甲醇--水二元浮阀精馏塔设计

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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学生姓名程柯学生学号指导教师刘保雷2014年12月10日IV吉林化工学院化工原理课程设计题目甲醇—水二元筛板精馏塔的设计设计条件：常压P=1atm（绝压）处理量：100kmol/h进料组成0.45馏出液组成0.9814釜液组成0.0214（以上均为摩尔分率）加料热状况q=1塔顶全凝器泡点回流回流比R=(1.1—2.0)Rmin单板压降≤0.7kPa设计任务：1．完成该精馏塔的工艺设计（包括物料衡算、热量衡算、筛板塔的设计计算）。2．画出带控制点的工艺流程

2、图（2号图纸）、精馏塔工艺条件图（2号图纸）。3．写出该精馏塔的设计说明书，包括设计结果汇总和设计评价。IV吉林化工学院化工原理课程设计目录目录III摘要V1第一章精馏塔的工艺设计21.1产品浓度的计算21.2平均相对挥发度的计算21.3最小回流比的计算和适宜回流比的确定31.4物料衡算41.5精馏段和提馏段操作线方程51.6逐板法确定理论板数及进料位置51.7实际塔板数及实际加料位置和全塔效率5第二章精馏塔主要工艺尺寸的设计计算72.1物性计算72.2精馏塔主要工艺尺寸的计算122.3精馏塔的流体力学验算172.4塔板负荷性能图192.5塔的接管24第三章热量衡算283.1比热容及汽

3、化热的计算293.2热量衡算30结果汇总表32IV吉林化工学院化工原理课程设计参考文献32主要符合说明33教师评分表34IV吉林化工学院化工原理课程设计摘要在这次课程设计任务中。主要是将所学的精馏部分知识应用到工程设计实际中去。本设计采用了筛板塔对甲醇-水进行分离提纯，塔板为不锈钢材料。通过对精馏塔的物料衡算可知：实际塔板数为27块，其中精馏段有18块，提馏段9块，塔径为0.8m，塔板间距0.45m，塔的实际高度为18.79m。最小回流比0.6706.，实际回流比选1.01。经过力学核算得：精馏段操作弹性为，精馏段操作弹性为。经计算条件符合，精馏塔设计成功。关键词：实际塔板数、塔径、塔

4、板间距、最小回流比、操作弹性。V吉林化工学院化工原理课程设计第一章产品物性计算1.1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=44.64koml/hW=F-D=55.36kmol/h℃精馏段提馏段塔顶温度汽相组成进料温度汽相组成塔底温度36吉林化工学院化工原理课程设计汽相组成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

5、提馏段汽相平均分子量Kg/Kmol1.2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：t(℃)64.0574.0797.38（Kg/m）747.76742.08718.36(Kg/m)981.01975.36960.2136吉林化工学院化工原理课程设计进料中甲醇的质量分数：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：36吉林化工学院化工原理课程设计1.3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（℃）6

6、0708090100甲醇表面张力/1017.3316.1815.0413.9112.8水的表面张力/1066.264.362.660.758.8利用内插法求出不同阶段的甲醇和水的表面张力：同理可得：t/℃65.0374.0697.14/1020.8218.7718.69/1065.3663.5960.64其中36吉林化工学院化工原理课程设计上述诸式中下标W,O,S------分别代表水、有机物及表面部分；Xw，Xo-----主体部分的分子数：Vw，Vo------主体部分的分子体积；σw，σo-----分别为纯水、有机物的表面张力；对甲醇q=1。塔顶液相表面张力=64.05℃，36吉林

7、化工学院化工原理课程设计上面两式联立得：同理可得：精馏段表面张力:10提馏段表面张力:101.4混合物的黏度水在不同温度下的黏性精馏段温度t提馏段温度Lg精馏段的黏度Lg提馏段的黏度36吉林化工学院化工原理课程设计1.5相对挥发度XYXY精馏段相对挥发度：提馏段相对挥发度：1.6主板法确定理论板数及进料位置1）求R已知P(0.45,0.7681)D(0.9814,0.9814)W(0.0214,0.0214)则最小回流比：R=2R=1.3412