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1、合肥学院HefeiUniversity化工原理课程设计题目:甲醇—水精馏分离板式塔设计系别:化学与材料工程系专业:_化学工程与工艺学号:0903022038姓名:单国庆指导教师:朱德春2012年2月14日2化工原理课程设计任务书一、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）30000吨/年操作周期7200小时/年进料组成10%（质量分率，下同）塔顶产品组成≥42%塔底产品组成≤0.9%2.操作条件操作压力塔顶为常压进料热状态泡点进料(q=1)加热蒸汽低压蒸汽
2、3.设备型式筛板塔板4.厂址安徽地区三、设计内容1.设计方案的选择及流程说明2.塔的工艺计算3.主要设备工艺尺寸设计（1）塔径、塔高及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）总塔高、总压降及接管尺寸的确定4.辅助设备选型与计算5.设计结果汇总6.设计评述7.工艺流程图及精馏工艺条件图2主要符号说明：2英文字母3—塔板开孔区面积，m2；—降液管截面积，m2；—筛孔总面积，m2；—塔截面积，m2；—计算时的负荷系数,；—负荷因子,；—筛孔直径,m；—塔径,m；—液沫夹带量，k
3、g液/kg气；—全塔效率；—气相动能因子,；—重力加速度,9.81；—降液管底隙高度,m；—干板阻力，m；—气体通过每层塔板的液柱高m；—塔板上鼓泡层高度,m；—液体表面张力的阻力，m；—气体通过液层的阻力，m；—溢流堰高度,m；—板上液层高度,m；—降液管内的清液高度，m；—板间距,m；—人孔间距，m；—塔底空间,m；—塔顶空间,m；—稳定系数，无因次；—溢流堰长度,m；—液体体积流量,；—筛孔数目；—理论塔板数；—实际塔板数；—操作压力,pa；—压力降,pa；—筛孔的中心距,m；—空塔气速,；—泛
4、点气速,；—通过有效传质区的气速,；—气体通过筛孔的速度,；—漏液点气速,；—气体体积流量,；—安定区宽度,m；—边缘区宽度,m；—液相摩尔分数；—气相摩尔分数；—塔高,m；3希腊字母—挥发度；—充气系数，无因次；—筛板厚度,m；—液体在降液管内停留时间,s；—黏度,；—密度,；—表面张力,；—开孔率或孔流系数，无因次；下标—最大的；—最小的；—液相的；—气相的3目录1引言61.1设计依据61.2设计任务及要求62计算过程72.1塔型选择72.2操作条件的确定72.2.1操作压力72.2.2进料状态8
5、2.2.3加热方式82.2.4热能利用82.3有关的工艺计算82.3.1塔顶产品产量、釜残液量及加热蒸汽量102.3.2全凝器冷凝介质的消耗量102.3.3热能利用102.3.4预热器消耗量112.3.5理论塔板数的确定112.3.6操作压力122.3.7全塔效率的估算122.3.8实际塔板数NP132.4精馏塔具体尺寸132.4.1液相平均密度142.4.2气相的平均密度142.4.3液相表面张力152.4.4汽、液相负荷（体积流量）152.4.5精馏塔塔体工艺尺寸162.5塔板主要工艺尺寸的计算1
6、72.5.1溢流装置172.5.2塔板布置202.6筛板的流体力学验算212.6.1塔板压降212.6.2液面落差222.6.3液沫夹带量222.6.4漏液222.6.5液泛232.7塔板负荷性能图23312.7.1漏液线232.7.2液沫夹带线232.7.3液相负荷下限线242.7.4液相负荷上限线242.7.5液泛线252.8各接管尺寸的确定262.8.1进料管262.8.2釜残液出料管272.8.3塔顶上升蒸汽管272.8.4水蒸汽进口管282.8.5离心泵的选择283设计结果汇总284结论30
7、311引言甲醇—水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、无毒、无致癌性、污染性和腐蚀性小的液体混合物。因其良好的理化性能，而被广泛地应用于化工、日化、医药等行业。近些年来，由于燃料价格的上涨，甲醇燃料越来越有取代传统燃料的趋势，且已在郑州、济南等地的公交、出租车行业内被采用。山东业已推出了推广燃料甲醇的法规。长期以来，甲醇多以蒸馏法生产，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。但是由于常用的多为其水溶液，因此，研究和改进甲醇`水体系的精馏设备是非常
8、重要的。塔设备是最常采用的精馏装置，无论是填料塔还是板式塔都在化工生产过程中得到了广泛的应用，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。1.1设计依据本设计依据于教科书的设计实例，对所提出的题目进行分析并做出理论计算。流程简介本设计任务为甲醇的精馏。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。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。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部
