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3 主要设备计算及选型
设备是化工工艺运作的载体，选择合适的设备，对于提高生产率，降低原料，能是的消耗有着重要的作用。
3.1 合成系统的设备选型 3.1.1 甲醇合成反应器
甲醇合成反应器是甲醇合成生产的核心设备，由于合成反应为可逆放热反应，故要求反应器设计能迅速移走反应热。本设计选用Lurgi管壳型反应器。
3.1.2 出塔气冷凝器
出塔气中含甲醇7.15%加其它未反应气体，通过冷凝器可使出塔气中大部分甲醇和其它产物冷凝下来，以利分离，一般有喷淋式和壳管式，由设计采用管壳式冷凝器。
3.1.3 甲醇分离器
甲醇分离器的作用是将经过冷凝器冷凝下来的液体甲醇和未反应气体进行气液分离，分离出的甲醇在液面控制下在分离器底部减压送粗甲醇贮槽。
3.1.4 粗甲醇贮槽
贮槽的工作压力为0.6 MPa,液体以5 MPa减压后，溶于粗甲醇中的气体释放出来，以贮罐气的形式在压力控制下经气体排出口排出，贮槽液体出口管上装有液体控制装置。
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3.1.5 压缩机
压缩机的任务是把合成塔来反应的气体送回甲醇合成塔，其动力由高压蒸汽透平提供。
3.2 精馏系统设备选型及计算
精馏工段只有三个塔，即预精馏塔，加压精馏塔，常压塔。这里只对常压塔进行计算。
3.2.1 常压塔冷凝器
根据处理水量，操作压力及温度，本设计采用变频蒸发式空冷器，型号为BZKL-10J。变频蒸发式空冷器具有结构紧凑、安全可靠、运转功率小、运行成本低，节水节电、噪声小、不污染环境、防腐能力强、使用寿命长、安装方便快捷、操作维护简单等特点，是目前最为理想的节能环保型冷却换热设备之一。
3.2.2 常压精馏塔计算
条件：⑴.精甲醇质量：精甲醇含醇：99.95%(wt) 残液含醇：1%(wt) ⑵.操作条件：塔顶压力： 0.01?106 Pa 塔底压力：0.13?106 Pa 塔顶温度：67 ℃ 塔底温度：105 ℃ 回流液温度：40 ℃ 进料温度：124 ℃ <1>.精馏段 平均温度：
1?(124+67)=95.5 ℃ 2 平均压力： 99.6 KPa
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表5-1 精馏段物料流率
物料 内回流 质量流量：kg/h 38372.87 分子量：kg/kmol 32 摩尔流量：kmol/h 1199.15
标准状况下的体积：V0=1199.15?22.4=26861.01 Nm3/h
0.101?106273?95.5操作状况下的体积：V1=26861.01? ?3627399.6?10?0.101?10=18255.25m3/h
18255.25=5.071 m3/s
360038372.87气体密度： ?n==2.102 kg/ m3
18255.25气体负荷：Vn=
查《化工工艺设计手册》，95.5℃时甲醇的密度?n=721 kg/m3 液体负荷：Ln=<2>.提馏段 平均温度：
1(105+124)=114.5 ℃ 275?19=89.6 kPa 7538372.87=0.01478
3600?721 入料压力：(0.13?106-0.01?106)? 平均压力：
1(89.6?103+0.13?106)=109.8 kPa 2
表5-2 提馏段内回流量
物料 内回流 质量流量：kg/h 42457.28 分子量：kg/kmol 32 摩尔流量：kmol/h 1326.79
标准状况下的体积 V1?=1326.79?22.4=29720.0960 Nm3/h
273?114.50.101?106操作状态下的体积：V1?=29720.0960? ?273109.8?103?0.101?106=19688.61 Nm3/h
所以：气体负荷： Vm=
19688.61=5.4691 m3/s 3600 - 27 -
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气体密度： ?m=
8305.19=2.102 kg/m3
3951.88查得进料状态甲醇溶液温度124℃，含甲醇55.7%，密度为0.83 t/m3。 塔底含醇1%，可近似为纯水，105℃，0.13Mpa下水的密度为939.41 kg/m3。
939.41?847.0=893.21 kg/m3
242457.28则液体负荷Lm==0.01320m3/s
893.21?3600所以：液体平均密度?=
3.2.3 初估塔径
本设计采用F1重阀浮阀塔，设全塔选用标准结构，板间距HT=0.35 m，溢流堰高hc=0.05 m。 <1>.精馏段
⑴.求操作负荷系数C? 精馏段功能参数：
Ln?l10.014787211()2=()2 ?5.0712.102Vn?v =0.053 塔板间有效高度H0=HT-HC =0.35-0.05=0.30m
查斯密斯图《甲醇工学》化工工学出版社。得负荷系数：G?=0.0515。 又查得95.5℃时，甲醇的表面张力为：15.87?10-5 N/cm 水的表面张力为：68.87?10-5 N/cm 精馏段甲醇水溶液的平均组成为： 甲醇：
1?(0.9995+0.579)=0.7893 wt 2则含水为：1-0.7893=0.2107 wt
所以表面张力：σ=0.7893?15.87?10-5+0.2107?68.87?10-5 =27.04?10-5 N/cm 所以：C?=
G??????5?20?10??0.2=
0.0515?27.04?10??20?10?5??5????0.2
=0.0485
⑵.最大流速Umax
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