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甲醇装置预蒸馏填料塔整体结构设计参数的选择分析案例

目录

甲醇装置预蒸馏填料塔整体结构设计参数的选择分析案例 1

1.1已知设计参数： 1

1.2设计方案的确定 1

1.3塔型的选择 2

1.3.1塔型 2

1.3.2填料的选择 4

1.3.3填料层高度的计算及分段 4

1.1已知设计参数：

操作压力：0.05Mpa

操作温度：120℃

入塔物料：甲醇、水

塔高：26000mm

塔径：2200mm

环境：室外

抗震设防烈度：8.0

基本风压值：700N/m3

保温层材料：岩棉

1.2设计方案的确定

本研究工程的总体设计主要目标之一是设想要通过分离配制出一种含有大量甲醇和水的有机混合体。对于二元气体混合物的精馏分离，应当正确选择连续多次精馏的关键工艺。该生产工艺是在设计时首先采用高压泡点预热法实行进料，把所有原材料通过高压预热器进行加温至一定泡点后再进料送入大型精馏塔塔内。甲醇在正常工作温度下的最高电压沸点大约为64.8℃,而乙醇采取正常高电压的高温操作，恰好完全满足了这一题意。采用30℃低温循环冷热水。塔顶的双

层上升式水蒸气被采用全凝器冷凝，冷凝液在输送达到塔顶发出两个气泡的热点的下一个气泡部分后再通过回流输送到塔内，而其他几个部分则经过生鲜加工产品专用冷却器的多次冷却后后再输送至食品存储槽。由于所有的需要直接分离的物是水系重要化学成份之一的也就是蒸汽水，因此直接排水使用了对蒸汽锅炉进行加热的这种方法，最后蒸汽锅炉残液则对水进行了直接的废气排放。

1.3塔型的选择

1.3.1塔型

因为进行设计时入塔的物料主要为甲醇和水混合而成，其耐腐蚀性比较差，所以按照施工环境条件及塔的高度设计塔径d=2200mm,选用了填料塔。

填料塔传动是塔内填料料所制成的水与气液之间相互接触塔体结构件的传质传动装置。填料式塔的高度为10米塔身，它指的是一个底部带有一根直立柱的圆筒，其底部几乎盛满了一堆填料和各种支撑及承板，其中的所有各种填料都直接采用了砌块乱堆或者说是翻堆拼砌的一种方式均匀地将其放置在一个支撑和承板上。在挤压填料上方面还应注意安装一块圆形带有挤压填料孔的挤压板，防止挤压填料内部受到不断上升的高压气流风吹。将这些液体经过位于塔顶处的一个液体填料分布器之后直接喷洒出来到整个填料上面，然后顺着整个填料的整体表面向下流。而是将各种气体于填料塔底部运输进填料塔，经过各个气体填料分布控制装置的均匀分布后，跟随液体填料呈现一条直线反向或逆流的连续穿过各种液体填料和涂层内的各个空隙，并在各种液体填料和涂层的表面上，经过各种液体气液之间的两相紧密的的接触后后再对其进行传质。由于这种大型填料输送塔本身是一种属于接触式的气液传质大型填料输送装置，其两相的整体结构和其它组成部分都会随着塔高连续地发生变化，并且在正常填料运行工作状态下，其中，气相结构为连续相，而液相则为连续分散相。

当塔壁壁内有大于一定量的填料液体沿着塔壁填料的涂层往下方向流动时，会突然出现逐渐向流在塔壁附近聚集的液流现象，使得流在塔壁附近的填料液体向流量逐渐方向增大，发生这样的液流现象也就叫做为塔壁流。由于填料壁流流动效应作用导致的填料气液二相在不同填料传质层之间的能量分配并不是很均匀，使得传质的填料效率大大降低。所以，当这种填料中间层比较高时，需要对其内部进行填料分段，在中间层处加设再高的分布式填料装置。而下层液体的再一次分布运输装置其中主要由下层液体的一次收集器和上层中的液体再一次分布器两个组成部分，在上层的这些填料被液体放入其中流下来上层的这些液体通过上层的这些填料被液体收集后，就再次运输出来回去了再到了下层液体再一次分布器，经过再一次分布，然后再次被液体喷淋运输出去。

图1.1填料塔的整体结构

填料分离塔的机械制备生产能力大，分离填料效率高，压降的配比也很低，持液的流量也很小，和机械操纵的配合弹性比较大。

当然在现代建筑中作品填料形成塔也仍然存在一些不足之处，比如由于作品填料形成塔的建筑造价相对比较高；而且在生产过程中由于当填料液体的化学负荷很小时候并不会达到能够有效地直接润湿作品填料的壳体外壳或者表面，使得传质的填料工作效率受到大大降低；不利于能够直接综合利用那些含有大量悬浮物或者也就是容易遇水形成膜的聚合材料；对于经过侧向曲线上的作品进料及中线出料等复杂过程精馏后的作品填料是否不是很适宜等。

1.3.2填料的选择

因为这种塔型精馏塔所需要设计的塔体是一种采用甲醇颗粒型填料型精馏塔，介质主要成分是水和甲醇，综合来说考虑这种塔体的耐腐蚀性，塔体中甲醇颗粒的直径和其他特殊填料的性质，