年产15万吨甲醇浮阀精馏塔设计

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1、年产15万吨精甲醇浮阀精馏塔设计化学工程专业2009级刘卫摘要：本设计对年产15万吨精甲醇的浮阀精馏塔进行了设计。用试差法通过Excel快捷地计算出特定组成的甲醇—水溶液的泡点温度，相对挥发度；通过计算出最小回流比确定了适宜的操作回流比为1.74；通过逐板计算法计算出理论塔板数为23块，并进一步确定精馏塔的实际塔板数为50块；分别对此精馏塔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，从而得出精馏段的操作弹性为2.39，提馏段的操作弹性为2.35；确定了塔顶冷凝器冷却水的用量以及塔釜再沸器所需要的热量，同时对输送各物流的管径进

2、行了设计。关键词：浮阀塔；板式精馏塔；精馏塔设计；甲醇Abstract:Thedesignoffloatvalvetowerwiththeannualoutputof150,000tonsofmethanolbydistillation.ThroughtrialanderrormethodusingExceltoquicklycalculatethespecificcompositionofmethanol-watersolutionofthebubblepointtemperature,relativevolatility;bycalculatingtheminimum

3、refluxratiotodeterminetheoptimumoperatingrefluxratiois1.74;-by-plateapproachtocalculatethetheoreticaltowerplatenumberwas23,andfurtherdeterminetheactualnumberoftraysforthedistillationcolumn50;thisdistillationofthetower,respectively,sizeofthedesignprocess,andafterthevalvetraydesignforfluidd

4、ynamicschecking;drawtrayperformance-57-diagramtoarriveattheoperatingflexibilityfortherectifyingsection2.39,strippingsectionoperatingflexibility2.35;determinetheamountofcondensercoolingwatertowerandthetowerreboilerkettleneededheat,whilethediameterofthelogisticsoftransportationhavebeendesig

5、ned.Keywords:floatvalvetower;platedistillationcolumn;distillationcolumndesign;methanol-57-1前言化学工业中塔设备是化工单元操作中重要的设备之一，化学工业和石油工业中广泛应用的诸如吸收、解吸、精馏、萃取、增湿、减湿等单元操作中，精馏操作是最基本的单元操作之一，它是根据混合液中各组分的挥发能力的差异进行分离的。塔设备一般分为级间接触式和连续接触式两大类。前者的代表是板式塔，后者的代表则为填料塔。一般，与填料塔相比，板式塔具有效率高、处理量大、重量轻及便于检修等特点，但其结构较复杂，阻力降

6、较大。在各种塔型中，当前应用最广泛的是筛板塔和浮阀塔。浮阀塔【1】的特点：（1）生产能力大，由于塔板上浮阀安排比较紧凑，其开孔面积大于泡罩塔板，生产能力比泡罩塔板大20%～40%，与筛板塔接近。（2）操作弹性大，由于阀片可以自由升降以适应气量的变化，因此维持正常操作而允许的负荷波动范围比筛板塔，泡罩塔都大。（3）塔板效率高，由于上升气体从水平方向吹入液层，故气液接触时间较长，而雾沫夹带量小，塔板效率高。（4）气体压降及液面落差小，因气液流过浮阀塔板时阻力较小，使气体压降及液面落差比泡罩塔小。（5）塔的造价较低，浮阀塔的造价是同等生产能力的泡罩塔的50%～80%，但是比筛板

7、塔高20%～30%。-57-但是，浮阀塔的抗腐蚀性较高（防止浮阀锈死在塔板上），所以一般采用不锈钢作成，致使浮阀造价昂贵，推广受到一定限制。随着科学技术的不断发展，各种新型填料，高效率塔板的不断被研制出来，浮阀塔的推广并不是越来越广。近几十年来，人们对浮阀塔的研究越来越深入，生产经验越来越丰富，积累的设计数据比较完整，因此设计浮阀塔比较合适。本次设计就是针对工业生产中甲醇—水体系，而进行的常压浮阀精馏塔的设计。2设计方案说明2.1工艺流程的确定甲醇生产原料大致有煤、石油、天然气和工业废气等。早期以煤制造甲醇为主要原料，生产水煤