甲醇水溶液常压筛板精馏塔化工原理课程设计

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1、化工单元过程及设备课程设计设计题目：筛板精馏塔设计专业班级：化工1303班姓名：xxx学号：1315010xx指导教师：张亚刚完成时间：2016年1月14日化学与化工学院《化工原理》课程组制化工单元过程及设备课程设计设计题目筛板精馏塔的设计设计任务及要求设计用于甲醇—水溶液分离的常压筛板精馏塔，原料中含甲醇17%（质量分数，下同），泡点进料，要求塔顶出液浓度98%，塔釜出料浓度0.04%,处理量为9000kg/h,塔效率为0.8。综合运用《化工原理》和相关先修课程的知识，联系化工生产实际，完成精馏操作过程的设备设计。要求有详细的工艺设计过程（包括计

2、算机辅助计算程序）、工艺尺寸设计、辅助设备选型、设计结果概要及工艺设备条件图（CAD图），编写设计说明书。指导教师评语成绩：优良中指导教师签名：日期：2016年月日化工单元过程及设备课程设计摘要本设计采用浮阀精馏塔分离甲醇-水溶液。通过对原料产品的要求和物性参数的确定及对主要尺寸的计算，工艺设计和附属设备结果选型设计，完成对甲醇-水精馏工艺流程和主体备设计。乙醇-水溶液为非理想物系，利用作图法求出最小回流比为1.2075；由精馏费用模型编程得到最优回流比为2.1735，理论板数为15块，计算出全塔效率为0.8%，则实际板数为19块，其中精馏段7块，

3、提馏段12块，进料位置为第6块。得到精馏塔的塔径2.7米，总高14.48米；板开孔率为10.1%，精馏段操作弹性为3.05，提馏段操作弹性为2.35，塔的流体力学验算，证明各指标数据均符合标准。强度校核表明，该精馏塔满足强度、刚度及稳定性等要求。化工单元过程及设备课程设计目录摘要I1.绪论11.1设计任务11.2分离原料简介12.筛板精馏塔原理及设备简介22.1精馏原理22.2精馏设备22.3工业上对塔设备的主要要求22.4筛板塔的特点23.装置设备的工艺计算33.1设计方案图（见附录）33.2精馏塔的条件选取33.3精馏的工艺流程图的确定（见附

4、录）43.4筛板精馏塔设计计算43.4.1题目所给数据43.4.2精馏塔的物料衡算43.4.3塔板数的确定53.4.4精馏塔的气液相负荷83.4.5操作线方程的求取83.4.6逐板法求取理论板层数83.4.7实际塔板数的求取93.5精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算93.5.1操作温度的计算93.5.2平均摩尔质量103.5.3液体平均表面张力计算113.5.4平均密度的计算113.6精馏塔的塔体工艺尺寸计算133.6.1塔径的计算133.6.2精馏塔有效高度的计算153.7塔板的主要尺寸计算163.7.1溢流装置计算163.8塔板布置173.8

5、.1塔板的分块173.8.2开孔面积计算173.8.3筛孔计算及其排列183.9筛板的流体力学验算183.9.1干板阻力hc计算18II化工单元过程及设备课程设计3.9.2气体通过液层的阻力hl计算193.9.3液体表面张力的阻力计算203.9.4液面落差213.9.5液沫夹带的校核213.10塔板负荷性能图223.10.1漏液线223.10.2液沫夹带线233.10.3液相负荷下限线243.10.4液相负荷上限线253.10.5液泛线253.10.6操作弹性264.附属设备及主要附件的选型计算284.1附属设备设计284.1.1再沸器284.1.

6、2冷凝器284.2塔附件设计294.2.1接管294.2.2人孔304.3塔总体高度的设定304.3.1塔的顶部空间高度Ha304.3.2塔的底部空间高度Hb304.3.3裙座高度HS的确定314.3.4塔顶封头HF的确定314.3.5有效塔高的HP确定314.3.6塔立体高度314.4辅助设备的选型314.4.1估计换热面积314.4.2原料预热器315.设计结果一览表336.参考文献367.附图378.主要符号说明39结束42II化工单元过程及设备课程设计1.绪论1.1设计任务本次化工原理课程设计我的任务是设计常压筛板精馏塔分离甲醇和水的混合物

7、，其中，甲醇的含量为17%(质量分数，下同)，要求的处理量为9000（kg/h）,泡点进料，要求塔顶出液浓度98%，塔釜出料浓度0.04%，塔效率为0.8.分离甲醇和水对现实有着很重要的意义。1.2分离原料简介甲醇：系结构最为简单的饱和一元醇，分子量32.04，沸点64.7℃。因在干馏木材中首次发现，故又称“木醇”或“木精”。是无色有酒精气味易挥发的液体。用于制造甲醛和农药等，并用作有机物的萃取剂和酒精的变性剂等。通常由一氧化碳与氢气反应制得。甲醇由甲基和羟基组成的，具有醇所具有的化学性质。甲醇可以在纯氧中剧烈燃烧，生成水蒸气和二氧化碳。另外，甲醇

8、也和氟气会产生猛烈的反应。水：水在常温常压下为无色无味的透明液体。水通常多是酸、碱、盐等物质的溶液，习惯上仍然把这种水溶液