17500吨年甲醇-水溶液连续板式精馏塔设计

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1、《化工原理课程设计》报告17500吨/年甲醇-水溶液连续板式精馏塔设计学号：1202012041专业生物工程班级12级生物工程（2）设计者姓名李欣设计单位合肥学院指导老师胡庆国完成日期2014-10-2843一、前言甲醇用途广泛，是基础的有机化工原料和优质燃料。主要应用于精细化工，塑料等领域，用来制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫酸二甲酯等多种有机产品，也是农药、医药的重要原料之一。甲醇在深加工后可作为一种新型清洁燃料，也加入汽油掺烧。在甲醇合成时，因合成条件如压力、温度、合成气组成及催化剂性能等因素的影响，在产生甲醇反应的同时，还伴

2、随着一系列副反应。所得产品除甲醇外，还有水、醚、醛、酮、酯、烷烃、有机酸、有机胺、高级醇、硫醇、甲基硫醇和羰基铁等几十种有机杂物。甲醇作为有机化工的基础原料，用它加工的产品种类很多，因此对甲醇的纯度均有一定的要求。粗甲醇通过精馏，可根据不同要求，制得不同纯度的精甲醇，使各类杂物降至规定指标以下，从而确保精甲醇的质量。塔设备是是化工、石油化工和炼油等生产中最重要的设备之一。它可使气液或液液两相间进行紧密接触，达到相际传质及传热的目的。可在塔设备中完成常见的单元操作有：精馏、吸收、解吸和萃取等。此外，工业气体的冷却与回收、气体的湿法净制

3、和干燥以及兼有气液两相传质和传热的增湿、减湿等。在化工、石油化工、炼油厂中，塔设备的性能对于整个装置的产品质量和环境保护等各个方面都有重大影响。塔设备的设计和研究受到化工炼油等行业的极大重视。在此我们作板式塔的设计以熟悉单元操作设备的设计流程和应注意的事项是非常必要的。43目录一．概述41.对塔设备的要求2.板式塔类型2.1板式塔类型2.2板式塔类型2.3板式塔类型二．流程的确定及说明1.塔型选择2.操作条件的确定3．操作流程三．塔的工艺计算1.查阅文献，整理有关物性数据2.全塔的物料衡算3.塔理论板数的确定四、塔的工艺条件及有关物

4、性数据计算1.操作压强2.操作温度3.平均分子量4.平均密度5.液体表面张力3.塔理论板数的确定五、精馏塔的气液相负荷六、精馏塔的塔体工艺尺寸计算1.塔径的计算2.溢流装置3.塔板布置4.筛孔数与开孔率5.塔的精馏段有效高度七、筛板流体力学验算431.气体通过筛板压降相当的液柱高度2.雾沫夹带量的验算3.漏液的验算4.液泛验算八、塔板负荷性能图九、板式塔的结构与附属设备设计1.塔体结构2.塔板结构十、辅助设备设计或选型1.冷凝器2.再沸器3.接管管径的计算和选择十一、设计结果一览表43一、概述1．对塔设备的要求精馏所进行的是气(汽)

5、、液两相之间的传质，而作为气(汽)、液两相传质所用的塔设备，首先必须要能使气(汽)、液两相得到充分的接触，以达到较高的传质效率。但是，为了满足工业生产和需要，塔设备还得具备下列各种基本要求：⑴气(汽)、液处理量大，即生产能力大时，仍不致发生大量的雾沫夹带、拦液或液泛等破坏操作的现象。⑵操作稳定，弹性大，即当塔设备的气(汽)、液负荷有较大范围的变动时，仍能在较高的传质效率下进行稳定的操作并应保证长期连续操作所必须具可靠性。⑶流体流动的阻力小，即流体流经塔设备的压力降小，这将大大节省动力消耗，从而降低操作费用。对于减压精馏操作，过大的压

6、力降还将使整个系统无法维持必要的真空度，最终破坏物系的操作。⑷结构简单，材料耗用量小，制造和安装容易。⑸耐腐蚀和不易堵塞，方便操作、调节和检修。⑹塔内的滞留量要小。实际上，任何塔设备都难以满足上述所有要求，况且上述要求中有些也是互相矛盾的。不同的塔型各有某些独特的优点，设计时应根据物系性质和具体要求，抓住主要矛盾，进行选型。2．板式塔类型气－液传质设备主要分为板式塔和填料塔两大类。精馏操作既可采用板式塔，也可采用填料塔，板式塔为逐级接触型气－液传质设备，其种类繁多，根据塔板上气－液接触元件的不同，可分为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、穿流多

7、孔板塔、舌形塔、浮动舌形塔和浮动喷射塔等多种。板式塔在工业上最早使用的是泡罩塔(1813年)、筛板塔(1832年)，其后，特别是在本世纪五十年代以后，随着石油、化学工业生产的迅速发展，相继出现了大批新型塔板，如S型板、浮阀塔板、多降液管筛板、舌形塔板、穿流式波纹塔板、浮动喷射塔板及角钢塔板等。目前从国内外实际使用情况看，主要的塔板类型为浮阀塔、筛板塔及泡罩塔，而前两者使用尤为广泛。2.1泡罩塔泡罩塔是历史悠久的板式塔，长期以来，在蒸馏、吸收等单元操作使用的设备中曾占有主要的地位，泡罩塔具有一下优点：（1）.操作弹性大（2）.无泄漏（

8、3）.液气比范围大（4）.不易堵塞，能适应多种介质泡罩塔的不足之处在于结构复杂、造价高、安装维修方便以及气相压力降较大。2.2筛板塔筛板塔，是扎板塔的一种，内装若干层水平塔板，板上有许多小孔，形状如筛43；并装有溢流管或没有溢流管。操