李天俊任务设计书

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1、化学化工学院《化工原理》课程设计——甲醇、水混合溶液分离精馏塔的设计班级：生物工程122班学号：1214200086姓名：李天俊指导老师：林璟2015年1月广州大学化学化工学院《化工原理》课程设计任务书设计时间：2015年1月设计任务：设计板式甲醇-水连续精馏塔条件：产量（指馏出液）：24400Kg/2h原料：含甲醇53.8%（质量）的甲醇-水混合物。温度25ºC产品：塔顶产品含甲醇99.7%（质量），塔釜含甲醇1%（质量）。操作压强：常压热源条件：压强为3.2~5.0kg/c㎡（绝压）的饱和水蒸气。设计

2、地点：广州第一章工艺流程的选择及示意图1.前言课程设计是化工原理课程教学中综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实际的桥梁，是使学生体察工程实际问题复杂性的初次尝试。通过化工原理课程设计，学生能综合运用本课程和前修课程的基本知识，进行融会贯通的独立思考，在规定时间内完成指定的化工设计任务，从而得到化工工程设计的初步训练。通过课程设计，要求学生了解工程设计的基本内容，掌握化工设计的主要程序和方法，培养学生分析和解决工程实际问题的能力。同时，通过课程设计，还可以是学生树立正确的设计思想，培养实事求是、严肃认

3、真、高度负责的科学作风。在课程设计中，熟练查阅文献资料、搜集有关数据、正确选用公式，在兼顾技术上先进性、可行性，经济上合理性的前提下，综合分析设计任务要求，严格按照常用数据算图，化工设备常用材料性能以及画工图例国标规定进行设计，确定化工工艺流程，进行设备选型，并提出保证过程正常、安全运行所需要的检测和计量参数，同时还要考虑改善劳动条件和环境保护的有效措施。2.原理2.1.蒸馏操作在化工生产中的应用蒸馏单元操作自古以来就在工业生产中由于分离液体混合物。它是利用液体混合物中各组分的挥发度不同进行组分分离的。多

4、用于分离各种有机物的混合液，也有用于分离无机物混合液的，例如空气中氮与氧的分离。在化工、石油化工、炼油厂中，塔设备的性能对于整个装置的产品质量和环境保护等各个方面都有重大影响。塔设备的设计和研究受到化工炼油等行业的极大重视。2.2.精馏分离的依据精馏是利用混合液中两种液体的沸点差异来分离两种液体的过程。精馏装置有精馏塔、原料预热器、再沸器、冷凝器、釜液冷却器和产品冷却器等设备。热量自塔釜输入，物料在塔内经多次部分气化与部分冷凝进行精馏分离，由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走。水和甲醇的原料混合物进入原

5、料罐，在里面停留一定的时间之后，通过泵进入原料预热器，在原料预热器中加热到泡点温度，然后，原料从进料口进入到精馏塔中。因为被加热到泡点，混合物中既有气相混合物，又有液相混合物，这时候原料混合物就分开了，气相混合物在精馏塔中上升，而液相混合物在精馏塔中下降。气相混合物上升到塔顶上方的冷凝器中，这些气相混合物被降温到泡点，其中的液态部分进入到塔顶产品冷却器中，停留一定的时间然后进入苯的储罐，而其中的气态部分重新回到精馏塔中，这个过程就叫做回流。液相混合物就从塔底一部分进入到塔底产品冷却器中，一部分进入再沸器，

6、在再沸器中被加热到泡点温度重新回到精馏塔。塔里的混合物不断重复前面所说的过程，而进料口不断有新鲜原料的加入。最终，完成甲醇和水的分离。2.3.操作压力操作总压强提高，溶质气体分压亦提高，加大吸收过程的推动力，减少吸收剂的单位耗用量，有利于吸收操作但能耗及设备材料等将增加，真空操作不仅需要增加真空设备的投资和操作费用，而且由于真空下气体体积增大，需要的塔径增加，因此塔设备费用也会增加。如果在常压下操作时，塔顶蒸气可以用普通冷却水进行冷却，一般不采用加压操作。操作压力大于1.6MPa才能使普通冷却水冷却塔顶蒸

7、气时，应对低压、冷冻剂冷却和高压、冷却水冷却的方案进行比较后，确定适宜的操作方式。综上所述，根据所处理的物料性质，兼顾技术上的可行性和经济上的合理性来综合考虑，此处选择在常压下操作。2.4.进料状态塔板上的液体和蒸汽都是饱和状态，不同的进料热状态，对精馏段和提馏段的下降液体量及上升蒸汽量会有明显的影响，当进料组成xF一定时，按进料温度从高到低，可以5中进料状态，不同进料热状态的q值不同，故称q为进料热状态参数。此五种状态为温度低于泡点的冷液体（q>1）、泡点温度下的饱和液体（q=1)、温度介于泡点和露点之

8、间的气液混合物（0