40萬噸煤制甲醇精餾工藝設(shè)計(jì)

1、陜西能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計(jì)40萬噸煤制甲醇精餾工藝設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：指導(dǎo)老師：李秉昌專 業(yè)：應(yīng)用化工技術(shù) 系 部：地質(zhì)測量系摘要甲醇是煤化工中非常重要的有機(jī)產(chǎn)品，在甲醇合成工業(yè)生產(chǎn)過程中，粗甲醇的精制不僅 是決定甲醇產(chǎn)品質(zhì)量的重要工序，而且也是影響甲醇生產(chǎn)成本的關(guān)鍵因素之一。換熱器 是化工生產(chǎn)中重要的通用熱工設(shè)備之一，管殼式換熱器以其結(jié)構(gòu)簡單、牢固、操作彈性 大等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。本文的研究對象是四塔甲醇精餾工藝， 與傳統(tǒng)工藝相比新工藝能夠節(jié)約能量， 節(jié)約軟水； 但是同時(shí)新工藝增加了系統(tǒng)的藕合程度，加強(qiáng)了塔之間的關(guān)聯(lián)性，提高了系統(tǒng)對于進(jìn)料 波動(dòng)的響應(yīng)的復(fù)雜性，給控制帶來了很大的難題。為

2、了能夠?qū)崿F(xiàn)新工藝的工業(yè)應(yīng)用，對 新工藝進(jìn)行詳細(xì)的研究。關(guān)鍵詞：甲醇精餾，Aspen Plus模擬，換熱器計(jì)算，設(shè)備選型目錄摘要 前 言 III第一章 文獻(xiàn)綜述 - 5 - 研究背景 - 5 - 課題的提出 - 5 - 研究目標(biāo) - 5 -甲醇的簡介 - 5 - 甲醇精餾流程發(fā)展 - 6 - 工藝流程概述 - 6 -典型的工藝流程 - 6 - 影響精餾操作的因素與調(diào)節(jié)- 8 -第二章 甲醇精餾工段物料衡算 - 9 -甲醇精餾原理 - 9 - 預(yù)精餾塔的作用 - 9 - 加堿對甲醇精餾的改善 - 10 - 萃取精餾在甲醇精餾中的應(yīng)用 - 10 - 回流比的選擇 - 10 - 四塔精餾工段工藝的物料

3、衡算 - 10 - 甲醇精餾工段物料衡算任務(wù)- 10 -甲醇精餾工段物料衡算計(jì)算原理 18 - 11 - 甲醇精餾工段物料衡算 - 11 - 第三章 常壓塔冷卻器的設(shè)計(jì)- 15 -確定設(shè)計(jì)方案 - 15 - 確定物性數(shù)據(jù) 18 - 16 - 計(jì)算總傳熱系數(shù)- 16 -工藝結(jié)構(gòu)尺寸 - 17 - 折流板 - 18 - 接管 - 18 - 換熱器核算 - 18 -確定折流擋板形狀和尺寸 - 22 - 波形膨脹節(jié) - 22 -設(shè)備主要附件的選擇 17 - 22 - 接管及法蘭的選型 - 22 - 左管板的選型- 24 -換熱管的選擇- 25 -左管箱短節(jié)的選擇 - 25 -左管箱封頭的選擇 - 25

4、 - 左管箱隔板的選擇 - 25 - 左管箱法蘭和密封墊片的選型 - 26 - 右管板 - 26 -右管箱設(shè)計(jì) - 26 -鞍座的選型 - 27 - 設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表 - 27 - 第四章 結(jié)論 - 27 -參考文獻(xiàn) - 28 - 致 謝 - 30 -、八前言甲醇是重要的有機(jī)基本產(chǎn)品，用途非常廣泛。甲醇的產(chǎn)品質(zhì)量、能耗指標(biāo)是甲醇精餾系 統(tǒng)的關(guān)鍵因素。甲醇精餾工藝對整個(gè)甲醇生產(chǎn)流程的生產(chǎn)能力、產(chǎn)品質(zhì)量、能源消耗與 原料消耗、環(huán)境保護(hù)都有重大影響。精餾過程占總能耗的很大部分，甲醇生產(chǎn)能耗其中 約 60%就用于精餾過程。精餾投資約占項(xiàng)目總投資的 30%-40%。要研究和開發(fā)一種新工藝，傳統(tǒng)的方法是先進(jìn)

5、行實(shí)驗(yàn)，再經(jīng)過小試、中試、工業(yè)規(guī)模生 產(chǎn)等等逐級放大的過程，周期長，投資大。應(yīng)用流程模擬軟件，對工藝流程進(jìn)行模擬， 則很容易實(shí)現(xiàn)對流程的考察，可以改進(jìn)工藝流程布置，優(yōu)化工藝操作參數(shù)，只要選擇的 模型及熱力學(xué)方法適當(dāng)，模擬結(jié)果是相當(dāng)可靠的，可以用來指導(dǎo)生產(chǎn)，或者為裝置改造 以及新裝置的設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。國內(nèi)一些甲醇生產(chǎn)裝置，甲醇精餾能耗較高、產(chǎn)品收率較低、甚至一些裝置的甲醇產(chǎn)品 質(zhì)量較差。同時(shí)，國內(nèi)甲醇產(chǎn)能的擴(kuò)張很迅速，但是目前新項(xiàng)目設(shè)計(jì)還是沿襲以往設(shè)計(jì) 為主、沒有足夠的甲醇精餾系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用理論研究基礎(chǔ)。因此，對甲醇精餾工藝作系統(tǒng) 的研究對于甲醇精餾系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)、通過設(shè)備改造和調(diào)整工藝來降低甲

6、醇精餾的能 耗、提高甲醇產(chǎn)品質(zhì)量和收率有突出的現(xiàn)實(shí)意義?，F(xiàn)本文通過查閱國內(nèi)外文獻(xiàn)和實(shí)際生產(chǎn)中的工藝資料，利用流程模擬軟件，使用專有的 物性熱力學(xué)包模擬計(jì)算了四塔甲醇精餾工藝流程，并和實(shí)際的工藝數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比，同 時(shí)對常規(guī)甲醇精餾工藝的不同流程的設(shè)計(jì)參數(shù)和操作參數(shù)進(jìn)行了總結(jié)和分析，提出了甲醇精餾系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)原則和設(shè)備設(shè)計(jì)原則。在此基礎(chǔ)之上對于甲醇精餾系統(tǒng)提出了新 的改進(jìn)流程和全新流程的開發(fā)。對于甲醇工業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。由于本人水平有限，文章中有不妥之處還望老師批評指正。第一章 文獻(xiàn)綜述研究背景課題的提出粗甲醇中含有多種有機(jī)雜質(zhì)和水分，需要精制。精制過程包括精餾與化學(xué)處理。化學(xué)處 理主要用

7、堿破壞在精餾過程中難以分離的雜質(zhì)，并調(diào)節(jié)pH。精餾主要是除去易揮發(fā)組分，如二甲醚、以及難以揮發(fā)的組分、高級醇、水等 1。在確定粗甲醇精餾的工藝流程時(shí)，應(yīng)對生產(chǎn)過程中能耗、自動(dòng)化程度、精甲醇質(zhì)量要求 等進(jìn)行綜合考慮，合理選擇適當(dāng)?shù)木s方法。甲醇精餾過程的物耗與粗甲醇質(zhì)量關(guān)系很 大，隨著甲醇合成條件改進(jìn)，甲醇精餾工藝出現(xiàn)了較大變化。根據(jù)甲醇質(zhì)量要求不同， 甲醇精餾可分為一塔流程、雙塔流程和三塔流程。另外，ICI公司上世紀(jì)80年代末為節(jié)省能耗，還將雙塔流程改為四塔流程。因此，對甲醇精餾工藝作系統(tǒng)的研究對于甲醇精餾系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)、通過設(shè)備改造和調(diào) 整工藝來降低甲醇精餾的能耗、提高甲醇產(chǎn)品質(zhì)量和收率有突

8、出的現(xiàn)實(shí)意義。現(xiàn)本文通 過查閱國內(nèi)外文獻(xiàn)和實(shí)際生產(chǎn)中的工藝資料，利用流程模擬軟件，使用專有的物性熱力 學(xué)模擬計(jì)算了四塔甲醇精餾工藝流程，并和實(shí)際的工藝數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比，同時(shí)對常規(guī)甲 醇精餾工藝的不同流程的設(shè)計(jì)參數(shù)和操作參數(shù)進(jìn)行了總結(jié)和分析， 提出了甲醇精餾系統(tǒng) 的工藝設(shè)計(jì)原則和設(shè)備設(shè)計(jì)原則。研究目標(biāo)本論文的研究目標(biāo)是：甲醇精餾工段進(jìn)行初步設(shè)計(jì)（1）通過熱力學(xué)原理對甲醇精餾工段的工藝流程進(jìn)行選擇，進(jìn)行物料衡算和能量衡算；（3）根據(jù)換熱器的熱力計(jì)算、流動(dòng)計(jì)算、結(jié)構(gòu)計(jì)算和強(qiáng)度設(shè)計(jì)，對換熱器進(jìn)行合理的 選型；（4）利用Auto CAD軟件，繪制甲醇精餾工段的物料流程圖、帶控制點(diǎn)的工藝流程圖、 冷卻器的設(shè)

9、備圖、 平面的精餾工段設(shè)備布置圖。甲醇的簡介純甲醇為無色透明略帶乙醇?xì)馕兜囊讚]發(fā)液體，沸點(diǎn) 65C，熔點(diǎn)C,和水相對密度。甲 醇能和水以任意比互溶， 但不形成共沸物， 能和多數(shù)常用的有機(jī)溶劑 （乙醇、乙醚、丙酮、 苯等）混溶，并形成恒沸混合物。甲醇劇毒，內(nèi)服 10ml有失明危險(xiǎn)，30ml能導(dǎo)致人死 亡，空氣中允許最高甲醇蒸汽濃度為 h。易燃燒，其蒸汽能和空氣形成爆炸性混合物， 爆炸極限體積）2。甲醇具有上述多種重要的物理化學(xué)性質(zhì)，使它在許多工業(yè)部門得到廣泛的用途，特別是由于能源結(jié)構(gòu)的改變，和C化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，甲醇的許多重要的工業(yè)用途正在研究開發(fā) 中。例如甲醇可以裂解制氫，用于燃料電池，日益引人

10、注目。甲醇通過ZMS-5分子篩催化劑轉(zhuǎn)化為汽油已經(jīng)工業(yè)化為固體燃料轉(zhuǎn)化為液體燃料開辟了捷徑。 甲醇加一氧化碳加 氫可以合成乙醇。又如甲醇可以裂解制烯烴。這對石油化工原料的多樣化，面對石油資 源日漸枯竭對能源結(jié)構(gòu)的改變，具有重要意義。甲醇化工的新領(lǐng)域不斷地被開發(fā)出來其 廣度和深度正在發(fā)生深刻的變化。甲醇精餾流程發(fā)展工藝流程概述常規(guī)甲醇精制流程可以分為兩大部分，第一部分是預(yù)精餾部分，另一部分是主精餾部分。 預(yù)精餾部分除了對粗甲醇進(jìn)行萃取精餾脫出某些烷烴的作用之外，另外的還可以脫除二甲醚，和其它輕組分有機(jī)雜質(zhì)。其底部的出料被加到主塔的中間入料板上，主塔頂部出 粗甲醇，底部出廢液，下部側(cè)線出雜醇3。甲

11、醇市場競爭非常激烈，特別是近年來，隨著甲醇精餾技術(shù)的進(jìn)步和計(jì)算機(jī)在該領(lǐng)域的 廣泛應(yīng)用，老的工藝裝置由于能耗過高，在市場競爭力下降，技術(shù)更新和技術(shù)進(jìn)步成為 必走之路。典型的工藝流程甲醇精餾產(chǎn)生工藝有多種，分為單塔精餾，雙塔精餾，三塔精餾與四塔精餾。（1）單塔流程描述單塔流程（見圖）為粗甲醇產(chǎn)品經(jīng)過一個(gè)塔就可以采出產(chǎn)品。 粗甲醇塔中部加料口送入， 輕組分由塔頂排出，高沸點(diǎn)的重組分在進(jìn)料板以下若塔板處引出，水從塔底排出，產(chǎn)品 甲醇在塔頂以下若干塊塔板引出。圖 甲醇精餾工藝的單塔流程（aspen模擬圖）（2）雙塔流程描述5從合成工序來的粗甲醇入預(yù)精餾塔，此塔為常壓操作。為了提高預(yù)精餾塔后甲醇的穩(wěn)定 性

12、，并盡可能回收甲醇，塔頂采用兩級冷凝。塔頂經(jīng)部分冷凝后的大部分甲醇、水及少 量雜質(zhì)留在液相作為回流返回塔，二甲醚等輕組分（初餾分）及少量的甲醇、水由塔頂逸出，塔底含水甲醇則由泵送至主精餾塔。主精餾塔操作壓力稍高于預(yù)精餾塔，但也可以 認(rèn)為是常壓操作，塔頂?shù)玫骄状籍a(chǎn)品，塔底含微量甲醇及其它重組分的水送往水處理 系統(tǒng)（見圖）。圖甲醇精餾工藝的雙塔流程（3）三塔流程描述從合成工序來的粗甲醇入預(yù)精餾塔，在塔頂除去輕組分及不凝氣，塔底含水甲醇由泵送 加壓塔。加壓塔操作壓力為57bar（G）,塔頂甲醇蒸氣全凝后，部分作為回流經(jīng)回流泵返 回塔頂，其余作為精甲醇產(chǎn)品送產(chǎn)品儲(chǔ)槽，塔底含水甲醇則進(jìn)常壓塔。同樣，常

13、壓塔塔 頂出的精甲醇一部分作為回流，一部分與加壓塔產(chǎn)品混合進(jìn)入甲醇產(chǎn)品儲(chǔ)槽。三塔流程 （見圖）的主要特點(diǎn)是，加壓塔塔頂冷凝潛熱用作常壓塔塔釜再沸器的熱源，這樣既節(jié) 省加熱蒸汽，還節(jié)省冷卻水，達(dá)到節(jié)能的目的。 SHZHQITI 二.-CJIACHUN -YUTADINSHUI-HLLutaISHANZHENB19| shZHye |I SHUIJIAYAJIN0| YUTADI |r圖甲醇精餾工藝的三塔流程（4）四塔流程描述四塔流程（見圖）包含預(yù)精餾塔、加壓精餾塔、常壓精餾塔和甲醇回收塔。粗甲醇經(jīng)換 熱后進(jìn)入預(yù)精餾塔，脫除輕組分后（主要為不凝氣、二甲醚等），塔底甲醇及高沸點(diǎn)組分加壓后進(jìn)入加壓精餾

14、塔；加壓精餾塔頂?shù)臍庀噙M(jìn)入冷凝蒸發(fā)器，利用加壓精餾塔和常壓 精餾塔塔頂、塔底的溫差，為常壓塔塔底提供熱源，同時(shí)對加壓塔塔頂氣相冷凝。冷凝 后的精甲醇進(jìn)入回流罐，一部分作為加壓塔回流，一部分作為精甲醇產(chǎn)品出裝置；加壓 塔塔底的甲醇、高沸組分、水等進(jìn)入常壓塔，常壓塔頂餾出精甲醇產(chǎn)品，在進(jìn)料板下方 設(shè)置側(cè)線抽出，抽出物主要為甲醇、水和高沸點(diǎn)組分，進(jìn)入甲回收塔再回收甲醇，塔底 廢水進(jìn)入生化系統(tǒng)處理；回收塔設(shè)有側(cè)線抽出，主要抽出物為高沸點(diǎn)醇類，以保證回收 塔塔頂精甲醇質(zhì)量和塔底廢水中總醇含量要求，塔底廢水送生化處理。DFEIWUSHANZHNyuTadinCJIACHUNJIAYAJINISHZHYEY

15、UTADIJJIACH1ISHUI-HLJIAYATACHYAJINB2CHYA-HSJJIACHCHYA29FEISHUI1FEISHUI：圖 甲醇精餾工藝的四塔流程影響精餾操作的因素與調(diào)節(jié)（1 ）進(jìn)料狀態(tài)7精餾塔的進(jìn)料（含水甲醇）:當(dāng)進(jìn)料狀況發(fā)生變化（回流比、塔頂精餾產(chǎn)物的組成固定）時(shí)， 這直接影響到提餾段回流量的改變，進(jìn)料板的位置也隨著改變，將引起理論板數(shù)和精餾 段、提餾段塔板數(shù)分配的改變。對于固定進(jìn)料狀況的精餾塔來說，進(jìn)料狀況的改變，將 會(huì)影響到產(chǎn)品質(zhì)量及損失情況的改變。（2）回流比回流比對精餾塔操作影響很大，直接關(guān)系著塔內(nèi)各層扳上的物料濃度的改變和溫度的分 布。最終反映在塔的分離效率

16、上，是重要的操作參數(shù)之一。一般情況下，選取適宜回流比為最小回流比的 2倍。兩塔甲醇精餾甲醇主精餾塔的回流比為。 其調(diào)節(jié)的依據(jù)是根據(jù)塔的負(fù)荷和精甲醇的質(zhì) 量。當(dāng)塔的熱負(fù)荷較低時(shí)，可以取較低的回流比比較經(jīng)濟(jì)，為保證精甲醇的質(zhì)量，精餾 段靈敏板的溫度可以控制的略低；反之，則增大回流比，在照顧精甲醇質(zhì)量的同時(shí)，為保 持塔釜溫度，靈敏板溫度可控制略高。對粗甲醇精餾，回流比過大或過小，都會(huì)影響精 餾操作的經(jīng)濟(jì)性和精甲醇的質(zhì)量，一般在正常生產(chǎn)條件受到破壞或產(chǎn)品不合格時(shí)，才調(diào) 節(jié)回流比;調(diào)節(jié)后盡可能保持塔釜的加熱量穩(wěn)定， 使回流比穩(wěn)定。在調(diào)節(jié)回流的同時(shí)，要 注意板式塔的操作特點(diǎn)，防止液泛和嚴(yán)重漏液，都將會(huì)造成

17、塔內(nèi)操作溫度的混亂。 當(dāng)改變回流比時(shí)， 由于操作的變動(dòng)， 必然會(huì)引起塔內(nèi)每層板上濃度 （組成 ）和溫度的改變， 影響甲醇的質(zhì)量和甲醇的收率，必須通過調(diào)節(jié)，控制塔內(nèi)適宜的溫度，達(dá)到新的平衡， 在粗甲醇含量和產(chǎn)量確定的條件下，甲醇精餾系統(tǒng)正確的設(shè)計(jì)十分關(guān)鍵。（3）進(jìn)料量和組成 甲醇精餾塔進(jìn)科量和組成改變時(shí)， 都會(huì)破壞塔內(nèi)物料平衡和氣液平衡， 引起塔溫的波動(dòng)， 如不及時(shí)調(diào)節(jié)， 將會(huì)導(dǎo)致精甲醇的質(zhì)量不合格或者增加甲醇的損失。 隨著進(jìn)料量的調(diào)節(jié)， 各層塔板上的氣液組成重新分配，可以控制一定的靈敏板溫度與之相適應(yīng)。粗甲醇的組成一般是比較穩(wěn)定的， 只是在合成催化劑使用的前后期隨著反應(yīng)溫度的升高 而變化較大。

18、但是預(yù)精餾后的含水甲醇中，甲醇濃度總會(huì)有些小幅度波動(dòng)。不論是其中 甲醇濃度增加或降低，都會(huì)造成塔內(nèi)物料不平衡，形成輕組分下降或重組分上升，引起 塔釜溫度降低或塔項(xiàng)溫度升高，加大了甲醇損失或降低了精甲醇的質(zhì)量。這時(shí)，在回流 比仍屬適宜的情況下，只需對精甲醇的采出量稍作調(diào)節(jié)，就可達(dá)到塔溫穩(wěn)定，物料和氣 液又趨平衡 ;如果粗甲醇的組分變化較大時(shí)， 則需適當(dāng)改變其進(jìn)料板的位置， 或是改變回 流比，才保證粗甲醇的分離效率。當(dāng)合成催化劑后期生產(chǎn)的粗甲醇進(jìn)行蒸餾時(shí)，有時(shí)為 確保精甲醇的質(zhì)量，以保證精餾塔進(jìn)料位置降低，同時(shí)適當(dāng)加大回流比。如前所述， 對粗甲醇精餾塔的操作概念， 可以概括如下 :在穩(wěn)定塔壓的前提

19、下， 采用在較 高蒸汽速度 （負(fù)荷 ）下操作，既提高傳質(zhì)效果又最經(jīng)濟(jì) ;選擇適宜的回流比， 降低能量消耗 ; 一般在進(jìn)料穩(wěn)定和變化緩慢的情況下，通過經(jīng)常性小量調(diào)節(jié)精甲醇和重組分的采出量， 以保持塔溫的合理分布和穩(wěn)定，維持好塔內(nèi)三個(gè)平衡，使產(chǎn)品甲醇達(dá)到質(zhì)量指標(biāo)，同時(shí) 回收副產(chǎn)品重組分，并盡最大可能降低殘液中有機(jī)物的含量。第二章 甲醇精餾工段物料衡算甲醇精餾原理 甲醇精餾的目的，是實(shí)現(xiàn)甲醇與水及有機(jī)物等雜質(zhì)的分離，生產(chǎn)出合格的精甲醇產(chǎn)品。 本課題研究四塔甲醇精餾工段工藝， ,包括預(yù)精餾塔、加壓塔、常壓塔以及回收塔。粗甲 醇經(jīng)換熱后進(jìn)入預(yù)精餾塔 ,脫除輕組分后 ,塔底甲醇及高沸點(diǎn)組分通過泵提壓后送入

20、加壓 塔,加壓塔頂部出來的氣體進(jìn)入常壓塔再沸器換熱后 ,再以回流的方式全部返回加壓塔 ,從 加壓塔塔頂?shù)?2 塊填料位置采出產(chǎn)品 ,加壓塔塔釜液送入常壓塔 ,常壓塔塔頂餾出精甲醇 產(chǎn)品 ,塔釜液送入汽提塔處理 ,常壓塔提餾段側(cè)線采出雜醇油送往回收塔處理 ,回收塔塔釜 液與來自常壓塔塔釜液一并送往汽提塔處理。預(yù)精餾塔的作用 預(yù)塔精餾的主要作用是脫除粗甲醇中的低沸點(diǎn)雜質(zhì)和可與甲醇形成共沸物的雜質(zhì)， 它們 一般由二氧化碳、醚類、胺類、烴類、酯類、醛酮類物質(zhì)組成。二氧化碳、醚類、胺類 等低沸物可隨不凝氣一起放空。對預(yù)塔的作用國內(nèi)外有不同的看法 ,主要有兩種觀點(diǎn) :一種認(rèn)為預(yù)塔對保證甲醇的質(zhì)量有 重要作

21、用 ,國外大都持這種觀點(diǎn) ,它們的預(yù)塔比較高。國內(nèi)亦有不少廠家的預(yù)塔較高 ,如大 慶、吉林、蘭州、太原等化肥廠 ,以及 80 年代末、 90 年代初投建的小聯(lián)醇廠 ;另一種觀 點(diǎn)認(rèn)為銅基觸媒的選擇性好 ,粗甲醇中雜質(zhì)少 ,預(yù)塔高度不必太高 ,甚至將預(yù)塔冷凝器直接 垂直安放在塔頂 ,回流量沒有計(jì)量 ,早期的小聯(lián)醇就是這樣 14。加堿對甲醇精餾的改善利用 NaOH 處理在精餾過程中難以分離的雜質(zhì)，例如粗甲醇中的酸類、酯類等，使其生 成較容易被脫出的鹽。粗甲醇中含有的有機(jī)酸，對設(shè)備，管道腐蝕厲害，經(jīng)過堿的中和 作用，減輕了腐蝕，延長了設(shè)備、管道的使用壽命。例如羧酸與NaOH反應(yīng)生成羧酸鈉：RCOOH

22、 +NaOH RCOONa+HO還調(diào)節(jié)了粗甲醇的pH值。 在堿存在下，酯發(fā)生皂化反應(yīng)，生成羧酸鹽：RCOO+NaOH仔COONS+ R OH羧酸鈉溶于水，易于分離。加堿處理使得一些難分離的雜質(zhì)，在預(yù)精餾塔分解15。萃取精餾在甲醇精餾中的應(yīng)用 粗甲醇中的一些烴類、酯類雜質(zhì)，它們常溫下與甲醇混溶，但不溶或難溶于水。這些醇 溶性雜質(zhì)對精甲醇水溶性特別敏感，只要甲醇中殘存幾十g/m3 ，其水溶液就會(huì)混濁，達(dá)不到精甲醇水溶性的要求。又因?yàn)殡s質(zhì)密度與甲醇密度差距較大，雜質(zhì)多時(shí)也容易造 成精甲醇密度指標(biāo)不合格。這類物質(zhì)的沸點(diǎn)較高，且易與甲醇形成低于甲醇沸點(diǎn)的共沸 物，主要集中在預(yù)塔塔頂而大量進(jìn)入二級冷凝器回

23、流液。 這類物質(zhì)如不在回流液中脫除， 就會(huì)造成預(yù)塔塔釜出料雜質(zhì)多，影響精甲醇的質(zhì)量。脫除這些雜質(zhì)的方法主要是利用其 不溶于水的特性 。在預(yù)塔加入萃取水可提高醛、酮類物質(zhì)的相對揮發(fā)度，從而使其從 塔頂采出。 16回流比的選擇回流比對精餾塔操作影響很大， 直接關(guān)系著培內(nèi)各層扳上的物料濃度的改變和溫度的分 布。一般情況下，選取適宜回流比為最小回比的 2倍。兩塔甲醇精餾甲醇主精餾塔的回流比為。 其調(diào)節(jié)的依據(jù)是根據(jù)塔的負(fù)荷和精甲醇的質(zhì) 量。為保持四塔精餾系統(tǒng)的穩(wěn)定操作、降低能耗并減少投資，應(yīng)選?。杭訅核亓鞅萊1, 常壓塔回流比R22兩塔負(fù)荷比Q1/Q2:-;并在保持穩(wěn)定生產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量合格的基礎(chǔ) 上,

24、R1, R2選取得盡量小。四塔精餾工段工藝的物料衡算甲醇精餾工段物料衡算任務(wù)已知：原料是粗甲醇，成分及含量如下表粗甲醇組成成分含量（wt%）CH3OHCH3OCH3C4H9OHCH3OCCHH2O合計(jì)100設(shè)計(jì)要求：（1）粗甲醇中甲醇回收率不小于 99%;（2）精餾工段產(chǎn)品為精甲醇，其甲醇含量不低于 %甲醇精餾工段物料衡算計(jì)算原理18全塔物料衡算（通過全塔物料衡算，可以求出精餾產(chǎn)品的流量、組成之間的關(guān)系）。連續(xù)精餾塔做全塔物料衡算，并以單位時(shí)間為基準(zhǔn)，即總物料F D W易揮發(fā)組分 FXf = DXd +Wxw 式中 F原料液流量，kmol/h ；D塔頂產(chǎn)品（餾出液）流量，kmol/h ；W塔底

25、產(chǎn)品（釜?dú)堃海┝髁?，kmol/h ；Xf 原料液中易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)；Xd 餾出液中易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)； Xw 釜?dú)堃褐幸讚]發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)。塔頂易揮發(fā)組分回收率DXd 100%FXf塔底難揮發(fā)組分回收率W（1 Xw） 100%F（1 Xf）甲醇精餾工段物料衡算以精甲醇年產(chǎn)40萬噸計(jì)，粗甲醇中含甲醇%，則每年所需粗甲醇總量為:400000/=428266t/y年工作日以330天計(jì)，則精甲醇每日、每小時(shí)產(chǎn)量為：400000/330=d=h=h每日、每小時(shí)所需粗甲醇量為：428266/330=d=h=54074kg/h1）粗甲醇組成（1）甲醇含量：%（2）水含量：%（3）輕餾分含量：二甲醚 %

26、（4）初餾分含量：異丁醇%（5）高級烷烴：辛烷%2）預(yù)塔物料衡算入料： 粗甲醇入料量：54047kg/h 堿液每噸精甲醇消耗92%的NaOH，則消耗10%的堿液量：50505.1 0.811 92% 匚=h1000 10%則甲醇年消耗量：X 24 X 330=2984t堿帶入的水量=X（） =h （相當(dāng)于加入的萃取水量） 粗甲醇含水量=54047 X =h水量=粗甲醇含水量+堿液含水量=+=h 輕餾分量=54047 X =227kg/h 初餾物=54047 X =h 高級烷烴=54047 X =h總?cè)肓狭?粗甲醇量+堿液量=54047+=h（2）出料 甲醇：50505 kg/h 水量：kg/h

27、 NaOH: kg/h 輕餾分：227kg/h 初餾物：h 高級烷烴：kg/h其中：氣相 塔頂=輕餾分+高級烷烴=227 += kg/h液相 塔底=甲醇+水+初餾物 +NaOH=50505+=54388kg/h（3）預(yù)塔回流量脫醚塔回流量回流比一般R 20,且考慮到節(jié)省能源的問題。結(jié)合 ASPEN簡捷模擬取R= 則回流量=x =h3）加壓塔物料衡算加壓塔出料甲醇含量 %（即塔底甲醇含量）（1）入料：總?cè)肓狭?=出料液相 =54388kg/h其中: 水量 =預(yù)出料水量 =h 甲醇量 =預(yù)出料甲醇量 =50505kg/h NaOH=出料堿量=h 初餾物 =預(yù)出料初餾物 =h（2）出料： 出料水量

28、=入料水量 =h NaOH=h 初餾物 =h 甲醇=（出口水量+NaOH+初餾物）X出料甲醇含量/ （1-出料甲醇含量）=（+） x（）=25491kg/h 采出精甲醇量二入塔甲醇量-出料甲醇量=50505-25491=25014kg/h 總出料量 =總?cè)肓狭?-采出精甲醇量 =54388-25014=29374kg/h其中塔頂：液相 =精甲醇量 =25014kg/h塔底：液相 =粗甲醇量 =29374kg/h（ 3）回流量為保持系統(tǒng)的穩(wěn)定操作，降低能耗，并減少投資，應(yīng)選?。杭訅核亓鞅萊1常壓塔回流比R2并且在保持穩(wěn)定生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量合格的基礎(chǔ)上，R1、R2選取的盡量小。則取加壓塔回流比 R=

29、回流量=rx D=X 25014=h4）常壓塔物料衡算（ 1 ）入料總?cè)肓狭?=加壓塔塔底總出料量 =29374kg/h其中 甲醇=29374X =h 水=h NaOH=h 初餾物 =h（2）出料 側(cè)線排出量 =初餾物+水+甲醇 初餾物 =h 占%則 側(cè)線排出量 =h 其中：甲醇=x =h占%）水=x =h（占 %） 初餾物=h （占%） 塔底排出殘液 其中：NaOH=h水=入料水-側(cè)線排出 =塔底排出殘液中含甲醇量=（殘液中水+NaOH X殘液甲醇含量/ （1-殘液中甲醇含量） =（ +）x（）=h殘液總量=水量+NaOH+亨量=+=h 塔頂 塔頂采出精甲醇 =入塔精甲醇 -側(cè)線排出 -殘液

30、中含醇量 =總出料量：塔頂精甲醇 =h 塔側(cè)線=初餾物+水 +甲醇=h 塔底殘液=NaOH+水+甲醇=h（ 3 ）回流量回流量 =RxD=2x =h5）回收塔物料衡算（ 1 ）入料入料量 =側(cè)線排出量 =h其中 甲醇 =h水=h初餾物 =h（2）出料：塔頂采出精甲醇量=x=h（精甲醇占入料精甲醇的%） 側(cè)線抽出物甲醇 =入料甲醇 -塔頂甲醇=（甲醇占 %）側(cè)線抽出物 =%=h其中異丁醇=x =h水=x =h甲醇 =h 塔底其中水=入料水量 -側(cè)線出水=異丁醇 =入料異丁醇 -側(cè)線抽出異丁醇=總量=水量+異丁醇=+=h（3）回流液量回流比： R 取 5回流量=DX R=5X =h6）粗甲醇中甲醇

31、回收率甲醇回收率=（加壓塔采出精甲醇量 +常壓塔采出精甲醇量 +回收塔采出精甲醇量） /粗甲醇中精甲醇 量=（25014+）/=%第三章 常壓塔冷卻器的設(shè)計(jì)確定設(shè)計(jì)方案兩流體溫度變化情況：精甲醇進(jìn)口溫度 71C，出口溫度49C ;冷卻水進(jìn)口溫度25C, 出口溫度30C。該換熱器用循環(huán)冷卻水冷卻，冬季操作時(shí)進(jìn)口溫度降低，考慮到這一因素，估計(jì)該換熱器的管壁溫和殼體壁溫之差較大，因此初步確定選用帶膨脹節(jié)的固定管 板式換熱器。確定物性數(shù)據(jù)18流體平均溫度Tm和tmTmi=( Ti+ To) 12 =( 71 + 49) 12 = 60C tmi=(ti + to) /2 =( 25+ 30) /2 =

32、C 平均溫度下的物性數(shù)據(jù)表3-1各組分物性數(shù)據(jù)物 料項(xiàng)目單位數(shù)據(jù)物料項(xiàng)目單位數(shù)據(jù)水密度kg/m3994甲醇密度kg/m3760粘度pa?s粘度pa?s導(dǎo)熱系數(shù)W/(m ?K)導(dǎo)熱系數(shù)W/(m ?K)比熱容kJ/(kg?K)比熱容kJ/(kg?K)計(jì)算總傳熱系數(shù)熱負(fù)荷QQ = CO cpo to+Qor=X( 71-49) + 3600平均傳熱溫差12 C71 49 30 25 =_, 71 49= In30 25冷卻水用量Q。1436.682 3600 小“小匸Wj = =253532kg/hcpi t 4.08 (30 25)總傳熱系數(shù)K管程傳熱系數(shù)Re 0.020.5 9940.00072

33、5=13710i /diUi i 0.8/Cpi 0.4a=()()giof08 o.。00：25 1000)040.020.626=(m2 ? K)殼程傳熱系數(shù)假設(shè)殼程的傳熱系0 = 290W/(m2 C );污垢熱阻Ri= C /WRso= m2 C /W管壁的導(dǎo)熱系數(shù)入=45W/(m?K)a1bdddRsididiaidi丄 1.72 1042900.0025 0.02545 0.02250.0001720.0250.020.0252734.6 0.02=W/(m2 C)計(jì)算傳熱面積Q _1436.682 1 03 _S =K tm229.67 12考慮15%的面積裕度，S=X S= X

34、 =工藝結(jié)構(gòu)尺寸管徑和管內(nèi)流速選用25傳熱管(碳鋼)，去管內(nèi)流速Ui =s管程數(shù)和傳熱管數(shù)V足二di2u4=452(根)253532 /(994 3600)20.785 0.020.5按單程管計(jì)算，所需的傳熱管長度為L = S/( 0ns)= XX 452) = (m)取傳熱管長l=9m，則該換熱器管程數(shù)為Np = L/l =9M (管程)傳熱管總根數(shù)N = 452 X仁452根)平均傳熱溫差校正及殼程數(shù)平均傳熱溫差校正系數(shù)R = (71-49)/(30-25) = P = (30-25)/(71-25)=按單殼程，多管程結(jié)構(gòu)，溫差校正系數(shù)查化工原理（上冊）第232頁圖4-19,可得 平均傳熱

35、溫差tm= t = X 12=1Q傳熱管排列和分程方法采用組合排列法，取管心距t =,則t = X 25 = 32 mm橫過管束中心線的管數(shù)nc=1.19 . N =1.19 .452 =26（根）殼體內(nèi)徑采用多管程結(jié)構(gòu)，取管板利用率n =，則殼體內(nèi)徑為圓整可取D = 800mm圓整后，換熱器殼體圓筒內(nèi)徑為 D=800mm,殼體厚度選擇10mm。長度定為9000mm 殼體的標(biāo)記：筒體 DN800 3=0折流板采用弓形折流板，取弓形折流板圓缺高度為殼體內(nèi)徑的25%，折流板的板間距為h= =200m m，則折流板數(shù)去折流板間距B=0.3D，貝UB =0.3 800 = 240 （mm）,可取 B

36、為 250mm。Nb=9000/250 仁 59（塊）接管殼程流體進(jìn)出口接管：取接管內(nèi)甲醇流速為u=s, q=760/3600=s則接管內(nèi)徑為函二：4 0.00811 u = 3.14 0.5取標(biāo)準(zhǔn)管徑為150mmu=s, q=253532/994/3600=s。管程流體進(jìn)出口接管：取接管內(nèi)水流速為d= 4q= 4 0.0709 = u Y 3.14 0.5取標(biāo)準(zhǔn)管徑為450mm筒體材料選擇為Q235-A，單位長度的筒體重110kg/m,殼體總重為110X。（波形膨脹節(jié) 的軸向長度為，見本設(shè)計(jì)設(shè)備圖）換熱器核算（1）熱量核算A.殼程對流傳熱系數(shù)因?yàn)槭怯邢嘧兊膿Q熱過程，且甲醇蒸汽在水平管束外冷凝

37、，采用凱恩公式估算，即32a =(g )1/4a0 =( 2/3丿n do t當(dāng)量直徑，由正三角形排列得-：3 22d 4(戸沙) edo4(仝 0.0322220.785 0.025 )3.14 0.0250.020(m)殼程流通截面積So = BD(1-) t=X( 1-)殼程流體流速及雷諾數(shù)分別為Uo= Vs/So22189.4/ (3600 760)_=s0.04375Reo =deUo= 0.02 0.1854 760 =0.000344a=XX 760 XX 1000/30/26/4=(m2 -C)B.管程對流傳熱系數(shù)i05 =di管程流通截面積S= - di 24 Np =XX

38、452/1管程流體流速Ui=Vs/Si22189.4/(3600 994)0.141928Re =deUi_ 0.02 0.04369 9940.000725普蘭特準(zhǔn)數(shù)Pr_Cp4.08 1000 0.0007250.626ai_專熱系數(shù)K1 Rbd。Rso.0d ididoidi3099.5 1.72 100.0025 0.02545 0.02250.0001720.0250.020.025389.029 0.02=(mF C)D.傳熱面積SS = Q =1436.682 1000 = =K tm =324.9 12=該換熱器的實(shí)際傳熱面積SPSp_ dl N nc=X () X (452-

39、26)該換熱器的面積裕度為:F=So368.5 297.96297.6=%傳熱面積裕度合適，該換熱器能完成生產(chǎn)任務(wù)。換熱器內(nèi)流體的流動(dòng)阻力管程流動(dòng)阻力刀=( PA2)FtNpNs(3-15)其中，AP, AP分別為直徑及回彎管中因摩擦阻力引起的壓強(qiáng)降,paFT結(jié)垢校正因數(shù)，無因次，取，Np管程數(shù)，Ns串連的殼程數(shù)。流速S,雷諾準(zhǔn)數(shù)(層流)=64 = 1198 =PiL u2d 222X 9 屮94 0.18540.02 2P2994 0.185422P =+ 1.5 2 = Pa管程流動(dòng)阻力在允許范圍之內(nèi)B.殼程阻力Po ( PP2)FsNs其中，AP流體橫過管束的壓降，paAP 流體流過折流

40、板缺口的壓強(qiáng)降，paFs殼程壓強(qiáng)降的結(jié)垢正因數(shù)，無因次，取Ns串連殼程數(shù)。P1FUNb1)其中，F(xiàn)管子排列方式對壓強(qiáng)降的校正因數(shù)fo殼程流體的摩擦系數(shù)，當(dāng) Re500, f=Nc橫過管束中心線的管子數(shù)Nb折流擋板數(shù)管子為三角形排列，F(xiàn)=, Nb=59, nc=26, 所以fc=5 81910228U0=s由式（），得：R =0.2370.64080976020.1854 2小小小 r2660=3095 Pa2h2 u21P2Nb(3.5D”2(3-18)20.20、760 0.21854=59 x （） X-0.8 2p0 =3095 +=C合理壓降在常壓操作下，操作壓力范圍0（表壓），合理壓

41、降為 P=P/2本冷卻器的的操作壓力為 MPa（表壓），合理壓降 P=P/2（ + ） /2= MPa （絕壓）通過比較，管程壓降與殼程壓降亦在合理范圍。確定折流擋板形狀和尺寸選擇折流擋板為有弓形缺口的圓形板，直徑為700mm,厚度為10m m。缺口弓形高度為圓形板直徑的約1/4，本設(shè)計(jì)圓整為200mm。折流擋板上換熱管孔直徑為，共有452-78=374個(gè)；拉桿管孔直徑為，每個(gè)折流擋板上有 4個(gè)。折流擋板重量為。選擇折流 擋板間距 h=200mm。折流擋板數(shù) Nb =L/h-1=9000/200-1=44 塊.波形膨脹節(jié)冷流體循環(huán)水的定性溫度為（30C +25E ）/2= C熱流體廢液的定性溫

42、度為（71+49）/2=60 C . 該換熱器用循環(huán)水冷卻，冬季操作時(shí)進(jìn)口溫度會(huì)降低。考慮到這一因素，估計(jì)該換熱器 的管壁溫度和殼體壁溫之差較大，因此確定選用帶波形膨脹節(jié)的固定管板式換熱器。波 形膨脹節(jié)的壁厚與殼體相同，為10mm。根據(jù)換熱器殼體的公稱直徑800mm，可知波形 膨脹節(jié)的公稱直徑也是800mm，根據(jù)公稱直徑，查化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)（化學(xué)工業(yè)出版社，2008）書中表16-9的對應(yīng)條目，獲得波形膨脹節(jié)的具體尺寸（見換熱器設(shè)備圖） 設(shè)備主要附件的選擇17 接管及法蘭的選型（1/ 管口 A管口 A為循環(huán)水出口。 接管管徑的確定：流量253532kg/h，密度為994 kg/m3,相當(dāng)于q=2

43、53532/994/3600=s。循環(huán)水為低粘度流 體，在接管中的合理流速u=2m/s o本設(shè)計(jì)取u=s。則接管的內(nèi)徑 = 14 0.0709 =425mm0接管的外徑選擇為430mm，壁厚選擇為8mm,材質(zhì)為 u 3.14 0.520鋼，每米管子的重量(GB-T 17395-1998無縫鋼管尺寸、外形、重量及允許偏差)。 接管長度的選擇：接管的長度L選擇150mm，則重量為。接管的標(biāo)記：接管90 X L=125 接管法蘭的選擇：查大學(xué)工程制圖(華東理工大學(xué)出版社，2005)表14-5,接管外徑dH=159mm 的板式平焊鋼制管法蘭的公稱通徑 DN=150mmo選擇公稱壓力PNM突面法蘭，材料

44、為 Q235-A,標(biāo)記為：HG20592 法蘭 PL 150(B) RF Q235-A 重量為。該法蘭有8個(gè)均布在外周的螺孔，使用8個(gè)M16螺栓、螺母、墊片與工藝管道 連接。(2) 管口 B管口 B為廢水出口。廢水的流量為 h,密度為760 kg/m3,相當(dāng)于q=760/3600=s。廢水在接管中的合理流速u=2m/s。本設(shè)計(jì)取u=s。則接管的內(nèi)徑=上=4 0.009925 = u X 3.14 0.5=45mm。(3) 管口 C管口 C為排氣口。 接管管徑的確定：接管的外徑選擇32mm,壁厚選擇為，材質(zhì)為20鋼，每米管子的重量(GB-T 17395-1998 無縫鋼管尺寸、外形、重量及允許偏

45、差)。 接管長度的選擇：接管的長度L選擇125mm,則重量為。接管的標(biāo)記：接管32 X L=100 接管法蘭的選擇：查大學(xué)工程制圖(華東理工大學(xué)出版社，2005)表14-5,接管外徑dH=32mm 的板式平焊鋼制管法蘭的公稱通徑 DN=25mm。選擇公稱壓力PN=B突面法蘭，材料為 Q235-A,標(biāo)記為：HG20592 法蘭 PL 25(B) RF Q235-A該法蘭有4個(gè)均布在外周的螺孔，使用4個(gè)M10螺栓、螺母、墊片與配套的法蘭蓋裝配（4）管口 D管口 D為廢水進(jìn)口。接管、法蘭與管口 A和B的完全相同。（5）管口 E管口 E為排污口。1 接管長度的選擇：接管的長度L選擇90mm,貝U重量為

46、。接管的標(biāo)記：接管 57X L=1002 接管法蘭的選擇：查大學(xué)工程制圖 （華東理工大學(xué)出版社, 2005）表14-5,接管外徑 dH=57mm 的板式平焊鋼制管法蘭的公稱通徑 DN=50mm。選擇公稱壓力PNM突面法蘭，材料為 Q235-A,標(biāo)記為：HG20592 法蘭 PL 50（B） RF Q235-A重量為。該法蘭有 4個(gè)均布在外周的螺孔，使用 4個(gè) M12 螺栓、螺母、墊片與配套的法 蘭蓋裝配。（6）管口 F管口 F為循環(huán)水進(jìn)口。接管、法蘭與管口 A、B和D的完全相同。左管板的選型（1）管板厚度：化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) （化學(xué)工業(yè)出版社， 2008）中有表 16-8 管板厚度表。管板的設(shè)計(jì)

47、壓 力為管、殼程設(shè)計(jì)壓力中的大者。當(dāng)設(shè)計(jì)壓力小于 1MPa時(shí)，取為1MPa；表中的設(shè)備 殼體內(nèi)徑 壁厚最接近本課程設(shè)計(jì)值的是 700X10管、殼程的溫度差=C ;根據(jù)上述的 設(shè)計(jì)壓力、殼體內(nèi)徑 壁厚以及溫度差，查表得管板的厚度 S=2mm。管板材料為16Mn （鍛件）。（2）管板形狀：管板同時(shí)起到法蘭的作用，密封面為凸面，可以和管箱的法蘭（密封面為凹面 ）連接。管板直徑與管箱法蘭的相同，為830mm。外周均布24個(gè)18螺孔。（3）管板的開孔 開孔和管程隔板密封槽分布情況：左管板共有 312個(gè)安裝換熱管的開孔和 8個(gè)拉桿安裝孔以及 2道管程隔板密封槽（見設(shè) 備圖）。 安裝換熱管的開孔尺寸：為了便

48、于在管板上焊接換熱管，開孔的孔徑比換熱管的外徑大 mm,即mm=開孔形狀 見設(shè)備圖。（或者:為了便于在管板上脹接換熱管，開孔的孔徑比換熱管的外徑大mm,即。開孔內(nèi)表面有兩道環(huán)向的槽，槽深。管板開孔形狀和內(nèi)表面環(huán)向槽的位置、尺寸見下圖：圖管板開孔形狀和內(nèi)表面環(huán)向槽的位置、尺寸 拉桿安裝孔和管程隔板密封槽的尺寸見設(shè)備圖。換熱管的選擇 選擇20鋼材質(zhì)的無縫鋼管，規(guī)格：25X換熱管的長度為6000mm。(3)換熱管與管板連接采用焊接。(或者:換熱管與管板連接采用脹接。)具體見設(shè)備圖。左管箱短節(jié)的選擇(1) 左管箱短節(jié)的內(nèi)徑與壁厚：左管箱短節(jié)為圓柱筒體，內(nèi)徑與壁厚選擇與設(shè)備殼體相同。(2) 左管箱短節(jié)的

49、長度：左管箱短節(jié)連接A和F管口。選擇左管箱短節(jié)的長度為管口接管公稱直徑的兩倍，即250X 2=500mm選擇Q235-A材料制作。左管箱短節(jié)的標(biāo)記：筒體 DN700 10=8 L=500(3) 左管箱短節(jié)的材質(zhì)選擇材質(zhì)選擇與換熱器殼體相同：Q235-A左管箱封頭的選擇選擇公稱直徑為700mm的標(biāo)準(zhǔn)橢圓圭寸頭。壁厚與殼體相同，也是10mm。材質(zhì)也是Q235-A。重量約。標(biāo)記：EHA 550X 8-Q235-A JB/T 4746-2010左管箱隔板的選擇(1) 材質(zhì)選擇普通的碳素鋼：Q235-A。(2) 管箱隔板厚度的選擇：由于管程壓強(qiáng)降較小，用公式計(jì)算隔板厚度會(huì)小于 GB151規(guī)定的隔板最小厚

50、度(換熱器 公稱直徑=600時(shí)，碳鋼隔板的最小厚度為10mm)，所以直接選擇隔板厚度為10mm。(3)數(shù)量：左管箱需要 2 塊相同的隔板。面積: ，厚度： 10mm。(4) 重量：單個(gè)左管箱隔板重=(x 10mm) xx 10-3 x 10-3kg - mm-3=17kg。左管箱法蘭和密封墊片的選型(1)法蘭：根據(jù)公稱直徑，查化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) (化學(xué)工業(yè)出版社， 2008)書中表 10-3。選擇甲 型平焊容器法蘭，公稱直徑700mm,公稱壓力，密封面為凹面(FM),與凸密封面的左管 板連接。外周均布24個(gè)16螺孔，用M16雙頭螺柱與左管板連接。標(biāo)記：法蘭一FM 700 JB4702000。重量

51、為 kg。(2)密封墊片:選擇甲型平焊容器法蘭用非金屬軟墊片，公稱直徑700mm,公稱壓力。 標(biāo)記：墊片750JB 4704一2000。重量略。左管箱總重量： 33+24+17x 2+x 2=。右管板右管板沒有拉桿開孔，只有一道管程隔板密封槽，其他與左管板相同，具體見設(shè)備圖。右管箱設(shè)計(jì)(1) 右管箱封頭：與左管箱封頭相同。(2) 右管箱短節(jié)的選擇： 右管箱短節(jié)的內(nèi)徑與壁厚： 右管箱短節(jié)為圓柱筒體，內(nèi)徑與壁厚選擇與設(shè)備殼體相同。 右管箱短節(jié)的長度：長度選擇50mm。選擇Q235-A材料制作。右管箱短節(jié)的標(biāo)記：筒體 DN700 S= L=5Q(3) 右管箱隔板的選擇： 材質(zhì)選擇普通的碳素鋼： Q2

52、35-A。 右管箱隔板厚度的選擇：厚度與左管箱隔板相同，為 10mm。 數(shù)量：右管箱需要 1 塊隔板。面積: ，厚度： 10mm。 重量：單個(gè)左管箱隔板重=x 10mmX x10kg mm-3=。(4) 右管箱法蘭和密封墊片的選型： 法蘭：與左管箱的相同。法蘭密封墊片：與左管箱的相同。長寬厚：550*12*4mm。重量略。鞍座的選型根據(jù)換熱器殼體的公稱直徑700m m,可知鞍座的公稱直徑也是700mm。選擇焊制的有墊板的鞍座：左鞍座標(biāo)記：鞍座BI 700- S JB4711992,右鞍座標(biāo)記：鞍座BI 700- F JB4711992。根據(jù)公稱直徑，查化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)（化學(xué)工業(yè)出版社，2008

53、）書中表13-4的對應(yīng)條目，獲得鞍座的具體尺寸和重量。單個(gè)鞍座的質(zhì)量為22 kg不帶墊板的為17 kg）。設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表換熱器工藝設(shè)計(jì)結(jié)果如下表所示：表設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表殼徑D， mm800換熱面積S, m2管程數(shù)Nt1管長L，m9管徑，mm25X管子排列正三角形管中心距t，mm32管數(shù)n452殼程數(shù)Ns1折流板直徑，mm700折流板缺口高度175mm折流板厚，mm10折流板間距h，mm200折流板數(shù)量44第四章結(jié)論本文通過對甲醇精餾工藝工段的設(shè)備設(shè)計(jì)，得到以下結(jié)論：1） 分析了國內(nèi)甲醇不同工藝流程的本質(zhì)區(qū)別，確定了甲醇流程選擇的原則：常壓塔側(cè)線 取舍取決于加壓塔設(shè)計(jì)壓力的選取。 同時(shí)以充分的計(jì)算和數(shù)據(jù)說明不同的流程設(shè)計(jì)和理 論結(jié)合的合理之處以及流程應(yīng)用的不同條件。2）分析比較了雙塔、三塔、四塔精餾的區(qū)別，了解了四塔精餾的優(yōu)