化工原理课程设计

《化工原理课程设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、课程设计任务书1、设计题目:甲醇------水溶液连续精溜塔2、设计条件:处理量：t/a(15000)料液组成（质量分数）：（40%）塔顶产品组成（质量分数）：（99.5%）塔顶易挥发组分回收率：（99%）每年实际生产时间：330天/年,每天24小时连续工作连续操作、中间加料、泡点回流操作压力：常压进料状况：泡点进料塔釜间接蒸汽加热，加热蒸汽压力为0.3Mpa塔顶冷凝水用冷却水的进出口温度差20～40℃3、设计要求:(1)、精溜塔装置流程设计与论证(2)、浮阀塔内精溜过程的工艺计算(3)、浮阀塔主要工艺尺寸的确定(4)、塔盘设计(5)、流体力学条件校核、作负荷性能图31目录一、.

2、精馏塔工艺设计计算61.1设计方案的确定61.2精馏塔物料衡算61.3塔板数的确定71.4精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算101.4.1用内差法求塔顶、塔釜、进料板的温度101.4.2实际板层数的求取101.4.3平均摩尔质量计算111.4.4平均密度计算121.4.5液体平均粘度计算14二、.精馏塔的塔体工艺尺寸计算152.1塔径的计算152.2精馏塔有效高度的计算17三、塔板主要工艺尺寸的计算183.3.1溢流装置计算183.3.2塔板布置193.3.3浮阀计算及其排列203.3.4浮阀塔的流体力学性能验算213.3.5液泛及液沫夹带22四．塔板的负荷性能图2331五．塔

3、的附属设备的计算32摘要及关键词AbstractandKeywords摘要化工生产中所处理的原料中间产品几乎都是由若干组分组成的混合物，其中大部分是均相混合物。生产中为满足要求需将混合物分离成较纯的物质。floatvalvetower(column)以浮阀作为塔盘上气液接触元件的一种板式塔。塔盘主要由塔板、溢流堰、受液盘及降液管组成。塔板上装有一定数量的浮阀，按等腰三角形或正方形排列，浮阀用支腿在塔盘上定位并予以导向。浮阀盖在阀孔上，气体依靠压力使浮阀升起并鼓泡而穿过液层，进行气液两相传。浮阀塔板在蒸气负荷、操作弹性、效率和造价等方面都比较优越。浮阀塔是最早应用于工业生产的设备之

4、一，五十年代之后通过大量的工业实践逐步改进了设计方法和结构近年来与浮阀塔一起成为化工生中主要的传质设备为减少对传质的不利影响可将塔板的液体进入区制成突起的斜台状这样可以降低进口处的速度使塔板上气流分布均匀。浮阀塔多用不锈钢板或合金制成，使用碳刚的比率较少。实际操作表明，筛板塔在一定程度的漏夜状态下操作使其板效率明显下降其操作的负荷范围较袍罩塔窄，但良好的塔其操作弹性仍可达到2-3。31蒸馏是分离均相混合物的单元操作，精馏是最常用的蒸馏方式，是组成化工生产过程的主要单元操作。精馏是典型的化工操作设备之一。进行此次课程设计的目的是为了培养综合运用所学知识,来解决实际化工问题的能力,做

5、到能独立进行化工设计初步训练，为以后从事设计工作打下坚实的基础。关键字：精馏浮阀溢流一、.精馏塔工艺设计计算一.设计计算1.1设计方案的确定及概述本设计任务为分离甲醇—水混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。精馏是指由不同挥发度的组分所组成的混合液，在精馏塔中同时多次地进行部分气化和部分冷凝，使其分离成几乎纯态组分的过程。塔顶蒸汽冷凝回流和塔釜溶液再汽化是精馏高成婚度分离的充分必要条件。【1】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。塔顶上升的蒸汽采用全冷凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。该物系属易分离

6、物系，最小回流比较小，故采用最小回流比的2倍。塔釜采用直接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。1.2精馏塔物料衡算1.2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率31甲醇的摩尔质量MA=32kg/kmol水的摩尔质量MB=18kg/kmol用公式x=求出：原料液的摩尔分率：xF==0.273同理：xD=0.991.2.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量MF=0.273×32+(1-0.273)×18=21.82kg/kmolMD=0.99×32+(1-0.99)×18=31.86kg/kmol1.2.3物料衡算原料处理量F==86.8kmol/h总物料衡算F=D+W甲醇的物料衡算F

7、xF=DxD+Wxw100%=0.99联立求解D=23.6kmol/hW=63.2kmol/hx=0.0038故塔釜的摩尔分率MW=0.0038×32+(1-0.0038)×18=18.05kg/kmol1.3塔板数的确定1.3.1理论板层数NT的求取甲醇—水属理想物系，可采用图解法求理论板数311.3.1.1由手册查得甲醇—水物系的气液平衡数据，绘出x—y图，xyxyxy0.000.0000.150.5170.700.8700.020.1340.200.5790.800.915