甲醇-水精馏塔化工原理课程设计

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1、常压甲醇－水筛板精馏塔设计南京工业大学《化工原理》课程设计设计题目常压甲醇－水筛板精馏塔设计学生姓名陈献富班级、学号化工070313指导教师姓名刘晓勤、王晓东课程设计时间2010年6月14日-2010年6月25日课程设计成绩百分制权重设计说明书、计算书及设计图纸质量，70%独立工作能力、综合能力、设计过程表现、设计答辩及回答问题情况，30%设计最终成绩（五级分制）指导教师签字40常压甲醇－水筛板精馏塔设计化学化工学院课程名称化工原理课程设计设计题目常压甲醇－水筛板精馏塔设计学生姓名周佳佳专业化学工程与工艺班级学号1001090605设计日期20

2、10年6月14日至2009年6月25日设计条件及任务：设计体系：甲醇－水体系设计条件：进料量：F=200kmol/h进料浓度：ZF=0.35（摩尔量分数）进料状态：q=1.08操作条件：塔顶压强为4kPa(表压)，单板压降不大于0.7kPa。塔顶冷凝水采用深井水，温度t＝12℃；塔釜加热方式：间接蒸汽加热，采用3kgf/cm2(表压)水蒸汽全塔效率：ET=52%分离要求：XD=0.995（质量分数）；XW=0.002（质量分数）；回流比：R/Rmin=1.6指导教师刘晓勤、王晓东2010年6月11日40常压甲醇－水筛板精馏塔设计目录绪论11.精

3、馏简介12.塔设备简介13.体系介绍14.设计要求1第一节概述11.1精馏操求作对塔设备的要求11.2板式塔类型11.2.1筛板塔11.2.2浮阀塔11.2.3泡罩塔11.3设计单元操作方案简介11.4精馏塔的设计简介11.4.1筛板塔设计须知11.4.2筛板塔的设计程序1第二节设计方案的初步确定12.1操作条件的确定12.1.1操作压力12.1.2进料状态12.1.3加热方式12.1.4冷却剂与出口温度12.1.5回流比12.1.6热能的利用12.2确定设计方案的原则12.3操作流程简图1第三节板式精馏塔的工艺参数计算13.1物料衡算与操作线

4、方程13.2理论塔板数的计算与实际板数的确定13.2.1理论板数的计算13.2.1实际板数的确定13.3操作压强的计算13.4操作温度的计算13.5塔内物料平均分子量、张力、流量及密度的计算13.5.1密度及流量13.5.2液相表面张力的确定：13.5.3液体平均粘度计算1第四节板式塔主要尺寸的设计计算140常压甲醇－水筛板精馏塔设计4.1塔的有效高度和板间距的初选14.1.1塔有效高度14.2塔径1第五节板式塔的结构15.1塔的总体结构15.2总塔高度15.2.1塔顶空间HD15.2.2塔底空间15.2.3整体塔高15.2.4人孔数15.3塔

5、板结构15.3.1溢流装置15.3.2弓形降液管宽度Wd和面积Af15.3.3降液管底隙高度15.3.4塔板布置及筛孔数目与排列15.4.筛板的力学检验15.4.1塔板压降15.4.2液面落差15.4.3液沫夹带15.4.4漏液15.4.5液泛15.5.塔板负荷性能图15.5.1漏液线15.5.2液沫夹带线15.5.3液相负荷下限线15.5.4液相负荷上限线15.5.5液泛线15.5.6操作弹性1第六节设计结果汇总1第七节精馏装置的附属设备17.1管壳式换热器的设计与选型17.1.1塔顶冷凝器（列管式换热器）17.1.2进料预热器17.2再沸器

6、17.3管件17.3.1塔釜残液出料管17.3.2塔顶回流液管17.3.4塔釜再沸器蒸汽进口管17.3.5塔顶蒸汽进冷凝器进口管17.3.6塔顶冷凝水管140常压甲醇－水筛板精馏塔设计7.4冷凝水泵的选择17.5除沫器17.6裙座1附表11、常压下甲醇-水气液平衡组成与温度关系12、理论塔板数计算（MATLAB程序）：13、进料、塔顶及塔釜温度—组成的插值计算（MATLAB程序）14、史密斯关联图1参考文献及设计手册1设计感想1感谢140常压甲醇－水筛板精馏塔设计绪论1.精馏简介蒸馏是分离液体混合物的一种方法，是一种属于传质分离的单元操作。广泛

7、应用于炼油、化工、轻工等领域。蒸馏的理论依据是利用溶液中各组分蒸汽压的差异，即各组分在相同的压力、温度下，其挥发性能不同（或沸点不同）来实现分离目的。以本设计所选取的甲醇-水体系为例，加热甲醇（沸点64.5℃）和水（沸点100.0℃）的混合物时,由于甲醇的沸点较低（即挥发度较高）,所以甲醇易从液相中汽化出来。若将汽化的蒸汽全部冷凝，即可得到甲醇组成高于原料的产品，依此进行多次汽化及冷凝过程，即可将甲醇和水分离。经过多次部分汽化部分冷凝，最终在汽相中得到较纯的易挥发组分，而在液相中得到较纯的难挥发组分，这就是精馏。在工业精馏设备中，使部分汽化的液

8、相与部分冷凝的气相直接接触，以进行气液相际传质，结果是气相中的难挥发组分部分转入液相，液相中的易挥发组分部分转入气相，也即同时实现了液相的部分汽化和气