甲醇-水板式精馏塔课程设计

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1、课程设计报告《处理量为5000T/a的分离苯-甲苯的精馏塔的工艺设计》专业：应用化学工程与工艺班级：化工082姓名：常伟指导教师：王雪静年月日1化工原理课程设计任务书一、设计题目：乙醇精馏塔二、设计任务及条件（1）、进料含甲醇30%，其余为水（均为质量分率，下同）（2）、产品甲醇含量不低于98%；（3）、釜残液中乙醇含量不高于xxx%；（4）、生产能力17500T/Y乙醇产品，年开工7200小时（5）、操作条件：①间接蒸汽加热；②塔顶压强：1.03atm（绝对压强）③进料热状况：泡点进料；④单板压

2、降：75mm液柱三、设计内容（1）、流程的确定与说明；（2）、塔板和塔径计算；（3）、塔盘结构设计：i.浮阀塔盘工艺尺寸及布置简图；ii.流体力学验算；iii.塔板负荷性能图。（4）、其它；i.加热蒸汽消耗量；ii.冷凝器的传热面积及冷却水的消耗量四、设计成果（1）设计说明书一份（2）A4设计图纸包括：流程图、精馏塔工艺条件图。2目录31.精馏塔的物料衡算1.原料液及其塔顶与塔底产品的摩尔分率甲醇的摩尔质量为：32.04kg/kmol水的摩尔质量为：18.01kg/kmolx0.3032.04

3、0.3032.040.7018.010.194Fx0.9932.040.9932.040.0118.010.982D2.原料液及其塔顶与塔底产品的平均摩尔质量M32.040.19418.0110.19420.73KgmolFM32.040.98218.0110.98231.78KgmolD则可知：原料的处理量：F175003002420.731000117Kmolh根据回收率：xDxF99%DF则有：D23Kmo

4、lh由总物料衡算：FDW以及:xFxDWxFDW容易得出：W94Kmolh,x0.0012W2.塔板数的确定2.1逐板计算法求取理论板层数NT甲醇-水汽液平衡数据：xyxyxy0.000.0000.150.5170.700.8700.020.1340.200.5790.800.9150.040.2340.300.6650.900.95840.060.3040.400.7290.950.9790.080.3650.500.7791.001.0000.100.4180.600.825

5、最小回流比及其操作回流比的求解：y=0.570,x=0.194Rxyyx=(0.982-0.570/(0.570-0.194)minD=1.096取操作回流比为R1.8R=1.81.096=1.97min2.1.1精馏塔的气、液相负荷LRD=1.9723=45KmolhVR1D2.972368Kmolh'LLF45117162KmolhVV68Kmolh2.1.2精馏段、提馏段操作线方程5精馏段操作线：yLVxDVx0.6

6、618x0.332D提馏段操作线：yLVxWVx2.832x0.0016W2.1.3用逐板计算法求塔板数：xn相平衡方程：yn111xn由前面可得：xx0.194yx0.982qF1D解得：x0.6921依次解得：X=0.692X=0.674X=0.629X=0.571X=0.45912345Y=0.982Y=0.790Y=0.778Y=0.748Y=0.71012345X=0.323X=0.150X=0.0464X=0.0463X=0.0456

7、78910Y=0.636Y=0.546Y=0.356Y=0.109Y=0.108678910xx，即前面7块板是精馏段，后面起用提留段操作线方程和相平衡方程进行7q计算。X=0.043X=0.041X=0.040X=0.027X=0.0026X=0.00018111213141516Y=0.107Y=0.101Y=0.096Y=0.095Y=0.064Y=0.004711112131415162.2理论板层数NT的求取精馏段实际塔板数N=7/60%=12块精提馏段实际塔板数N=9/60%=15块

8、提3.精馏塔的工艺条件及有关物性数据数据3.1操作压力的计算设每层塔压降：p0.74Kpa（一般情演况下，板式塔的每一个理论级压降约在60.4～1.1Kpa）进料板压力：P101.360.74105.7KpaF精馏段平均压力：P101.3105.72103.5KpaM塔釜板压力：P101.3150.74112.4KpaW提馏段平均压力：P105.7112.42109.05KpaM3.2.操作温度的计算查表可得安托尼系数ABCMin～MaxH