年产10万吨二甲醚项目设计书(编辑修改稿)

年产10万吨二甲醚项目设计书(编辑修改稿)内容摘要：

1 . 5 2 . 0 2 . 5 3 . 0 3 . 5 4 . 0 4 . 5 5 . 05.e+0061.e+0071.5e+0072.e+007Q C O N D 可以看出，最小回流比取 的时候再沸器和冷凝器的负荷都不大，能量消耗较小，所以取最小回流比取 R= 是合理的。 严格计算模拟结果： 流股数据： 化学与化工学院化工设计大作业 总体数据： 再沸器数据： 冷凝器数据： 化学与化工学院化工设计大作业 输入输出摩尔流量、质量流量及能量流率： 各组分在输出物流中的摩尔分数： 各板的温度压力及组成 板温度 压力热负荷液体流率气体流率 K kPa kJ/hr kmol/hrkmol/hr 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 10 0 11 0 12 0 13 每 板 各组分 汽体 分 率 （摩尔比） ： 板 CH4O H2O C2H6O 1 2 3 化学与化工学院化工设计大作业 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 每 板 各组分 液体 分 率 （摩尔比） ： 板 CH4O H2O C2H6O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 精馏塔 操作压力的计算 DME 在常压下的沸点是 ℃ ，所以如果选择系统压力在常压下，则塔顶冷凝器很难对该产品进行冷却。 所以塔压力采用加压。 另一方面随着操作压力增加 ,精馏操作所用的蒸汽、冷却水、动力消耗也增加。 精馏高纯度 DME 的操作压力适宜范围为 ～ 这里采用塔顶冷凝器压力为 ，塔顶压力为，塔底压力为 对该系统进行模拟计算，这样塔顶温度为 ℃ ，塔底温度为 ℃。 这样塔顶、塔底的公用工程就可以分别用冷凝水和中压（ 1015kgf/cm2）蒸汽来实现。 塔顶操作压力 PD= 每层塔板压降 P =40kPa 进料板压力 PF= 塔底压力 Pw= 精馏段平均压力 Pm=1, 全塔平均压力 Pm=1, 化学与化工学院化工设计大作业 精馏塔 操作温度计算 泡点温度。 计算结果如下： 塔顶温度 tD=℃ 进料板温度 tF=℃ 塔底温度 tW=℃ 精馏段平均温度 tm1=℃ 提馏段平均温度 tm2=℃ 精馏塔的塔体工艺 及尺寸 计算 平均摩尔质量计算 塔顶平均摩尔质量计算： 进料板平均摩尔质量计算： 塔底平均摩尔质量计算： 精馏段平均摩尔质量： 提馏段平均摩尔质量： 化学与化工学院化工设计大作业 平均密度计算 气相平均密度计算 精馏段气相密度 提馏段气相密度 全塔平均气相密度 液相平均密度计算 计算公式 1i iVm a   塔顶温度 tD=℃ 精馏段液相密度 ρ 甲醇 =塔顶液相质量分率 α D 甲醇 = α D 水 = α D 二甲醚 = 进料板液相平均密度的计算 由进料板温度 tF=℃ 查手册得 ρ 甲醇 = 化学与化工学院化工设计大作业 进料板液相的质量分率 精馏段液相平均密度为 由 tW=℃， 查手册得 ρ 甲醇 =塔底液相的质量分率 α W 甲醇 = α W 水 = α W 二甲醚 = 精馏段液相平均密度为： 提馏段液相平均密度为： ρ Lm=(+)/2= kg/m3 全塔液相平均密度为： ρ Lm=(+)/2= kg/m3 液体平均表面张力的计算 液相平均表面张力依下式计算，即 Lm i ix 塔顶 液相平均表面张力的计算 由 tD=℃，查表得 σ 甲醇 = 进料板 液相平均表面张力为 由 tF=℃，查表得 σ 甲醇 = 塔底 平均表面张力为 由 tW=℃，查表得 σ 甲醇 = 化学与化工学院化工设计大作业 精馏段 液相平均表面张力为： 提馏段 液相平均表面张力为： 全塔 液相平均表面张力为： 精馏段的气、液相体积流率为 D=精馏段气液相负荷 V=(R+1)D=(+1)* =L=RD=*=提馏段气液相负荷 L’=L+F=+=V’ =V=精馏段的气、液相体积流率为 ： 提馏段的气、液相体积 流率为： 精馏段塔径的计算 由m ax LVVuC式中的 C 由式 20 ()20LCC计算，其中 20C 由史密斯关联图查取，图的横坐标为 ：化学与化工学院化工设计大作业 取板间距 = ，板上液层高度 = 则 HThL= 查史密斯关联图得 20C = 取安全系数为 ，则空塔气速为 U= Umax=*= 按标准塔径圆整后为 D= 塔截面积为 实际空塔气速为 化学与化工学院化工设计大作业 提馏段塔径的计算 由max LVVuC式中的 C 由式 20 ()20LCC计算，其中 20C 由史密斯关联图查取，图的横坐标为 ： 取板间距 = ，板上液层高度 = ，则 HThL= 查史密斯关联图得 20C = C=*() = 取安全系数为 ，则空塔气速为： U==*= 按标准塔径圆整后为 故全塔直径取。 塔截面积为 实际空塔气速为： 精馏塔有效高度的计算 精馏段有效高度为： 化学与化工学院化工设计大作业 提馏段有效高度为： 在进料板上方开一人孔，其高度为： 故精馏塔的有效高度为： Z=Z 精 +Z 提 +=5m 塔顶及釜液上的汽液分离空间高度均取 ，裙座取 2m，则精馏塔的实际高度为： Z 总 =5+*2+2=9m 塔板主要工艺尺寸的计算 溢流装置计算 选用单溢流弓形降液管，采用凹形受液盘。 各项计算如下： 全塔的气、液相平均体积流率为： 堰长 LW 取堰长 LW==*= 溢流堰高度 hW 由 W L OWh h h 选用平直堰，堰上液层高度 OWh 由式 2 32 .8 41000 hOW WLhEl  近似取 E=1，则 取板上清液层高度 Lh =60mm 故 弓形降液管宽度 Wd 和截面积 Af 由 查弓形降液管的参数图，得 化学与化工学院化工设计大作业 故 依式 3600 fThAHL  验算液体在降液管中停留时间，即 降液管底隙高度 h0 0 39。 03600hWLh lu UO 的一般经验数值为 ~ ,取 故降液管底隙高度设计合理。 塔板布置 边缘区宽度确定 取 Ws=W39。 =， Wc= 开孔区面积计算 开孔区面积 aA 按式 22 2 12 sin180a rxA x r x r计算 其中 化学与化工学院化工设计大作业 故 筛孔计算及排列 本设计所处理的物系无腐蚀性，可选用 =3mm 碳钢板，取筛孔直径 0 5mmd  筛孔按正三角形排列，取孔中心距 t 为： 筛孔数目 n 为≈ 2426 个 开孔率为： 气体通过阀孔的气速为： 精馏塔接管尺寸计算 进料管的直径 料液速度可取 s/~ F  ，取料液速度 。 化学与化工学院化工设计大作业 经圆整后，取热轧无缝钢管Φ =120*5mm。 釜残液出料管 一般可取塔底出料管的料液流速 wu 为 ~ m/s，循环式再沸器取 ~ m/s，取塔底出料管的料液流速 wu 为 m/s，则，塔底出料管的直径 dw为： 则 ： 输 送 管 径 经圆整选取热轧无缝钢管，规格：Φ =105*5mm。 回流液管 塔顶冷凝器械安装在塔顶平台时，回流液靠重力自流入塔内，流速 Ru 可取~ m/s。 取 Ru  ，则回流管的直径 则：回流管径输送管径 经圆整选取热轧无缝钢管，规格：Φ =110*5mm 实际管内流速： UR=。 塔顶产品出口管 操作压力不大时，蒸汽导管中常用流速为 12~20 m/s，蒸汽管的直径为，其中 Vd 塔顶蒸汽导管内径 m sV 塔顶蒸汽量 m3/s，取 12m/sVu  ，则 则：回流管径输送管径 经圆整选取热轧无缝钢管，规格：Φ =205*5mm 实际管内流速： UV=。 化学与化工学院化工设计大作业 甲醇精馏塔设计结果汇总 华中科技大学 （工程名称） （设计阶段） （装置名称）（主项名称） （图号） 精馏塔工艺数据表 第 页 共 页 设备名称 精馏塔 设备位号 工艺条件 项目 塔顶馏出液 塔釜出料 原料 介质名称 二甲醚和甲醇 主要为甲醇和水 甲醇、二甲醚和水 介质相态 液态 气液共存 气液共存 组成（） 甲醇 %,。