化工原理课程设计之甲醇-水连续筛板塔设计

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1、化工原理课程设计题目甲醇-水连续精馏塔的设计姓名　胡士彭　学号　200907120237年级　2009级专业　　化学工程与工艺系（院）　化学化工学院指导教师杨兰2012年5月21（一）设计题目甲醇-水连续精馏塔的设计（二）设计任务及操作条件1)进料：甲醇含量为42%（质量百分率，下同）的常温液体；2)产品的甲醇含量为90%；3)残液中甲醇含量为1%；4)年处理甲醇-水混合液：30000吨（开工率300天/年）；5)操作条件a)塔顶压力：常压b)进料热状态：泡点进料c)回流比：R=2.7Rmind)加热方式：间接蒸汽e)单板压降：≤

2、0.7kPa（三）板类型筛板塔（四）厂址临沂地区（五）设计内容1)精馏塔的物料衡算；2)塔板数的确定；3)精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算；4)精馏塔的塔体工艺尺寸计算；5)塔板主要工艺尺寸的计算；6)塔板的流体力学验算；7)塔板负荷性能图；8)精馏塔接管尺寸计算；9)对设计过程的评述和有关问题的讨论。21本设计主要符号说明：英文字母Aa----塔板的开孔区面积，m2△PP----气体通过每层筛板的压降Af----降液管的截面积,m2t----筛孔的中心距Ao----筛孔区面积,m2u’o----液体通过降液管底隙的速度AT-

3、---塔的截面积m2Wc----边缘无效区宽度C----负荷因子无因次Wd----弓形降液管的宽度C20----表面张力为20mN/m的负荷因子Ws----破沫区宽度do----筛孔直径Z----板式塔的有效高度D----塔径m希腊字母ev----液沫夹带量kg液/kg气θ----液体在降液管内停留时间ET----总板效率μ----粘度R----回流比ρ----密度Rmin----最小回流比σ----表面张力M----平均摩尔质量kg/kmolφ----液体密度校正系数、开孔率tm----平均温度℃下标g----重力加速度9.81

4、m/s2max----最大的Fo----筛孔气相动能因子kg1/2/(s.m1/2)min----最小的hl----进口堰与降液管间的水平距离mL----精馏段液相的hc----与干板压降相当的液柱高度mV----精馏段气相的、hd----与液体流过降液管的压降相当的液注高度mL'----提馏段液相的hf----塔板上鼓层高度mV'----提馏段气相的hL----板上清液层高度mh1----与板上液层阻力相当的液注高度mho----降液管的义底隙高度mhow----堰上液层高度mhW----出口堰高度mh’W----进口堰高度mh

5、σ----与克服表面张力的压降相当的液注高度mH----板式塔高度mHd----降液管内清液层高度mHD----塔顶空间高度mHF----进料板处塔板间距mHT----塔板间距mK----稳定系数lW----堰长mqv,L,h----液体体积流量m3/hqv,v,h----气体体积流量m3/h21目录一、设计方案的确定5二、精馏塔的物料衡算5三、塔板数的确定5四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据数据的计算7五、精馏塔的塔体工艺尺寸计算9六、塔板主要工艺尺寸的计算11七、筛板的流体力学验算13八、塔板负荷性能图15九、筛板塔设计计算结

6、果19十、精馏塔接管尺寸计算20十一、对设计过程的评述和有关问题的讨论....................................21十二、参文献考2121一、设计方案的确定本设计任务为分离苯—甲苯混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流到塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。塔釜采用间接蒸气加热，塔底产品经冷却后送至储罐。二、精馏塔的物料衡算⑴原料液及其塔顶、塔底产品的摩尔分率甲醇（A）的

7、摩尔质量为：MA=32.04kg/kmol水（B）的摩尔质量为：MB=18.02kg/kmolxF=(0.42/32.04)/(0.42/32.04+0.58/18.02)=0.289xD=(0.90/32.04)/(0.90/32.04+0.10/18.01)=0.835xW=(0.01/32.04)/(0.01/32.04+0.99/18.01)=0.00565⑵原料液及其塔顶与塔底产品的平均摩尔质量MF=32.04×0.289+18.02×(1-0.289)=22.07kg/kmolMD=32.04×0.835+18.02×

8、(1-0.835)=29.73kg/kmolMW=32.04×0.00565+18.02×(1-0.00565)=18.10kg/kmol(3)物料衡算原料处理量qn,F=30000000/(300×24×22.07)=188.79kmol/h总物