甲醇水筛板精馏塔化工原理课程设计

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1、·甲醇-水二元筛板精馏塔设计化工与材料工程学院《化工原理》专业课程设计设计题目常压甲醇－水筛板精馏塔设计课程设计时间2011、11、25——2011、12、14第43页共43页·甲醇-水二元筛板精馏塔设计化工原理课程设计任务书设计题目：常压甲醇－水筛板精馏塔的设计设计条件：常压P=1atm（绝压）处理量：95kmol/h进料组成0.55馏出液组成0.965釜液组成0.035（以上均为摩尔分率）加料热状况q=1.0塔顶全凝器泡点回流回流比R=(1.1—2.0)Rmin单板压降≤0.7kPa设计任务：1．完成该精馏塔的工艺

2、设计（包括物料衡算、热量衡算、筛板塔的设计计算）。2．画出带控制点的工艺流程图（2号图纸）、精馏塔工艺条件图（2号图纸）。3．写出该精馏塔的设计说明书，包括设计结果汇总和设计评价。专业：化工与材料工程学院班级：化工0906姓名：于清波设计日期：2011年11月25日至2011年12月14日一．前言51.精馏与塔设备简介52.体系介绍53.筛板塔的特点64.设计要求:6二、设计说明书7第43页共43页·甲醇-水二元筛板精馏塔设计三．设计计算书81.设计参数的确定81.1进料热状态81.2加热方式81.3回流比（R）的选择

3、81.4塔顶冷凝水的选择82.流程简介及流程图82.1流程简介83.理论塔板数的计算与实际板数的确定93.1理论板数计算93.1.1物料衡算93.1.2q线方程93.1.3平衡线方程103.1.4Rmin和R的确定103.1.5精馏段操作线方程的确定103.1.6精馏段和提馏段气液流量的确定103.1.7提馏段操作线方程的确定103.1.8逐板计算103.1.9图解法求解理论板数如下图:123.2实际板层数的确定124精馏塔工艺条件计算124.1操作压强的选择124.2操作温度的计算134.3塔内物料平均分子量、张力、

4、流量及密度的计算134.3.1密度及流量134.3.2液相表面张力的确定：144.3.3液体平均粘度计算154.4塔径的确定154.4.1精馏段154.4.2提馏段174.5塔有效高度174.6整体塔高175.塔板主要工艺参数确定185.1溢流装置185.1.1堰长lw185.1.2出口堰高hw185.1.3弓形降液管宽度Wd和面积Af185.1.4降液管底隙高度h0195.2塔板布置及筛孔数目与排列195.2.1塔板的分块195.2.2边缘区宽度确定195.2.3开孔区面积Aa计算195.2.4筛孔计算及其排列206

5、.筛板的力学检验206.1塔板压降20第43页共43页·甲醇-水二元筛板精馏塔设计6.1.1干板阻力hc计算206.1.2气体通过液层的阻力Hl计算216.1.3液体表面张力的阻力计算hσ计算216.1.4气体通过每层塔板的液柱高hp216.2筛板塔液面落差可忽略216.3液沫夹带216.4漏液226.5液泛227.塔板负荷性能图227.1漏液线227.2液沫夹带线237.3液相负荷下限线247.4液相负荷上限线247.5液泛线247.6操作弹性258.辅助设备及零件设计268.1塔顶冷凝器（列管式换热器）268.1.

6、1方案Ⅰ：垂直管268.1.2方案Ⅱ：水平管298.2各种管尺寸的确定308.2.1进料管308.2.2釜残液出料管308.2.3回流液管318.2.4再沸器蒸汽进口管318.2.5塔顶蒸汽进冷凝器出口管318.2.6冷凝水管328.3冷凝水泵329.设计结果汇总3310.参考文献及设计手册35四．设计感想35一．前言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

7、。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,由于甲醇第43页共43页·甲醇-水二元筛板精馏塔设计的沸点较水为低,即甲醇挥发度较水高,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，

8、空气分离等等，特别是大规模的生产中精馏的应用更为广泛。蒸馏按操作可分为简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏、特殊精馏等多种方式。按原料中所含组分数目可分为双组分蒸馏及多组分蒸馏。按操作压力则可分为常压蒸馏、加压蒸馏、减压（真空）蒸馏。此外，按操作是否连续蒸馏和间歇蒸馏。工业中的蒸馏多为多组分精馏，本设计着重讨论常压下的双组分精馏，即苯-甲苯体