分离甲醇-丙醇用浮阀精馏塔设计

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1、接康琨工犬竽课程设计说明书题日：分离甲醇-丙醇用浮阀精馅塔设计院系：机械工程学院专业班级：学号：学生姓名：._puppet指导教师：2017年01月日安徽理工大学课程设计（论文）任务书学号学生姓名专业（班级）过控设汁题目分离甲醇-丙醇用浮阀精馆塔设计设计技术参数料液种类：甲醇-丙醇混合液（料液可视为理想溶液）年处理量：30000吨料液浓度：50%（轻组分质量分数）塔顶产品浓度：96%（轻相组分质量分数）塔底釜液浓度：96%（重相组分质量分数）每年实际生产天数：330天（一年中有一个月检修）操作压力：常压操作设备形式

2、：浮阀精锚塔厂址：淮南地区设计要求完成精馆塔工艺设计、精镭设备工艺尺寸设计、配管工艺尺寸设计，绘制负荷性能图、塔板结构布置简图，编制设计说明书。作"完成设计要求的内容，设计说明书总页数不少于25页工作计划设计工艺流程的熟悉，参考资料的准备1天塔板的工艺数据计算及设计1-2天浮阀塔的各项工艺设计计算1-2天塔附件的设计，高度设计1天冷凝器，再沸器的选择0.5天数据整理，说明书的撰写、排版、修止1天参考资料指导教师签字教研室主任签字机械工程学院过控教研室2016年12h26H目录第一章绪论2第二章塔板的工艺设计32.1

3、精饰塔全塔物料衡算32.2有关物性数据的计算32.3理论塔板数的计算1.02.4塔径的初步计算112.5溢流装置122.6塔板分布、浮阀数日与排列13第三章塔板的流体力学计算153.1气相通过浮阀塔板的压降163.2淹塔163.3雾沫夹带173.4塔板负荷性能图173.4.1物沫夹带线1.83.4.2液泛线193.4.3相负荷上限193.4.4漏液线203.4.5相负荷下限203.5浮阀塔工艺设计计算结果21.第四章塔附件的设计224.1接管224.2筒体与封头234.3除沫器234.4裙座244.5吊柱244.6

4、人孔24第五章塔总体高度的设计245.1塔的顶部空间高度245.2塔的顶部空间高度245.3塔总体高度24第六章附属设备的计算256.1冷凝器的选择256.2再沸器的选择25结论26附录26设计体会29参考文献29第一章绪论精憎的基本原理是根据各液体在混合液屮的挥发度不同，采用多次部分汽化和多次部分冷凝的原理来实现连续的高纯度分离。在现代的工业生产中已经广泛地应用于物系的分离、提纯、制备等领域，并取得了良好的效益。其屮主要包括板式塔和填料塔，而板式塔的塔板类型主要有泡罩塔板、浮阀塔板、筛板塔板、舌形塔板、网孔塔板、

5、垂直塔板等等，本次课程设计是浮阀塔。精憎过程与其他蒸憎过程最大的区别，是在塔两端同时提供纯度较高的液相和气相回流，为精憎过程提供了传质的必要条件。提供高纯度的回流，使在相同理论板的条件下，为精僧实现高纯度的分离时,始终能保证-•定的传质推动力。所以，只要理论板足够多，回流足够大时，在塔顶可能得到高纯度的轻组分产品，而在塔底获得高纯度的重组分产品。精憎广泛应用于石油，化工，轻工等工业生产屮，是液体混合物分离屮首选分离方法。本设计对年处理量为3万吨甲醇-正丙醇的筛板连续精傳塔进行了设计。设计的开始先找出甲醇和正丙醇的有

6、关数据，利用插值法快捷地计算出进料液、产品液、釜残液的温度和相应的气相组成，并且计算出相对挥发度;采用龙军提出的确定精锚塔适宜回流比的经验公式确定了适宜操作回流比为2.72;通过逐板计算法用Excel快速计算出理论塔板数为6块，并进一步确定精镭塔的实际塔板数为12块；分别对此精镭塔的精锢段及提镭段的塔体工艺尺寸进行了设计，并对设计之后的浮阀塔板进行了流体力学的验算;绘制出塔板负荷性能图，从而得出精锚段的操作弹性为2.57,提憾段的操作弹性为2.17;确定了塔顶全凝器冷却水的用量以及塔底再沸器中加热蒸汽的用量，同时对

7、输送各股物流的管径进行了设计;结果表明，本设计合理。Xf：原料组成(摩尔分数，下同)X。塔顶组成Xw：塔底组成aa/Maa.4!Ma+anIMb第二章塔板的工艺设计2.1精馅塔全塔物料衡算F:进料量(Kmol/s)D:塔顶产品流暈(Kmol/s)W:塔底残液流量(Kmol/s)质量分数和摩尔分数间的换算关系为50=65.2%原料甲醇组成:xF=503250—H326096塔顶组成：XD=—=97.8%yo4F—32604塔底组成:Xw=—卫一=7.2%49613260进料量:F=30000吨/年=30000X100

8、0X(^^330x24x3600=0-026Kmol/s物料衡算式：F=D+WFXf=DXd+WXw联立代入求解:D=0.0166Kmol/sW=0..0094Kmol/s2.2精憾段和提惚段的工艺条件及有关物性数据的计算2.2.1温度及平均相对挥发度a的计算因为甲醇-丙醇可视为理想物系，故塔的平均相对挥发度的确定可运用安托因方程和拉乌尔定律,采用试差法，通