甲醇—水连续填料精馏塔-化工原理课程设计说明书

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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：学号：指导老师：2016年06月25日25目录一、前言…………………………………………………………(3)二、设计条件………………………………………………………(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）5.D、Z、计算…………………………………………………（7）6.计算结果列表………

2、………………………………………（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）13.压力计选取………………………………………………（22）五、设备一览表…………………………………………………（23）六、选用符号说明………………………

3、………………………（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。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

4、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。25设计条件生产能力：年

5、产600吨甲醇-水溶液（年开工300天）原料：轻组分为0.6（摩尔分率，下同）的甲醇-水混合溶液分离要求：塔顶轻组分含量不低于99%，塔釜轻组分含量不高于1%建厂地区：南京主机（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0.98250.45770.0056502.全塔物料衡算F=则有：25解得W=1696.1D=1640.93.采用图解法，求解RMin，R甲醇－水溶液的平衡数据及部分数据。温度t/℃液相中甲醇摩尔分数xA汽相中甲醇摩尔分数yA温度t/℃液相中甲醇摩尔分数xA汽相中甲醇摩尔分数yA1000

6、.00.075.30.400.72996.40.020.13473.10.500.77993.50.040.23471.20.600.82591.20.060.30469.30.700.87089.30.080.36567.60.800.91587.70.100.41866.00.900.95884.40.150.51765.00.950.97981.70.200.57964.51.01.078.00.300.665由平衡数据在坐标纸上描点，画出甲醇－水溶液的x-y图（下图）。由图读知N=7，从塔顶算起第4块塔板为进料板，塔的理论塔板数为7。25原料泡点进料，故xq=

7、xF=4577,从图可知yq=0.759，故有：对于指定的物系，RMin只取决于分离要求，即设计型计算中达到一定分离程度所需回流比的最小值，实际操作回流比应大于最小回流比。但增大回流比，起初显著降底所需塔板层数，设备费用明显下降。再增加回流比，虽然塔板层数仍可继续减少，但下降的非常慢。与此同时，随着回流比的加大，塔内上升蒸气量也随之增加，致使塔径、塔板面积、再沸器、冷凝器等设备尺寸相应增大。因此，回流比增至某一数值时，设备费用和操作费用同时上升，回流比的采用原则是使设备费用和操作费用的总费用最小。通常，适宜回流比的数值范围为R=（1.1~2.0）RM