化工原理课程设计--常压连续精馏塔分离甲醇乙醇

《化工原理课程设计--常压连续精馏塔分离甲醇乙醇》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、石河子大学《化工原理》课程设计设计题目常压连续精馏塔分离甲醇乙醇学生姓名学号指导老师学院系别专业班级完成时间目录1.设计任务书31.1设计题目31.2设计条件32.设计方案的确定52.1工艺流程图52.2流程的说明52.3设计方案的确定62.3.1操作压力62.3.2进料状况62.3.3加热方式62.3.4冷却方式63.精馏塔的设计工艺的计算73.1精馏塔的物料衡算73.1.1物料衡算73.1.2相对挥发度的计算73.1.3理论塔板数的计算83.1.4实际塔板数计算94.精馏塔结构的设计104.1精馏塔结构的设计104.1.1精

2、馏塔径的计算104.1.2精馏塔高度的计算144.2塔板主要工艺尺寸的计算154.2.1溢流装置的设计计算154.2.2降液管164.2.3塔板布置195.筛板的流体力学的验算205.1气体通过筛板塔塔的压力降205.2液泛验算205.3漏液验算216.塔板的负荷性能图216.1气相负荷下限线216.2过量雾沫夹带线216.3液相负荷下限线226.4液泛负荷上限线236.5液泛线237.设备结果汇总表258课程设计总结269参考文献26摘要：精馏是化工原理课程中讲述的主要单元操作之一，也是分离中不可缺少的。本次设计要求是在常压下

3、用连续板式精馏塔对甲醇和乙醇进行分离。本文详细介绍了连续板式精馏塔的设计过程。关键词：甲醇、乙醇、精馏、板式塔、1.设计任务书1.1设计题目：常压下、连续精馏塔分离甲醇、乙醇的设计1.2设计条件（1）泡点进料（2）塔顶采用全凝器（3）塔板压降0.5-0.7（4）进料F=3500kg/h（5）进料组成甲醇xF=0.4，（6）甲醇xD=0.91，回收率95%（7）R=1.7Rmin（8）全塔效率0.5652.设计方案的确定2.1工艺流程图2.2流程的说明首先，甲醇和乙醇的原料混合物进入原料罐，通过泵进入原料预热器，在原料预热器中加热

4、到泡点温度，然后，原料从进料口进入到精馏塔中。因为原料液被加热到泡点，混合物中既有气相混合物，又有液相混合物，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全凝器中，一部分流出一部分回流到精馏塔中；这个过程就叫做回流。液相混合物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，在再沸器中被加热到泡点温度再重新回到精馏塔。塔里的混合物不断重复上述过程，同时进料口不断有新鲜原料的加入，最终完成甲醇乙醇的分离。2.3设计方案的确定2.3.1操作压力精馏操作可以在常压、加压、减压的条件下进行。压力的

5、选择应该根据处理物料的性质和设计总原则来确定。例如，对热敏性物质应该选择减压操作。本次实验的物料是甲醇和乙醇为一般物料，因此选择常压操作。2.3.2进料状况进料状况分为五种：过冷液体、饱和液体、气液混合物、饱和蒸汽、过热蒸汽。在实际操作过程中一般将物料预热到泡点或接近泡点才送入塔内。这样塔的操作比较容易控制，不会受到季节温度的影响。此外泡点进料精馏段与提馏段的塔径相同，在设计和制造上也比较方便。本次实验采用的要求是泡点进料也就是饱和液体进料，即q=1。2.3.3加热方式精馏塔的加热方式一般分为直接加热和间接加热，若塔釜的产物基本

6、上是水，且在浓度极低的时候相对挥发度较大时，可以采用直接加热方式。直接加热的优点：可以利用压力较低的蒸汽加热，在釜内只需要安装鼓泡管，不需要庞大的传热面，这样可以节省操作费用和设计费用。直接加热的缺点：由于蒸汽不断的涌入，对塔底的溶液起到了稀释作用，在塔底易挥发物损失量相同的情况下，塔釜中易挥发组分浓度较低，因此塔板数有所增加。本实验中塔釜中的液体为乙醇为主，溶液的相对挥发度大，容易分离，所以要采用间接加热方式，这样才避免加入新的组分。2.3.4冷却方式塔顶的冷却方式通常用水冷却，应该尽量使用循环水。若要求冷却温度较低时可以采用

7、冷却盐水冷却。本次实验中甲醇的沸点为64.933摄氏度，所以可以选用循环水进行冷却。3.精馏塔的设计工艺的计算3.1精馏塔的物料衡算3.1.1物料衡算甲醇的摩尔质量：32.04kg/kmol乙醇的摩尔质量：46.07kg/kmol32.04n甲醇+46.07n乙醇=3500n甲醇/(n甲醇+n乙醇)=0.4F=86.509kmol/hη==0.92D/95.56x0.3D=36.125kmol/hF=D+WW=50.384kmol/hxW=0.03433.1.2相对挥发度的计算P(kPa)T(℃)甲醇乙醇a10579.21800

8、20010577.5428350.15819950.11.68910575.8636130.30171090.21.73110574.2212240.42965450.31.76010572.6492240.54234530.41.77510571.172446