大学毕业设计---甲醇水精馏分离板式塔设计课程.doc

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1、板式精馏塔设计任务书一、设计题目：甲醇―水精馏分离板式塔设计二、设计任务及操作条件1.设计任务：生产能力（进料量）40000吨／年操作周期330天／年进料组成甲醇50％，水50%（质量分率，下同）塔顶产品组成≥98％塔底产品组成≤1%2.操作条件操作压力常压进料热状态泡点单板压降：≯0.7kPa3.设备型式浮阀式精馏塔4.厂址信阳地区三、设计内容：1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算3、主要设备工艺尺寸设计（1）塔径及精、提馏段塔板结构尺寸的确定（2）塔板的流体力学校核（3）塔板的负荷性能图（4）

2、总塔高、总压降及接管尺寸的确定4、塔设备机械设计计算及辅助设备选型与计算5、设计结果汇总6、工艺流程图及精馏塔装配图7、设计评述8、参考资料目录第一部分设计概述一、前言1二、绪论12.1设计任务12.2设计条件12.3设计方案12.3.1设计流程框图22.3.2设计流程框图2第二部分塔的工艺计算一、整理有关物性数据31.1水和甲醇的性质3二、全塔物料衡算32.1进料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数3三、塔板数的确定43.1最小回流比及精馏段提馏段操作线方程43.2相平衡常数的计算53.3最小理论板数计算5

3、3.4全塔效率的计算5四、精馏塔的相关物性数据的计算64.1操作压强的计算64.2操作温度的计算64.3平均摩尔质量的计算64.4液体平均粘度的计算74.5平均密度的计算74.6液相平均表面张力的计算8五、精馏塔主要工艺尺寸的计算95.1塔径的计算95.2精馏塔有效高度的计算115.3溢流装置计算115.4塔板布置13六、塔板流动性能的校核156.1气相通过塔板的压强降及的校核156.2雾沫夹带量eV校核166.3降液管液泛校核176.4液体在降液管中停留时间校核17七、精馏塔板上的负荷性能图187.

4、1雾沫夹带线187.2液泛线（气相负荷上限线）197.3漏液线（气相负荷下限线）197.4液相负荷上限线207.5液相负荷下限线20八、热量衡算248.1介质的选择248.2热量衡算24九、管径的计算269.1塔顶上升蒸汽出口管的直径Dv269.2回流管直径269.3进料管的直径269.4塔底出料管直径269.5塔底上升蒸汽出口管的直径27十、塔附属设备的计算2710.1筒体厚度2710.2封头2810.3除沫器2810.4裙座2810.5人孔2910.6塔总体高度的设计2910.7全凝器2910.8

5、泵的选型3010.9贮罐的计算31十一、精馏塔设计计算结果汇总一览表31十二、参考文献32附录1主要符号说明33第一部分设计概述一、前言本次化工原理课程设计，设计了甲醇—水分离设备连续浮阀式精馏塔。进料质量分数为50%，使塔顶产品甲醇的质量分数达到98%，塔底釜液质量分数为0.8%。综合工艺方便，经济及安全多方面考虑，本设计采用了浮阀式塔板对甲醇—水溶液进行分离提纯。按照芬斯克方程计算理论塔板数为9块，其中精馏段塔板数为5块，提馏段塔板数为3块。根据经验是算得全塔效率为0.449，塔顶使用全凝器，泡点

6、进料。精馏段实际板数为12块，提馏段实际板数为7块，实际加料板位置在第13块板。由精馏段的工艺计算得到塔径1.2m，塔总高12.30m。通过流体力学验算表明此塔的工艺尺寸符合要求，由负荷性能图可以看出此精馏塔有较好的操作性能，精馏段操作弹性为2.0,提馏段操作弹性为2.0。二、绪论2.1设计任务本设计任务为分离甲醇-水混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏过程。设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产

7、品冷却器冷却后送至储罐。该物系属易分离物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的2倍。塔釜采用直接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。2.2设计条件生产能力：40000吨/年（料液）年工作日：330天原料组成：50%甲醇，50%水（质量分率，下同）产品组成：馏出液98%甲醇，釜液0.8%甲醇操作压力：塔顶压强为常压进料温度：泡点进料状况：泡点加热方式：直接蒸汽加热回流比：最小回流比的2倍2.3设计方案342.3.1设计流程框图设计流程框图如下所示：热量衡算塔的附属设备及主要附件的选型绘制工艺流程

8、图和工艺条件图精馏塔主要工艺尺寸的设计精馏塔的工艺设计2.3.2设计流程框图流程示意图如下图图1：精馏装置工艺流程图甲醇—水溶液经预热至泡点后，用泵送入精馏塔。塔顶上升蒸气采用全冷凝后，部分回流，其余作为塔顶产品经冷却器冷却后送至贮槽。塔釜采用直接蒸汽供热，塔底产品经冷却后送入贮槽。甲醇—水混合液原料经预热器加热到泡点温度后送入精馏塔进料板，在进料板上与自塔上部下降的的回流液体汇合后，逐板溢流，最后流入塔底。在每层板上，回流液体与上升蒸汽互相接触，进行热