甲醇-水二元浮阀精馏塔设计课程原理设计

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1、吉林化工学院化工原理课程设计吉林化工学院化工原理课程设计题目甲醇-水二元浮阀精馏塔设计教学院化学与制药工程学院专业班级生物制药1201学生姓名赵志超学生学号指导教师刘保雷2014年12月1日28吉林化工学院化工原理课程设计课程名称：化工原理课程设计设计题目：甲醇-水连续浮法精馏塔的设计学生姓名：赵志超专业：生物制药班级学号：生药1201设计日期：2014-11-20至2014-12-1设计任务：甲醇-水体系设计条件及任务：进料流量：F＝100kmol/h进料组成：Xf=0.45（摩尔分率）馏出液组成：

2、XD=0.9806釜液组成：Xw=0.0206塔顶压力:P=100kpa进料热状态：泡点进料28吉林化工学院化工原理课程设计前言4一、塔板工艺的设计6（一）、产品各阶段温度的计算6（二）、密度的计算7（三）、混合液体表面张力的计算9（四）、混合物的黏度11（五）、相对挥发度11（六）、逐板法确定理论板数及进料位置12（七）、实际塔板数及实际加料位置和全塔效率12（八）、热量衡算12（九）、塔径的初步设计14十、溢流装置计算16十一、塔板分布、浮阀数目与排列17二、精馏塔的流体力学验算18（一）、塔板压

3、降18（二）、淹塔19（三）、雾沫夹带20（四）、塔顶负荷性能图20三、塔总高度计算21四、塔的接管221、进料管222、回流管224、塔底蒸汽出料管22五、塔的附属设备计算23结果汇总表23结束语25参考文献2628吉林化工学院化工原理课程设计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。

4、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

5、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%，但是比筛板塔高20%～30。28吉林化工学院化工原理课程设计但是，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

6、富，积累的设计数据比较完整，因此设计浮阀塔比较合适。本次设计就是针对甲醇——水体系，而进行的常压浮阀精馏塔的设计及其辅助设备的选型。由于此次设计时间紧张，本人水平有限，难免有遗漏谬误之处，恳切希望各位老师指出，以便订正。28吉林化工学院化工原理课程设计一、塔板工艺的设计（一）、产品各阶段温度的计算1.原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率：甲醇的摩尔质量：=32水的摩尔质量：=18原料处理量F=100kmol/h总物料衡算F=D+W甲醇的物料衡算FxF=DxD+Wxw联立，得D=44.73koml/hW=5

7、5.27kmol/h℃精馏段提馏段2.密度的计算塔顶温度汽相组成进料温度汽相组成塔底温度汽相组成28吉林化工学院化工原理课程设计精馏段平均液相提馏段平均汽相精馏段液相平均分子量Kg/Kmol精馏段汽相平均分子量Kg/Kmol提馏段平均液相提馏段平均汽相提馏段液相平均分子量Kg/Kmol提馏段汽相平均分子量Kg/Kmol（二）、密度的计算不同温度下甲醇和水的密度温度/℃5060708090100甲醇760751743734725716水988.1983.2977.8971.8965.3958.4同理可得

8、：t(℃)64.774.296.3（Kg/m）747.24739.22719.33(Kg/m)980.66975.28960.95进料中甲醇的质量分数：28吉林化工学院化工原理课程设计塔顶中甲醇的质量分数：塔底中甲醇的质量分数：各个阶段的密度：精馏段密度：提馏段密度：28吉林化工学院化工原理课程设计（三）、混合液体表面张力的计算不同温度下甲醇和水的表面张力温度（℃）60708090100甲醇表面张力/1017.3316.1815.0413.9112.8水