化工畢業(yè)設(shè)計二甲醚裝置分離精餾設(shè)計-資料下載頁

　　

【正文】 數(shù)據(jù)表 32 插值計算后比熱容、汽化熱數(shù)據(jù)表CP(比熱容) HV(汽化熱)溫度 DMEKJ/KmolKCH3OHKJ/KmolKH2OKJ/kg℃DMEKJ/KmolCH3OHKJ/KmolH2OKJ/kg 18116 37897 24247 15574 35173 23548 冷凝器的熱負(fù)荷以全凝器作為熱量衡算忽略熱損失37 / 53圖 31 冷凝器熱量衡算簡圖Q1：塔頂蒸氣帶出的熱量Q2：塔頂產(chǎn)品帶走的熱量Q3：回流帶入的熱量Q4：冷凝器的熱負(fù)荷根據(jù)能量守衡：Q 1= Q2+ Q3+ Q4則冷凝器的熱負(fù)荷：Q 4= Q1 Q2 Q3(一) Q 1 的計算 (KJ/h)1065.)(132 )25.(5VHv)(V)(7OCDME OHCDMEi,3 3??????? ??????DPPiP ttt(二) Q 2 的計算 J/)()...( ΔtC()tΔt 6DPDPDiP, 3??? OHME(三) Q 3 的計算 KJ/h)()( t()ttCL 6DPDPDiP, 3????????OHCMELL(四) Q 4 的計算Q4= Q1 Q2 Q3=106=106 (KJ/h) 再沸器的熱負(fù)荷以再沸器作熱量衡算，熱損失為 Qn，估算取 Qn=38 / 53圖 32 再沸器熱量衡算簡圖Q5：再沸器的熱負(fù)荷Q6：下降液體帶入再沸器的熱量Q7：上升蒸汽帶出的熱量Q8：塔底產(chǎn)品帶出的熱量Qn：再沸器的熱損失根據(jù)能量守衡：Q 5+ Q6= Q7+ Q8+ Qn則 Q5=（Q 7+ Q8 Q6）／(一) Q 7 的計算 ）（ ）KJ/ (15732..986 )()540(5. Hv)Vv)CH)V( V((7 44OODME OHOHCDME, 23 23?? ????? ?????? ??????????DPDPPiWiP tttt(二) Q 8 的計算 KJ/h)(. (642 )ΔtC(ΔtC()ΔttCW5 WPWPWPiP, 2???????? OHOHDME(三) Q 6 的計算 J/h)(. (74 )tt()ttL75 WPWPWPiP, 2?????? ?????????OHOHCDMELLL(四) Q 5 的計算Q5=（Q 7+ Q8 Q6）／=(10 7+107)／ =107（KJ/h ）39 / 53故再沸器的熱負(fù)荷為 107 KJ/h，熱損失為 106 KJ/h 冷卻水消耗量和加熱蒸汽消耗量(一) 冷卻水消耗量冷卻水進、出冷凝器的溫度分別為 20℃和 30℃℃15230???t查得 15℃下 CP，水 = KJ/kg℃冷卻水的消耗量為 (kg/h))20()(62,4 ???????tQWPC水(二) 加熱蒸汽消耗量本設(shè)計采用 飽和水蒸汽加熱，且冷凝液在飽和溫度下排出， 飽和水蒸汽，其熱焓為 ，回水其焓值為 KJ/Kg。加熱蒸汽消耗量為 (kg/h) ??????HQWn40 / 534 主要設(shè)備設(shè)計和選型 接管的設(shè)計 進料管已知料液流率：10 5kg/h，料液密度： 3/??取管內(nèi)流速： smuF/?料液的體積流量： sV/??則進料管直徑： )(1706.).4()(2/2/1 mudF??根據(jù)管材規(guī)范，取進料管尺寸為 59??。其內(nèi)徑為 184mm。實際流速 smuF/? 回流管已知回流液流率： ，回流液密度：hkgL/? 3/??則回流液體積流率： )/(??取管內(nèi)流速： smu/則回流管直徑： )(0751.)()( 2/2/1 mdDR????根據(jù)管材規(guī)范，取進料管尺寸為 。其內(nèi)徑為 81mm。89?實際流速： smuR/? 釜液出口管已知釜液質(zhì)量流率： 10 5kg/h，釜液密度： 3/??則釜液體積流率： )/(???取管內(nèi)流速： hmu/.041 / 53則釜液出口管直徑： )()()4(/12/1 muVdW????取釜液出口管尺寸為 。其內(nèi)徑為 260mm。??實際流速： )/(? 塔頂蒸汽管近似取精餾段體積流率為塔頂蒸汽體積流率，并取管內(nèi)蒸汽流速 smuD/20?精餾段氣體質(zhì)量流率：10 4kg/h，塔頂蒸汽密度： ，?體積流率： )/(???則塔頂蒸汽管直徑： )()4.()(/12/1 muVdD???取塔頂蒸汽管尺寸為 。其內(nèi)徑為 286mm。?實際流速： smuD/? 加熱蒸汽管已知加熱蒸汽流率： ，加熱蒸汽密度： （ 下的蒸汽hkgV/5098 3/??密度） ，取管內(nèi)加熱蒸汽流速為 smuV/1?體積流率： )(??則塔頂蒸汽管直徑： )(1530..0)(2//1 mudV???取塔頂蒸汽管尺寸為 。其內(nèi)徑為 158mm。568?實際流速： smuD/?42 / 53表 41 管路設(shè)計計算結(jié)果 序號 管線 流速(m/s) 管規(guī)格1 進料管 φ19452 回流管 φ8943 釜液出口管 φ2734 塔頂蒸汽管 φ2995 加熱蒸汽管 φ1685 冷凝器的選型塔頂 ℃的氣體經(jīng)過冷凝器，冷卻為同溫度下的液體。冷凝水進出口溫度分別為 20℃和 30℃，冷水走管間，蒸汽走殼間。采用管殼式換熱器，且逆流傳熱。已知冷凝器的熱負(fù)荷為 QC=106KJ/h根據(jù)流體性質(zhì)，查《化工原理》教材 P367 附錄二十四，取 K=800K/m2℃△t m：熱流體：℃→℃ 冷流體： 30℃←20℃ ?t 小 = t 大 =℃???nnmt??小大 小大傳熱面積 Q=KA△t m，A=Q／K△t m=106／800=208(m 2)查《化工原理》教材 P378 附錄二十八。選擇管殼式換熱器型號為 G800Ⅱ換熱器的參數(shù)如下：表 42 冷凝器參數(shù)表公稱直徑/mm 800 管子根數(shù) 450公稱壓力/MPa 管長/mm 6000管程數(shù) 2 管道流面積/m 2 中心排管數(shù) 23 管子排列方法 三角形排列列管尺寸/mm φ252 管心距/mm 32實際傳熱面積： 243 / 535 結(jié)論本次設(shè)計的任務(wù)是對 萬噸二甲醚裝置分離精餾工段進行設(shè)計。本設(shè)計針對現(xiàn)有的二甲醚分離裝置精餾工段進行了工藝設(shè)計，經(jīng)濟合理。選取了二甲醚精餾的主要設(shè)備—浮閥塔，操作點處在適宜操作區(qū)的適中位置，確定了精餾工序的具體操作參數(shù)，實現(xiàn)了預(yù)期的產(chǎn)量目標(biāo)。經(jīng)過了幾個月的查閱、研究大量的相關(guān)文獻，我順利完成了我的畢業(yè)設(shè)計， 本次設(shè)計與以前所做的課程設(shè)計有著很大的不同。之前的課程設(shè)計較為簡單，涉及的知識大部分是學(xué)過的知識，在本次設(shè)計中，很多的知識都在之前都沒接觸過，要靠自己查閱資料學(xué)習(xí)。通過本次設(shè)計使我對精餾塔的設(shè)計有了比較全面的了解，了解了工藝優(yōu)化設(shè)計技能，例如本設(shè)計分離中加入閃蒸罐，可得到較高濃度的二甲醚，在優(yōu)化設(shè)計上也有了較深的心得體會。但在設(shè)計中我也遇到了很多的困難，例如對設(shè)備選型等方面知識的匱乏，許多理論知識在實際中不知如何去應(yīng)用，這些都使我在設(shè)計中一度陷入困境。通過這次設(shè)計，使我明白僅僅了解書本上的知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有結(jié)合自己的實際情況運用于實踐，這樣才能更深地了解和學(xué)習(xí)好知識。自己現(xiàn)在所學(xué)的理論知識還不夠全面，很多問題涉及的不僅僅是本專業(yè)的知識。在此次設(shè)計過程中，由于資料及數(shù)據(jù)的欠缺，部分設(shè)計存在著許多的不足，例如泵的選型、再沸器的選型。加之本人的能力有限，這次設(shè)計中存在不足的地方，望評審老師多多包涵，提出寶貴意見。44 / 53參考文獻[1] 康舉，韓利華，梁英華：《二甲醚的生產(chǎn)工藝及其下游產(chǎn)品的開發(fā)》[J]， 《遼寧化工》2022 年第 12 期第 36 卷，第 854 頁。[2] 王永軍，閆冬，張勇，奇許英：《二甲醚市場前景淺析》[J] ， 《西部煤化工》2022 年第 1 期，第 74 頁。[3] 韓凌，郭少青，朱凌皓：《二甲醚生產(chǎn)技術(shù)與市場狀況》[J] ， 《煤化工》2022 年第 3期，第 33 頁。[4] 康舉，韓利華，梁英華：《二甲醚生產(chǎn)工藝技術(shù)進展》[J] ， 《河北化工》2022 年第 11期第 11 卷，第 9 頁。[5] 王震： 《 合成氣一步法合成二甲醚研究》[J]， 《化工時刊》2022 年第 11 期第 21 卷，第 59 頁。[6] 韓媛媛等：《合成氣一步法制二甲醚的一種分離流程》[J] ， 《化工進展》2022 年第 6期第 27 卷，第 949 頁。[7]黎漢生，任飛，王金福：《漿態(tài)床一步法二甲醚產(chǎn)業(yè)化技術(shù)開發(fā)研究進展》[J]，《化工進展》2022 年第 9 期第 23 卷，第 921 頁。[8] 湯洪、許建平、孫炳：《 二甲醚作為新型燃料的前景分析》[J] ， 《化工催化劑及甲醇技術(shù)》2022 年第 2 期，第 19 頁。[9] Gholamreza Moradi，Javad Ahmadpour,Mahdi Nazari,and Ferydon Yaripour：《Effects of Feed Composition and Space Velocity on Direct Synthesis of Dimethyl Ether from Syngas》[J] ，2022。[10] 夏建超，毛東森，陳慶齡，唐頤：《合成氣一步法制二甲醚雙功能催化劑的研究進展》[J]， 《石油化工》2022 年第 8 期第 33 卷，第 788 頁。[11]李仕祿： 《我國二甲醚工藝技術(shù)的現(xiàn)狀及工業(yè)化前景》[J]， 《化工催化劑與甲醇技術(shù)》2022 年第 3 期，第 17 頁。[12]趙驤、佟芳等： 《國內(nèi)外二甲醚市場現(xiàn)狀與發(fā)展前景》[J]，《化肥工業(yè)》2022 年第 4期第 32 卷，第 12 頁。[13]姚玉英： 《化工原理》[M]，天津科學(xué)技術(shù)出版社，2022 年，第 18 頁。[14]陳英南、劉玉蘭： 《常用化工單元設(shè)備的設(shè)計》[M]，華東理工大學(xué)出版社，2022 年。[15]李國庭、陳煥章等： 《化工設(shè)計概論》[M]，化學(xué)工業(yè)出版社，2022 年。[16]馬沛生等： 《石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊》[M]，化學(xué)工業(yè)出版社，1993 年，第 20 頁。45 / 53附 錄附錄 1（1）英文字母：CP－恒壓熱容，KmolK N－塔板數(shù)；理論板數(shù)；篩孔數(shù)D－塔頂餾出液流量，kmol/h；塔徑，m； Np－實際塔板數(shù)；do－篩孔直徑，mm； NT－理論塔板數(shù)；E－液流收縮系數(shù)，無因次； P－操作壓強；塔頂產(chǎn)品量， Kmol/hET－全塔效率（總板效率） ，無因次； △P－壓強降，eV－霧沫夾帶量，kg（液）/kg（氣） ； q－進料熱狀態(tài)參數(shù)；F－進料流量，kmol/h；氣相動能因數(shù)，m/s(kg/m3)1/2； Q－傳熱速率或熱負(fù)荷，KJ/hH－塔高，m； R－回流比；開孔區(qū)半徑，m；HT－板間距，m； T－溫度，KhC－與干板壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨?，m； t－篩孔中心距，mm；h1－進口堰與降液管間的水平距離m；， t′－篩孔中心距，mm；VS－塔內(nèi)上升蒸氣流量，m 3/s； u－空塔氣速，m/s。hL－板上液層高度，m； V－塔內(nèi)上升蒸氣流量，kmol/h；ho－降液管底隙高度，m； ψ－液體密度校正系數(shù)how－堰上液層高度，m； W－釜殘液（塔底產(chǎn)品）流量，kmol/h；HV－汽化熱，KJ//Kmol Wd－弓形降液管寬度，m； y－氣相中易揮發(fā)組分的摩爾分率； WC－無效區(qū)寬度，m；K－相平衡常數(shù)；浮閥的穩(wěn)定性系數(shù)，無因次； WS－安定區(qū)寬度，m；L－塔內(nèi)下降液體的流量，kmol/h； x－液相中易揮發(fā)組分的摩爾分率；LS－塔內(nèi)下降液體的流量，m 3/s； φ－開孔率；lw－溢流堰長度，m； uo－降液管底隙處液體流速，m/s。46 / 53M－分子量，Kg/Kmol uo－篩孔氣速，m/s。hσ ——與克服液體表面張力的壓降所當(dāng)?shù)囊褐叨?，m； hd－與液體流經(jīng)降液管的壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨?m； hl－與氣流穿過板上液層的壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨?，m；hP－與單板壓降相當(dāng)?shù)囊簩痈叨?m。（2）希臘字母：?－相對揮發(fā)度 ?－密度，Kg/m 3?－表面張力，達(dá)因/cm ?－粘度，mpa．S（3）下標(biāo)：A－輕關(guān)鍵組分 L－液相B－重關(guān)鍵組分 V－氣相C－非重關(guān)鍵組分 m－平均D－餾出液 min－最小或最少F－原料液 max－最大的W－殘液量 T－理論的ｉ－組分序號 P－實際的（4）上標(biāo)：′－提餾段附錄 2帶控制點的工藝流程圖精餾塔設(shè)備圖 塔板孔排列47 / 53謝 辭 走的最快的總是時間，來不及感嘆，大學(xué)生活已近尾聲，四年多的努力與付出，隨著本次畢業(yè)設(shè)計的完成，將要劃下完美的句號。本畢業(yè)設(shè)計在我的導(dǎo)師—馮彤英老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下完成的，從課題選擇到具體的設(shè)計過程，設(shè)計初期、中期的檢查及后期的修改，無不凝聚著馮彤英老師的心血和汗水，在我的畢業(yè)設(shè)計期間，老師為我提供了種種專業(yè)知識上的指導(dǎo)和建議，老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實的態(tài)度使我深受感動，沒有這樣的幫助、關(guān)懷和熏陶，我不會這么順利的完成畢業(yè)設(shè)計。在此向馮老師表示深深的感謝和崇高的敬意！在臨近畢業(yè)之際，我還要借此機會向在這四年中給予我諸多教誨和幫助的各位老師表示由衷的謝意，感謝他們四年來的辛勤栽培。各位任課老師認(rèn)真負(fù)責(zé)，在他們的悉心幫助和支持下，我才能夠很好的掌握和運用專