【毕业设计】甲醇水精馏塔毕业设计

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1、目录1绪论11.1设计意义11.2塔设备类型简介11.3塔设备的发展状况及方向21.4塔设备选型及要求21.5设计步骤31.6本章小结32精馏塔工艺设计计算42.1精馏塔全塔物料衡算42.1.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率42.1.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量42.1.3物料衡算42.2最小回流比的确定52.3塔板数的确定62.3.1理论板数的求取62.3.2实际塔板数的求取72.4精馏塔有关物性数据的计算72.4.1平均温度计算72.4.2平均密度计算82.4.3混合液体表面张力计算102.4.4混合液体粘度计算132.4.5混合液的相对挥发度

2、计算132.4.6气液相体积流量计算132.5塔体工艺尺寸计算142.5.1塔径的计算142.5.2塔体有效高度的计算162.6塔板工艺尺寸计算162.6.1溢流装置的设计计算162.6.2塔板布置及筛孔数目与排列182.7塔板流体力学验算202.7.1气相通过浮阀塔板的压降202.7.2淹塔212.7.3物沫夹带量222.8塔板性能负荷图232.8.1物沫夹带线232.8.2液泛线242.8.3液相负荷上限线262.8.4漏液线262.8.5液相负荷下限线262.9本章小结293塔盘的结构设计303.1塔板结构303.1.1矩形板303.1.2通道板313.

3、1.3弧形板313.2受液盘323.2.1凹形受液盘323.2.2液封盘323.3降液板333.4支持板和支持圈333.5紧固件结构333.6塔盘机械计算353.6.1塔盘的载荷353.6.2塔盘板的允许挠度353.6.3矩形板稳定性校核353.6.4通道板稳定性校核393.7本章小结404辅助装置及附件设计414.1接管设计414.1.1进料管414.1.2回流管424.1.3塔釜出料管424.1.4塔顶蒸气出料管434.1.5塔釜进气管444.1.6法兰444.2除沫器设计444.2.1设计气速的选取454.2.2除沫器直径计算464.3吊柱464.3.1

4、吊柱的选型464.3.2吊柱的结构464.4人孔474.5裙座484.5.1裙座选材484.5.2裙座的结构484.6操作平台和扶梯504.7本章小结505塔的强度设计和稳定性校核515.1已知设计条件515.1.1塔总体高度计算515.1.2其他主要已知条件515.2按计算压力计算塔体和封头的厚度525.3塔设备质量载荷计算525.4自振周期计算545.5地震载荷与地震弯矩计算545.6风载荷与风弯矩计算565.7圆筒轴向应力校核和圆筒稳定校核585.8塔设备压力实验时的应力校核595.9裙座轴向应力校核605.10基础环设计615.11地脚螺栓计算635.

5、12校核结果635.13本章小结646总结65参考文献66专题论文68翻译部分79英文原文79中文译文97致谢112中国矿业大学2010届本科生毕业设计第111页1绪论1.1设计意义甲醇–水是工业上最常见的溶剂，也是非常重要的化工原料之一，是无色，具有毒性、污染性和腐蚀性的液体混合物。因为具有这种良好的理化性能，甲醇被广泛地应用于化工、日化等行业。长期以来，甲醇多以精馏的方法进行生产。精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作，在化工，炼油，石油化工等工业得到广泛应用。精馏过程是在能量的驱动下，使气，液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各相组分挥发度的不同

6、，使挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移，最终实现原料混合物中各组成的分离。该过程是同时进行传质传热的过程。本次设计任务为设计甲醇–水分离塔，原料为甲醇–水二元混合溶液。甲醇–水混合溶液不能直接作为产品使用，必须经过各种加工过程，制成符合浓度要求的甲醇产品。甲醇精馏塔在甲醇生产过程中起着非常重要的作用。但是由于甲醇–水体系有共沸现象，普通的精馏对于得到高纯度的甲醇来说产量不好，但是工业中常用的是甲醇的水溶液，因此，研究和改进甲醇–水体系的精馏塔非常重要，特别地对先进、节能、高效的精馏塔的研究，对降低甲醇成本、提高产品质量起着非常重要的作用。1.

7、2塔设备类型简介[1,2]塔设备是化工、石油化工、生物化工、制药等生产过程中广泛采用的气液传质设备。根据塔内气液接触构件的结构形式，可分为板式塔和填料塔两大类。板式塔内设置一定数量的塔板，气体以鼓泡或咬射形式穿过板上的液层，进行传质与传热。在正常操作下，气相为分散相，液相为连续相，气相织成呈阶梯变化，属逐级接触逆流操作过程。填料塔内装有一定高度的填料层，液体自塔顶沿填料表面下流，气体逆流向上(有时也采用并流向下)流动，气液两相密切接触进行传质与传热。在正常操作下，气相为连续相，液相为分散相，气相组成呈连续变化，属微分接触逆流操作过程。两种类型塔的简要比较，如下

8、表所示。板式塔作为重要的化工单元设备一