甲醇—水连续填料精馏塔的设计

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1、化工原理课程设计说明书设计题目：甲醇—水连续填料精馏塔设计者：专业：化工工艺学号：指导老师：2005年07月20日25目录一、前言…………………………………………………………(3)二、工艺流程说明…………………………………………………(4)三、精馏塔的设计计算1.由质量分率求甲醇水溶液的摩尔分率………………（5）2.全塔物料衡算…………………………………………………（5）3.采用图解法，求解RMin，R……………………………………(5）4.填料塔压力降的计算…………………………………………(6）

2、5.D、Z、计算…………………………………………………（7）6.计算结果列表………………………………………………（14）四、辅助设备的选型计算7.储槽的选型计算……………………………………………（15）8.换热器的选型计算…………………………………………（16）9.主要接管尺寸的选型计算…………………………………（19）10.泵的选型计算……………………………………………（21）11.流量计选取………………………………………………（21）12.温度计选取………………………………………………（22

3、）13.压力计选取………………………………………………（22）五、设备一览表…………………………………………………（23）六、选用符号说明………………………………………………（24）七、参考文献……………………………………………………（25）25一、结束语………………………………………………………(25)前言甲醇俗称木醇，木精，是一种大宗有机化学品，它不仅容易运输和储藏，而且可以作为很多有机化学品的中间原料。由它可以加工成的有机化学品有100余种，广泛用于有机合成、染料、医药、涂料和国防等工业。

4、随着近年来技术的发展和能源结构的改变，甲醇开辟了新的用途。甲醇是较好的人工合成蛋白质的原料，目前，世界上已经有30万吨的甲醇制蛋白质的工业装置在运行。甲醇是容易运输的清洁燃料，可以单独或与汽油混合作为汽车燃料，从而开辟了由煤转换为汽车燃料的途径。用孟山都法可以将甲醇直接合成醋酸。随着近年来碳一化学工业的发展，甲醇制乙醇、乙烯、乙二醇、甲苯、醋酸乙烯、醋酐、甲酸甲酯和氧分解性能好的甲醇树脂等产品，正在研究开发和工业化中。此外，甲醇在工业应用和实验室中是十分重要的溶剂。许多反应在甲醇作为溶剂时产率非

5、常好。虽然有一定的毒性，但相对于其它有机溶剂来说，还是比较安全的。本次设计的精馏塔是用来分离回收甲醇的，所以塔釜排出的水中含有的甲醇含量不大于0.002％（wt％），以提高甲醇的回率，减少对环境的污染；塔顶得到的甲醇的浓度为98.5％（wt％），可以代替纯的甲醇直接使用，这说明塔的效率是很好的。采用填料式精馏塔，因为随着填料塔技术的不断完善，在性能上比板式塔要好很多，而且填料塔的结构比较简单，制造、维修难度和造价比板式塔低很多，所以选用填料塔，可以减少设计、制造、操作费用。也是符合实际生产需要的

6、。25工艺流程说明本次设计的精馏塔是用来分离回收甲醇的，要求回收甲醇的浓度达到98.5％，所采用的流程如图所示，含19%的原料液通过原料泵加压，再经过过滤器、原料预热器，再进精馏塔进行精馏分离，塔顶气相通过冷凝器冷凝，不凝气体放空。冷凝液一部分由回流泵压回塔内作为回流液，其余部分则作为产品输送到罐场包装。塔形的选择：具体选择塔型时，要根据被分离物料的性质和负荷，要求精馏过程的压力降、温度以及腐蚀程度等条件决定。目前主要有板式塔和填料塔两种。根据计算要求该塔分离效率高，压力降小，应采用填料塔。填料

7、塔与板式塔相比，具有一定的优点：（1）生产能力大。板式塔内件的开孔率均在50%以上，而填料塔中的空隙率则超过90%，故单位塔截面积上，填料塔的生产能力一般均高于板式塔。（2）分离效率高。工业填料塔每米理论级大多在2级以上，最多可达10级以上，而常用的板式塔每米理论级最多不超过2级。研究表明，在减压和常压操作下，填料塔的分离效率明显优于板式塔。（3）压力降小。填料塔由于空隙率高，故其压降远远小于板式塔。一般情况下，板式塔的每个理论级压降约在0.4－1.1Kpa。填料塔约为0.01－0.27KPa。

8、压降低能降低操作费用，节约能耗。（4）持液量小。填料塔持液量一般小于6%，而板式塔则高达8%－12%。持液量大，虽可稳定操作，但增长开工时间，增加操作周期及操作费用。（5）操作弹性大。填料对负荷变化的适应性很大，而板式塔的操作弹性一般很小。（6）填料塔塔内结构简单，耐腐蚀，且灵活，价廉。目前工业上95%以上采用填料塔，只有当液体处理量特别大或有固体时，才采用板式塔。25主机（精馏塔）的设计计算1.由质量分率求甲醇水溶液的摩尔分率：求得各个物料的摩尔分率如下：物料塔顶进料塔釜摩尔分率0.97360