甲醇-水板式精馏塔设计课程设计

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1、重庆理工大学化工原理课程设计说明书题目：甲醇-水板式精馏塔设计学生班级：学生姓名：学生学号：指导教师：化学化工学院2016年6月28日目录板式精馏塔设计任务书11.前言21.1精馏与塔设备简介 21.2体系介绍31.3筛板塔的特点42.设计方案的初步确定52.1操作条件的确定 52.1.1操作压力 52.1.2进料状态 52.1.3加热方式 52.1.4冷却剂与出口温度 62.1.5回流比 62.1.6热能的利用 62.2确定设计方案的原则 72.3操作流程简图83.板式精馏塔的工艺参数计算93.1精馏塔物料衡算

2、93.11原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率93.12原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量93.13物料衡算103.2甲醇—水常压下气液平衡数据103.3回流比R的确定103.4塔板数的确定113.4.1q线方程113.4.2塔的汽、液相负荷113.4.3操作线方程113.4.4逐板计算法求理论板层数113.4.5实际塔板数的确定133.5塔的工艺条件和有关物性数据计算133.5.1操作压力133.5.2平均分子量133.5.3温度的计算143.5.4密度的计算143.5.5表面张力的计算153.5.6液体粘度的计

3、算163.6塔高塔径的确定173.6.1精馏塔有效高度的计算173.6.2塔径的计算174.板式塔的结构194.1塔的总体结构194.2总塔高度194.2.1塔顶空间194.2.2塔底空间194.2.3整体塔高194.2.4人孔数194.3溢流装置的计算204.3.1溢流堰长lw204.3.2溢流液高度hw204.3.3弓形降液管的宽度wd、截面积Af以及停留时间θ204.3.4降液管底隙高度ho214.4塔板布置224.4.1塔板的分布224.4.2边缘区224.4.3筛孔数目与排列224.5塔板的流体力学验算

4、234.5.1塔板压降234.5.2液沫夹带254.5.3漏液254.5.4液泛264.6塔板负荷性能图264.6.1漏液线264.6.2液沫夹带线274.6.3液相负荷上限线284.6.4液相负荷下限线284.6.5液泛线284.6.6操作弹性295.精馏装置的附属设备325.1管壳式换热器的设计与选型325.1.1塔顶冷凝器（列管式换热器）325.1.2进料预热器365.2再沸器375.3管件375.3.1塔釜残液出料管375.3.2塔顶回流液管385.3.4塔釜再沸器蒸汽进口管385.3.5塔顶蒸汽进冷凝器

5、进口管385.3.6塔顶冷凝水管395.4冷凝水泵的选择396.设计结果汇总417.参考文献及设计手册438.设计感想449.致谢45板式精馏塔设计任务书一、设计题目设计题目：甲醇-水板式精馏塔设计设计要求：年产纯度为99.8%的甲醇54000吨，塔底釜残液中含甲醇不得高于2%。二、操作条件1、塔顶压力：5kpa（表压）2、原料液中含甲醇(质量分率）：35%3、进料热状况：泡点4、回流比：1.55、塔底加热蒸汽压力：0.5MPa6、单板压降：≤0.7kpa7、全塔效率：ET=56%8、厂址：重庆三、塔板类型筛板塔

6、四、设计内容1、流程的确定与说明；  2、塔板和塔径计算； 3、53塔盘结构设计：i.塔盘工艺尺寸及布置简图；ii.流体力学验算；iii.塔板负荷性能图。  1、其它；i.加热蒸汽消耗量；ii.冷凝器的传热面积及冷却水的消耗量五、设计成果 1、设计说明书一份 2、设计图纸包括：带控制点的工艺流程简图，主体设备工艺条件图531.前言化工原理课程设计是理论联系实际的桥梁，是进行体察工程实际问题复杂性的初次尝试。通过化工原理课程设计，达到综合运用化工原理课程的基本知识，基本原理和基本计算，进行融会贯通、独立思考，在规定

7、的时间内完成指定的化工单元操作设计任务，具有初步进行工程设计的能力；达到熟悉工程设计的基本内容，掌握化工单元操作设计的主要程序和方法；提高和进一步培养分析和解决工程实际问题的能力。1.1精馏与塔设备简介 蒸馏是分离液体混合物的一种方法，是传质过程中最重要的单元操作之一，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，其探发性能不同（或沸点不同）来实现分离目的。例如，设计所选取的甲醇-水体系，加热甲醇（沸点64.5℃）和水（沸点100.0℃）的混合物时,由于甲醇的沸点较水为低,即甲醇挥发

8、度较水高,故甲醇较水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。这多次进行部分汽化成部分冷凝以后，最终可以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。 在工业中，广泛应用精馏方法分离液体混合物，从石油工业、酒精工业直至焦油分离，基本有机合成，空气分离等等，特别是大