《化工原理》课程设计报告-4万吨年甲醇-水板式精馏塔设计

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1、《化工原理课程设计》报告4万吨/年甲醇~水板式精馏塔设计40目录一、概述41.1设计依据41.2技术来源41.3设计任务及要求5二：计算过程61.塔型选择62.操作条件的确定62.1操作压力62.2进料状态62.3加热方式72.4热能利用73.有关的工艺计算73.1最小回流比及操作回流比的确定83.2塔顶产品产量、釜残液量及加热蒸汽量的计算93.3全凝器冷凝介质的消耗量93.4热能利用103.5理论塔板层数的确定103.6全塔效率的估算113.7实际塔板数124.精馏塔主题尺寸的计算124.1精馏段与提馏段的体积流量124.1.1精馏段124.1.2提馏段144.2塔径的计算15

2、4.3塔高的计算175.塔板结构尺寸的确定175.1塔板尺寸185.2弓形降液管185.2.1堰高185.2.2降液管底隙高度h0195.2.3进口堰高和受液盘195.3浮阀数目及排列19405.3.1浮阀数目195.3.2排列205.3.3校核206.流体力学验算216.1气体通过浮阀塔板的压力降(单板压降)216.1.1干板阻力216.1.2板上充气液层阻力216.1.3由表面张力引起的阻力226.2漏液验算226.3液泛验算226.4雾沫夹带验算237.操作性能负荷图237.1雾沫夹带上限线237.2液泛线247.3液体负荷上限线247.4漏液线247.5液相负荷下限线24

3、7.6操作性能负荷图258.各接管尺寸的确定278.1进料管278.2釜残液出料管278.3回流液管288.4塔顶上升蒸汽管288.5水蒸汽进口管2840一、概述1.1设计背景塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备之一。塔设备的设计和研究，已经受到化工行业的极大重视。在化工生产中，塔设备的性能对于整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额，以及三废处理和环境保护等各个方面，都有非常重大的影响。精馏过程的实质是利用混合物中各组分具有不同的挥发度。即在同一温度下，各组分的饱和蒸汽压不同这一性质，使液相中的轻组分转移到汽相中，汽相中的重组分转移到液相中，从而达到分离的目的。因此精馏塔操

4、作弹性的好坏直接关系到石油化工企业的经济效益。为了加强工业技术的竞争力，长期以来，各国都在加大塔的研究力度。如今在我国常用的板式塔中主要为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔和舌型塔等。填料种类出拉西、环鲍尔环外，阶梯环以及波纹填料、金属丝网填料等规整填料也常采用。更加强了对筛板塔的研究，提出了斜空塔和浮动喷射塔等新塔型。同时我国还进口一些新型塔设备，这些设备的引进也带动了我国自己的塔设备的科研、设计工作，加速了我国塔技术的开发。国外关于塔的研究如今已经放慢了脚步，是因为已经研究出了塔盘的效率并不取决与塔盘的结构，而是主要取决与物系的性质，如：挥发度、黏度、混合物的组分等。国外已经转向研究“在

5、提高处理能力和简化结构的前提下，保持适当的操作弹性和压力降，并尽量提高塔盘的效率。”在新型填料方面则在努力的研究发展有利于气液分布均匀、高效和制造方便的填料。经过我国这些年的努力，在塔研究方面与国外先进技术的差距正在不断的减小40目前，精馏塔的设计方法以严格计算为主，也有一些简化的模型，但是严格计算法对于连续精馏塔是最常采用的，我们此次所做的计算也采用严格计算法。1.2设计条件原料：甲醇、水原料温度：泡点进料处理量：4万吨/年原料组成：甲醇的质量分率=0.35（质量分数）产品要求：塔顶甲醇的质量分率=0.94（质量分数），塔底甲醇质量分率=0.02（质量分数）生产时间：300天/

6、年冷却水进口温度：25℃加热剂：0.9MP饱和水蒸汽单板压降：小于或等于0.7kpa生产方式：连续操作，泡点回流全塔效率：Et=50%1.3设计要求1.撰写课程设计说明书一份2.带控制点的工艺流程图一张3.塔装备的总装图一张401.4设计说明书的主要内容1.设计方案的确定2.带控制点的工艺流程图的确定3.操作条件的选择（包括操作压强、进料状态、加热剂、冷却剂、回流比）4.塔的工艺计算（1）全塔物料衡算（2）最佳回流比的确定（3）理论板及实际板的确定（4）塔径的计算（5）降液管及溢流堰尺寸的确定（6）浮阀数及排列方式（筛板孔径及排列方式）的确定（7）塔板流动性能的校核（液沫夹带校核

7、，塔板阻力校核，降液管液泛校核，液体在降液管内停留时间校核，严重漏液校核）（8）塔板负荷性能图的绘制（9）塔板设计结果汇总表5.辅助设备工艺计算（1）换热器的面积计算及选型（2）各种接管管径的计算及选型（3）泵的扬程计算及选型6.塔设备的结构设计：（包括塔盘、裙座、进出口料管）二：计算过程401.塔型选择根据生产任务，若按年工作日300天，每天开动设备24小时计算，由于产品粘度较小，流量较大，为减少造价，降低生产过程中压降和塔板液面落差的影响，提高生产效率，选用浮阀塔。2.操作条