉(zhuǎn)化率低，而CO2加氫制DME卻打破了CO2加氫生成甲醇的熱力學(xué)平衡限制。目前,世界上有不少國家正在開發(fā)CO2 加氫制DME的催化劑和工藝，但都處于探索階段。日本Arokawa報

50、道了在甲醇合成催化劑(CuO - ZnO - Al2O3)與固體酸組成的復(fù)合型催化劑上, CO2加氫制取甲醇和DME，在240 ℃，310 MPa的條件下, CO2轉(zhuǎn)化率可達到25 %，DME選擇性為55 %。大連化物所研制了一種新型催化劑，CO2 轉(zhuǎn)化率為31.7 % ,DME選擇性為50 %。天津大學(xué)化學(xué)工程系用甲醇合成催化劑Cu - Zn - Al2O3和HZSM-5制備了CO2加氫制DME 的催化劑。蘭州化物所在Cu-Zn-Zr

51、O2/ HZSM-5雙功能催化劑上考察了CO2加氫制甲醇反應(yīng)的熱力學(xué)平衡。結(jié)果表明CO2加H2制DME不僅打破了CO2加氫制甲醇反應(yīng)的熱力學(xué)平衡，明顯提高了CO2轉(zhuǎn)化率，而且還抑制了水氣逆轉(zhuǎn)換反應(yīng)的進行，提高了DME選擇性。</p><p>　　1.3.5 催化蒸餾法制二甲醚 </p><p>　　到目前為止, 只有上海石化公司研究院從事過這方面的研究工作。他們是以甲醇為原料, 用H2SO

52、4 作催化劑, 通過催化蒸餾法合成二甲醚的。由于H2SO4具有強腐蝕性, 而且甲醇與水等同處于液相中, 因此, 該法的工業(yè)化前景一般。催化蒸餾工藝本身是一種比較先進的合成工藝, 如果改用固體催化劑, 則其優(yōu)越性能得到較好的發(fā)揮。用催化蒸餾工藝可以開發(fā)兩種DME生產(chǎn)技術(shù)：一種是甲醇脫水生產(chǎn)DME，一種是合成氣一步法生產(chǎn)DME。從技術(shù)難度方面考慮, 第一種方法極易實現(xiàn)工業(yè)。</p><p>　　1.3.6 本設(shè)計采用

53、的方法</p><p>　　作為純粹的DME生產(chǎn)裝置而言，表1-3列出了3種不同生產(chǎn)工藝的技術(shù)經(jīng)濟指標。由表1 可以看出，由合成氣一步法制DME的生產(chǎn)成本遠較硫酸法和甲醇脫水法為低，因而具有明顯的競爭性。但相對其它兩類方法，目前該方法正處于工業(yè)放大階段，規(guī)模比較小，另外，它對催化劑、反應(yīng)壓力要求高，產(chǎn)品的分離純度低，二甲醚選擇性低，這都是需要研究解決的問題。</p><p>　　本設(shè)計采用

54、汽相氣相甲醇脫水法制DME，相對液相法，氣相法具有操作簡單, 自動化程度較高, 少量廢水廢氣排放, 排放物低于國家規(guī)定的排放標準，DME選擇性和產(chǎn)品質(zhì)量高等優(yōu)點。同時該法也是目前國內(nèi)外生產(chǎn)DME的主要方法[2]。</p><p>　　表1.1 二甲醚各種生產(chǎn)方法技術(shù)經(jīng)濟比較</p><p>　　1.4 原料及產(chǎn)品規(guī)格</p><p>　　原料：工業(yè)級甲醇； <

55、/p><p>　　甲醇含量≥99.5％ 水含量≤0.5％； </p><p>　　產(chǎn)品：DME含量≥99.95％，甲醇含量≤500ppm，水含量≤0.05ppm。</p><p>　　1.5 設(shè)計規(guī)模和設(shè)計要求</p><p>　　設(shè)計規(guī)模：400,000噸DME/年，按照8000小時開工計算，產(chǎn)品流量50,000kg/h，合1088.917km

56、ol/h；</p><p>　　設(shè)計要求：產(chǎn)品DME：回收率為99.8％，純度為99.95％； </p><p>　　甲醇：塔頂甲醇含量≥95％，塔底廢水中甲醇含量≤3％。</p><p><b>　　2 技術(shù)分析 </b></p><p><b>　　2.1 反應(yīng)原理</b></p>

57、<p><b>　　反應(yīng)方程式： </b></p><p><b>　　2.2 反應(yīng)條件</b></p><p>　　本過程采用連續(xù)操作，反應(yīng)條件：溫度T=250℃-370℃，反應(yīng)壓力，反應(yīng)在絕熱條件下進行。 </p><p>　　2.3 反應(yīng)選擇性和轉(zhuǎn)化率</p><p>　　選擇性

58、：該反應(yīng)為催化脫水。在 400℃以下時，該反應(yīng)過程為單一、不可逆、無副產(chǎn)品的反應(yīng)，選擇性為100%。 </p><p>　　轉(zhuǎn)化率：反應(yīng)為氣相反應(yīng)，甲醇的轉(zhuǎn)化率在80% 。</p><p>　　2.4 催化劑的選擇</p><p>　　本設(shè)計采用催化劑γ-AL2O3，催化劑為球形顆粒，直徑dp為5mm，床層空隙率ε為0.48。</p><p>

59、;　　3 反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)計算</p><p><b>　　3.1 物料衡算</b></p><p>　　將原料及產(chǎn)品規(guī)格換算成摩爾分率，即</p><p>　　原料：甲醇含量≥99.11％，水含量≤0.89％</p><p>　　產(chǎn)品：DME≥99.87％,甲醇含量≤0.004％，水含量≤0.126％</p>

60、<p>　　要求年產(chǎn)40萬噸二甲醚，則每小時應(yīng)生產(chǎn)二甲醚的量為：</p><p>　　又因產(chǎn)品二甲醚回收率為99.8％，則</p><p>　　則反應(yīng)器生成二甲醚量為：Fx=1087.719kmo/h</p><p>　　反應(yīng)器應(yīng)加入甲醇量為：</p><p><b>　　甲醇原料進料量：</b></

61、p><p>　　按化學(xué)計量關(guān)系計算反應(yīng)器出口氣體中各組分量</p><p><b>　　甲醇 </b></p><p><b>　　水含量 </b></p><p><b>　　計算結(jié)果列表如下</b></p><p>　　表3.1 物料衡

62、算表</p><p>　　3.2 計算催化劑床層體積</p><p>　　進入反應(yīng)器的氣體總量Ft0=2730.462koml/h，給定空速Sv=5000h-1，所以，催化劑床層體積VR為：</p><p><b>　　3.3 反應(yīng)器管數(shù)</b></p><p>　　反應(yīng)器管數(shù)n擬采用管徑為Ф27×2.5mm，

63、故管內(nèi)徑d=0.022mm，管長6m，催化劑充填高度L為5.7m，所以：</p><p>　　采用正三角形排列，實際管數(shù)取5750根</p><p><b>　　3.4 熱量衡算</b></p><p>　　基準溫度取298K,由物性手冊查的在280℃下二甲醚（1）、甲醇（2）、水（3）的比熱容、粘度、熱導(dǎo)率分別為:</p>&l

64、t;p>　　Cp1=2.495kJ/（kg/℃） CP2=2.25 kJ/（kg/℃） CP3=4.15 kJ/（kg/℃）</p><p>　　μ1=1.75×10-5pa μ2=1.63×10-5pa μ3=1.8×10-5pa </p><p>　　λ1=0.03/(m2k)

65、 λ2=0.05624 w/(m2k) λ3=0.5741w/(m2k)</p><p><b>　　則原料氣帶入熱量</b></p><p>　　Q1=(87798.944×2.495+438.542×4.15)×(533.15-298)</p><p>　　=5.64×10

66、7kJ/h</p><p><b>　　反應(yīng)后氣體帶走熱量</b></p><p>　　Q2=(50035.074×2.25+18184.928×2.459+20018.484×4.15)×(533.15-298)</p><p>　　=6.15×107kJ/h</p><p

67、><b>　　反應(yīng)放出熱量</b></p><p>　　QR=1087.719×11770=1.28×107 kJ/h</p><p>　　傳給換熱物質(zhì)的熱量QC</p><p>　　QC=Q1+QR-Q2=7.70×106 kJ/h</p><p>　　核算換熱面積，床層對壁給熱系數(shù)

68、按式計算</p><p><b>　　所以</b></p><p>　　查得碳鋼管的熱導(dǎo)率=167.5kJ/(mhk)，較干凈壁面污垢熱阻Rst=4.78×10-5 (mhk)/ kJ，代入總傳質(zhì)系數(shù)Kt的計算式，得</p><p>　　整個反應(yīng)器床層可近似看成恒溫，均為553.15K，則傳熱推動力</p><p&

69、gt;<b>　　需要傳熱面積為：</b></p><p><b>　　實際傳熱面積</b></p><p>　　A實>A需，能滿足傳熱需求。</p><p><b>　　床層壓力降計算：</b></p><p>　　因REM>1000屬湍流，則</p>

70、<p>　　4 甲醚精餾塔結(jié)構(gòu)計算</p><p>　　4.1 甲醚精餾塔的物料衡算及理論板數(shù)</p><p>　　本課題涉及三組分精餾，且三組分為互溶體系，故采用清晰分割法，以甲醚為輕關(guān)鍵組分，甲醇為重關(guān)鍵組分，水為重非關(guān)鍵組分。由設(shè)計要求知，</p><p><b>　　塔頂液相組成</b></p><p&

71、gt;　　xD1=0.9987(均為摩爾分數(shù)) xD2=0.00004 xD3=0.00126</p><p><b>　　進料液相組成</b></p><p>　　xF1=0.3929 xF2=0.2053 xF3=0.4018</p><p>　　以2730.462kmol/h進料為基準，對塔1做物料衡算，由年

72、產(chǎn)40萬噸二甲醚知，D1=1085.305</p><p><b>　　F=D+W1</b></p><p>　　FxF1=DxD1+WxW1</p><p>　　解得W1=1682.831 xw1=0.0023</p><p>　　同理可計算出其它組分的含量，匯總于下表：</p><p>

73、　　表4.1 甲醚精餾塔的物料衡算</p><p>　　查相關(guān)文獻[3]得，二甲醚、甲醇、水在0.84MPa，不同溫度下的汽液平衡數(shù)據(jù)列于下表：</p><p>　　表4.2 汽液平衡數(shù)據(jù)</p><p><b>　　由恩特伍德公式得</b></p><p><b>　?。?）</b></p&

74、gt;<p><b>　?。?）</b></p><p>　　進料狀態(tài)為飽和液體，q=1，則</p><p>　　用試差法求出=1.595，帶入（1）式</p><p>　　故Rmin=1.08</p><p>　　為實現(xiàn)對兩個關(guān)鍵組分之間規(guī)定的分離要求，回流比必須大于它們的最小值，根據(jù)Fair和Bolle

75、s的研究結(jié)果，R/Rm的最優(yōu)值約為1.05，但在比值稍大的一定范圍內(nèi)接近最佳條件。根據(jù)經(jīng)驗，一般取R/Rm=1.8。則回流比</p><p><b>　　查吉利蘭關(guān)聯(lián)圖可得</b></p><p>　　在全回流下的最少理論板數(shù)</p><p><b>　　平均相對揮發(fā)度</b></p><p>　　

76、所以全塔平均相對揮發(fā)度</p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　計算加料位置</b></p><p><b>　　精餾段最少理論板數(shù)</b></p><p>　　4.2 實際板層數(shù)的求取</p><p>　　進料黏度：在tD=

77、89℃，查手冊[4]得</p><p><b>　　求得</b></p><p>　　塔頂物料黏度：tD=38℃，查手冊[4]得</p><p><b>　　求得</b></p><p><b>　　塔釜物料黏度： ，</b></p><p>　　查手冊

78、得 </p><p><b>　　求得</b></p><p>　　精餾段液相平均黏度：</p><p>　　提餾段液相平均黏度：</p><p>　　全塔液相平均黏度： </p><p>　　全塔效率可用奧爾康公式：計算</p><p><b>　

79、　則實際塔板數(shù)</b></p><p>　　實際進料位置 </p><p>　　4.3 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算</p><p>　　4.3.1 操作壓力的計算</p><p>　　DME在常壓下的沸點是-24.9℃，所以如果選擇系統(tǒng)壓力在常壓下，則塔頂冷凝器很難對該產(chǎn)品進行冷卻。所以塔壓力采用

80、加壓。另一方面隨著操作壓力增加,精餾操作所用的蒸汽、冷卻水、動力消耗也增加。精餾高純度DME的操作壓力適宜范圍為0.6～0.8MPa這里采用塔頂冷凝器壓力為8.1bar，塔頂壓力為8.3bar，塔底壓力為8.5bar對該系統(tǒng)進行模擬計算，這樣塔頂溫度為38℃，塔底溫度為145.8℃。這樣塔頂、塔底的公用工程就可以分別用冷凝水和中壓（10-15kgf/cm2）蒸汽來實現(xiàn)。</p><p>　　塔頂操作壓力

81、 PD=815.6kPa </p><p>　　每層塔板壓降 =0.7kPa </p><p>　　進料板壓力 PF=815.6+0.724=832.4kPa</p><p>　　塔底壓力 Pw=815.6+0.762=859.0kPa</p><p>　　精餾段平均壓力 Pm=(815

82、.6+827.5)2=821.6kPa</p><p>　　全塔平均壓力 Pm=(815.6+859.0)2=837.3kPa</p><p>　　4.3.2 操作溫度計算</p><p>　　由汽液相平衡條件，有</p><p><b>　　若用逸度因子表示</b></p><p>&

83、lt;b>　　(1)</b></p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　(2)</b></p><p><b>　　其中</b></p><p><b>　　(3)</b></p><p>

84、;　　二甲醚、甲醇和水的物性數(shù)據(jù)由文獻[4]查的，飽和蒸汽壓計算式（3）中的系數(shù)見文獻[5]采用狀態(tài)方程-活度因子法，有PR方程 計算氣象個組分的逸度因子，各二元體系的二元相互作用參數(shù)k12的值見表3；利用NRTL方程計算液相活度因子，進行汽液平衡數(shù)據(jù)的熱力學(xué)計算。在熱力學(xué)計算中，將NRTL方程的模型參數(shù)整理成（=0.3）</p><p><b>　　(4)</b></p>&

85、lt;p>　　式（4）中個二元體系的數(shù)值見表4，表4-3和表4-4中二甲醚（1）-甲醇（2）、二甲醚（1）-水（2）、甲醇（1）-水（2）各二元體系的模型是利用文獻數(shù)據(jù)整理得到的。</p><p>　　Table 4.3 Interaction parameterk12of PRequation for binary systems</p><p>　　Table 4.4 Coeff

86、icients of model parameterof NRTL equation for binary systems</p><p>　　依據(jù)操作壓力，由泡點方程通過試差法計算出泡點溫度。計算結(jié)果如下：</p><p>　　塔頂溫度 </p><p>　　進料板溫度 </p><p>　　塔底溫度

87、</p><p><b>　　精餾段平均溫度 </b></p><p><b>　　提餾段平均溫度 </b></p><p>　　4.3.3 平均摩爾質(zhì)量計算</p><p>　　塔頂平均摩爾質(zhì)量計算：</p><p>　　進料板平均摩爾質(zhì)量計算：</p>

88、<p>　　塔底平均摩爾質(zhì)量計算：</p><p>　　精餾段平均摩爾質(zhì)量：</p><p>　　提餾段平均摩爾質(zhì)量：</p><p>　　4.3.4 平均密度計算</p><p>　　4.3.4.1 氣相平均密度計算</p><p><b>　　精餾段氣相密度</b></p>

89、;<p><b>　　提餾段氣相密度</b></p><p><b>　　全塔氣相平均密度</b></p><p>　　4.3.4.2 液相平均密度計算</p><p>　　平均密度依下式計算，即</p><p>　　塔頂液相平均密度的計算</p><p>　　

90、由tD=38℃，查手冊[4]得</p><p><b>　　塔頂液相質(zhì)量分率</b></p><p>　　進料板液相平均密度的計算</p><p>　　由tF=89℃，查手冊[4]得</p><p>　　進料板液相的質(zhì)量分率</p><p><b>　　0.2269</b>&

91、lt;/p><p>　　精餾段液相平均密度為：</p><p>　　由tW=145.8℃，查手冊[4]得</p><p>　　塔底液相的質(zhì)量分率：</p><p>　　精餾段液相平均密度為：</p><p>　　提餾段液相平均密度為：</p><p>　　全塔液相平均密度為：</p>

92、<p>　　4.3.5 液體平均表面張力的計算</p><p>　　液相平均表面張力依下式計算，即</p><p>　　塔頂液相平均表面張力的計算</p><p><b>　　由，查手冊[4]得</b></p><p>　　進料板液相平均表面張力為 </p><p><b>

93、　　由，查手冊[4]得</b></p><p><b>　　由，查手冊[4]得</b></p><p>　　精餾段液相平均表面張力為：</p><p>　　提餾段液相平均表面張力為：</p><p>　　全塔液相平均表面張力為：</p><p>　　4.3.6 液體平均粘度</p

94、><p>　　計算見3.4，精餾段液相平均黏度</p><p>　　4.4 精餾塔的塔體工藝尺寸計算 </p><p><b>　　精餾段的汽液相負荷</b></p><p><b>　　提餾段的汽液相負荷</b></p><p>　　精餾段的氣、液相體積流率為：</p&g

95、t;<p>　　提餾段的氣、液相體積流率為：</p><p>　　采用雙塔精餾進行甲醚分離，則該塔精餾段、提餾段汽液相體積流率為：</p><p>　　由式中的C由式計算，其中由史密斯關(guān)聯(lián)圖[8]查取，圖的橫坐標為： </p><p>　　取板間距，板上液層高度，則</p><p>　　圖4.1 史密斯關(guān)聯(lián)圖</p&g

96、t;<p>　　查史密斯關(guān)聯(lián)圖得=0.064</p><p>　　取安全系數(shù)為0.7，則空塔氣速為</p><p>　　按標準塔徑圓整后為D=2.4m</p><p><b>　　塔截面積為</b></p><p><b>　　實際空塔氣速為</b></p><p&

97、gt;　　4.4.2 提餾段塔徑的計算</p><p><b>　　精餾段的汽液相負荷</b></p><p>　　精餾段的氣、液相體積流率為</p><p>　　由 式中的C由式計算，其中由史密斯關(guān)聯(lián)圖查取，圖的橫坐標為： </p><p>　　取板間距，板上液層高度，則</p><p>

98、;　　查史密斯關(guān)聯(lián)圖得=0.07</p><p>　　取安全系數(shù)為0.6，則空塔氣速為：</p><p>　　按標準塔徑圓整后為D=2.4m</p><p><b>　　塔截面積為</b></p><p><b>　　實際空塔氣速為：</b></p><p>　　4.4.3

99、精餾塔有效高度的計算</p><p><b>　　精餾段有效高度為：</b></p><p><b>　　提餾段有效高度為：</b></p><p>　　在進料板上方開一人孔，其高度為：0.8m</p><p>　　故精餾塔的有效高度為：</p><p>　　塔頂及釜液上的汽

100、液分離空間高度均取1.5m，裙座取2m，則精餾塔的實際高度為：</p><p>　　4.5 塔板主要工藝尺寸的計算</p><p>　　4.5.1 溢流裝置計算</p><p>　　因塔徑D＝2.4m，可選用單溢流弓形降液管，采用凹形受液盤。各項計算如下：</p><p>　　4.5.1.1 堰長Lw</p><p>

101、<b>　　取</b></p><p>　　4.5.1.2 溢流堰高度hw</p><p><b>　　由</b></p><p>　　選用平直堰，堰上液層高度由式</p><p><b>　　近似取E=1，則</b></p><p><b>

102、　　故 </b></p><p>　　4.5.1.3 弓形降液管寬度Wd和截面積Af</p><p><b>　　由 </b></p><p>　　查弓形降液管的參數(shù)圖[6]，得</p><p><b>　　故 </b></p><p>　　依式驗算液體在降液管

103、中停留時間，即</p><p><b>　　故降液管設(shè)計合理。</b></p><p>　　4.5.1.4 降液管底隙高度h0</p><p>　　的一般經(jīng)驗數(shù)值為 取</p><p><b>　　則 </b></p><p>　　故降液管底隙高度設(shè)計合理。</p&

104、gt;<p>　　選用凹形受液盤，深度。</p><p>　　4.5.2 塔板布置</p><p>　　4.5.2.1 塔板的分塊</p><p>　　因，故塔板采用分塊板。查塔板分塊表得，塔板分為6塊。</p><p>　　4.5.2.2 邊緣區(qū)寬度確定</p><p>　　取 Ws=W=0.05m，

105、Wc=0.035m</p><p>　　4.5.2.3 開孔區(qū)面積計算</p><p><b>　　開孔區(qū)面積按式計算</b></p><p><b>　　其中</b></p><p><b>　　故 </b></p><p>　　4.5.2.4 篩孔

106、計算及排列</p><p>　　本設(shè)計所處理的物系無腐蝕性，可選用碳鋼板，取利孔直徑</p><p>　　篩孔按正三角形排列，取孔中心距t為：</p><p><b>　　篩孔數(shù)目n為</b></p><p><b>　　個</b></p><p><b>　　開孔

107、率為：</b></p><p>　　氣體通過閥孔的氣速為：</p><p>　　4.6 塔板的流體力學(xué)驗算</p><p>　　4.6.1 塔板壓降</p><p>　　4.6.1.1干板阻力hc計算</p><p><b>　　干板阻力由式計算</b></p><

108、p>　　由，查干篩孔得流量系數(shù)圖[7]得， </p><p><b>　　故 液柱</b></p><p>　　4.6.1.2 氣體通過液層的阻力h1計算</p><p>　　氣體通過液層的阻力由式計算</p><p>　　查充氣系數(shù)關(guān)聯(lián)圖，得0.64。</p><p><b>

109、　　液柱</b></p><p>　　4.6.1.3 液體表面張力的阻力hσ計算</p><p>　　液體表面張力的阻力可按式計算，即</p><p><b>　　液柱</b></p><p>　　氣體通過沒層塔板的液柱高度可按下式計算，即</p><p><b>　　液柱

110、</b></p><p>　　氣體通過每層塔板的壓降為：</p><p><b>　?。ㄔO(shè)計允許值）</b></p><p>　　4.6.2 液面落差</p><p>　　對于篩板塔，液面落差很小，且塔徑和液流量均不大，故可忽略液面落差的影響。</p><p>　　4.6.3 液沫夾帶

111、</p><p>　　液沫夾帶量由下式計算，即</p><p><b>　　故 </b></p><p>　　故在本設(shè)計中液沫夾帶量在允許范圍內(nèi)。</p><p><b>　　4.6.4 漏液</b></p><p>　　對篩板塔，漏液點氣速可由下式計算，即</p&g

112、t;<p><b>　　實際孔速</b></p><p><b>　　穩(wěn)定系數(shù)為：</b></p><p>　　故在本設(shè)計中無明顯液漏。</p><p><b>　　4.6.5 液泛</b></p><p>　　為防止塔內(nèi)發(fā)生液泛，降液管內(nèi)液層高度Hd應(yīng)服從下式的

113、關(guān)系，即</p><p>　　甲醚—甲醇—水物系屬一般物系，取，則</p><p><b>　　而 </b></p><p>　　板上不設(shè)進口堰，hd可由下式計算，即</p><p><b>　　液柱</b></p><p><b>　　液柱</b>&

114、lt;/p><p>　　故在本設(shè)計中不會發(fā)生液泛現(xiàn)象。</p><p>　　4.7 塔板負荷性能圖</p><p><b>　　4.7.1 漏液線</b></p><p><b>　　由 </b></p><p><b>　　=</b></p>

115、<p><b>　　=</b></p><p><b>　　得 </b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　整理得</b></p><p>　　在操作數(shù)據(jù)內(nèi)，任取幾個值，依上式計算出值，計算結(jié)果見表4<

116、;/p><p><b>　　表4.5 漏液線 </b></p><p>　　由上表數(shù)據(jù)即可作出漏液線（1）</p><p>　　4.7.2 液沫夾帶線</p><p>　　以 =0.1kg液/kg氣為限，求關(guān)系如下</p><p><b>　　由 </b></p>

117、<p><b>　　=0.0314</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　故 </b></p><p><b>　　整理得 =</b></p><p>　　在操作范圍內(nèi)，任取幾個值，依上式計算出值，計

118、算結(jié)果于表4-5</p><p>　　表4.6 液沫夾帶線</p><p>　　由上表數(shù)據(jù)即可作出液沫夾帶線（2）</p><p>　　4.7.3 液相負荷下限線</p><p>　　對于平直堰，取堰上液層高度=0.005m作為最小液體負荷標準。由式得</p><p><b>　　取E=1，則</b&g

119、t;</p><p>　　據(jù)此可作出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負荷下限線（3）</p><p>　　4.7.4 液相負荷上限線</p><p>　　以 =4s 作為液體在降液管中停留時間的下限，由 得</p><p>　　據(jù)此可作出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負荷下限線（4）</p><p><b>　　4.7.

120、5 液泛線</b></p><p><b>　　令 </b></p><p><b>　　由</b></p><p><b>　　聯(lián)立得</b></p><p>　　忽略，將與，與，與的關(guān)系式代入上式，并整理得</p><p><b&

121、gt;　　式中</b></p><p>　　將有關(guān)的數(shù)據(jù)代入，得</p><p><b>　　故 </b></p><p>　　在操作范圍內(nèi)，任取幾個Ls依上式計算出Vs計算結(jié)果列于表4-6</p><p><b>　　表4.7液泛線</b></p><p>　

122、　由上表數(shù)據(jù)即可作出液泛線（5）</p><p>　　根據(jù)以上各線方程，可作出篩板塔的負荷性能圖，如圖所示</p><p>　　圖4.2 篩板塔的負荷性能圖</p><p>　　在負荷性能圖上，作出操作點A，連接OA，即作出操作線，由圖可看出，該篩板的操作上限為液泛控制，下限為液漏控制，由上圖查得</p><p><b>　　故操作

123、彈性為</b></p><p>　　4.8 精餾塔接管尺寸計算</p><p>　　4.8.1 塔頂蒸氣出口管的直徑</p><p>　　操作壓力不大時，蒸氣導(dǎo)管中常用流速為12~20 m/s，</p><p>　　蒸氣管的直徑為 ，其中</p><p>　　---塔頂蒸氣導(dǎo)管內(nèi)徑m  ---塔頂

124、蒸氣量m3/s，取，則 </p><p><b>　　查表取</b></p><p>　　4.8.2 回流管的直徑</p><p>　　塔頂冷凝器械安裝在塔頂平臺時，回流液靠重力自流入塔內(nèi)，流速可取0.2~0.5 m/s。取，則回流管的直徑</p><p><b>　　查表取</b><

125、;/p><p>　　4.8.3 進料管的直徑</p><p>　　采用高位槽送料入塔，料液速度可取，取料液速度，則</p><p>　　進料管的直徑：查表取</p><p>　　4.8.4 塔底出料管的直徑</p><p>　　一般可取塔底出料管的料液流速為0.5~1.5 m/s，循環(huán)式再沸器取1.0~1.5 m/s，取

126、塔底出料管的料液流速為0.5 m/s，則，塔底出料管的直徑dw為：</p><p>　　查表取5 甲醇精餾塔結(jié)構(gòu)計算</p><p>　　5.1 設(shè)計方案的確定</p><p>　　本設(shè)計任務(wù)為分離甲醇－水混合物。對于二元混合物的分離，應(yīng)采用連續(xù)精餾流程。設(shè)計中采用泡點進料，將原料液通過預(yù)熱器加熱至泡點后送入精餾塔內(nèi)。塔頂上升蒸氣采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點下一部分

127、加回流至塔內(nèi)，其余部分經(jīng)產(chǎn)品冷卻器冷卻后送至儲罐。塔釜采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲罐。</p><p>　　5.2 精餾塔的物料衡算</p><p>　　5.2.1 原料液及塔頂和塔底的摩爾分率</p><p>　　甲醇的摩爾質(zhì)量 MA=32kg/kmol</p><p>　　水的摩爾質(zhì)量 MB=18kg/kmol&l

128、t;/p><p>　　5.2.2 原料液及塔頂和塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量</p><p>　　MF=0.32432+(1-0.324) 18=22.62kg/kmol</p><p>　　MD =0.91432+(1-0.914) 18 =30.83kg/kmol</p><p>　　MW =0.01732+(1-0.017) 18 =18.26k

129、g/kmol</p><p>　　5.2.3 物料衡算</p><p>　　原料處理量 F=W1=1682.831kmol/h</p><p>　　總物料衡算 F=D+W</p><p>　　甲醇物料衡算 1682.8310.330=0.914D+0.017W</p><p>　　聯(lián)立解得 D=587.

130、209kmol/h</p><p>　　W=1095.622kmol/h</p><p>　　5.3 塔板數(shù)的確定</p><p>　　5.3.1 理論板層數(shù)的求取</p><p>　　5.3.1.1 相對揮發(fā)度的求取</p><p>　　由，再根據(jù)表5-1[7]數(shù)據(jù)可得到不同溫度下的揮發(fā)度，見表5-2</p&g

131、t;<p>　　表5.1 氣液平衡數(shù)據(jù)</p><p><b>　　表5.2 揮發(fā)度</b></p><p><b>　　所以</b></p><p>　　5.3.1.2 求最小回流比及操作回流比</p><p><b>　　泡點進料：</b></p>