甲醇-水精馏塔化工原理课程设计报告

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1、.南京工业大学《化工原理》课程设计设计题目常压甲醇－水筛板精馏塔设计学生姓名陈献富班级、学号化工070313指导教师姓名刘晓勤、王晓东课程设计时间2010年6月14日-2010年6月25日课程设计成绩百分制权重设计说明书、计算书及设计图纸质量，70%独立工作能力、综合能力、设计过程表现、设计答辩及回答问题情况，30%设计最终成绩（五级分制）指导教师签字..化学化工学院课程名称化工原理课程设计设计题目常压甲醇－水筛板精馏塔设计学生姓名周佳佳专业化学工程与工艺班级学号1001090605设计日期2010年6月14日

2、至2009年6月25日设计条件及任务：设计体系：甲醇－水体系设计条件：进料量：F=200kmol/h进料浓度：ZF=0.35（摩尔量分数）进料状态：q=1.08操作条件：塔顶压强为4kPa(表压)，单板压降不大于0.7kPa。塔顶冷凝水采用深井水，温度t＝12℃；塔釜加热方式：间接蒸汽加热，采用3kgf/cm2(表压)水蒸汽全塔效率：ET=52%分离要求：XD=0.995（质量分数）；XW=0.002（质量分数）；回流比：R/Rmin=1.6指导教师刘晓勤、王晓东2010年6月11日..目录绪论11.精馏简介1

3、2.塔设备简介13.体系介绍14.设计要求1第一节概述11.1精馏操求作对塔设备的要求11.2板式塔类型11.2.1筛板塔11.2.2浮阀塔11.2.3泡罩塔11.3设计单元操作方案简介11.4精馏塔的设计简介11.4.1筛板塔设计须知11.4.2筛板塔的设计程序1第二节设计方案的初步确定12.1操作条件的确定12.1.1操作压力12.1.2进料状态12.1.3加热方式12.1.4冷却剂与出口温度12.1.5回流比12.1.6热能的利用12.2确定设计方案的原则12.3操作流程简图1第三节板式精馏塔的工艺参数计

4、算13.1物料衡算与操作线方程13.2理论塔板数的计算与实际板数的确定13.2.1理论板数的计算13.2.1实际板数的确定13.3操作压强的计算13.4操作温度的计算13.5塔内物料平均分子量、张力、流量及密度的计算13.5.1密度及流量13.5.2液相表面张力的确定：13.5.3液体平均粘度计算1第四节板式塔主要尺寸的设计计算1..4.1塔的有效高度和板间距的初选14.1.1塔有效高度14.2塔径1第五节板式塔的结构15.1塔的总体结构15.2总塔高度15.2.1塔顶空间HD15.2.2塔底空间15.2.3整

5、体塔高15.2.4人孔数15.3塔板结构15.3.1溢流装置15.3.2弓形降液管宽度Wd和面积Af15.3.3降液管底隙高度15.3.4塔板布置及筛孔数目与排列15.4.筛板的力学检验15.4.1塔板压降15.4.2液面落差15.4.3液沫夹带15.4.4漏液15.4.5液泛15.5.塔板负荷性能图15.5.1漏液线15.5.2液沫夹带线15.5.3液相负荷下限线15.5.4液相负荷上限线15.5.5液泛线15.5.6操作弹性1第六节设计结果汇总1第七节精馏装置的附属设备17.1管壳式换热器的设计与选型17.

6、1.1塔顶冷凝器（列管式换热器）17.1.2进料预热器17.2再沸器17.3管件17.3.1塔釜残液出料管17.3.2塔顶回流液管17.3.4塔釜再沸器蒸汽进口管17.3.5塔顶蒸汽进冷凝器进口管17.3.6塔顶冷凝水管1..7.4冷凝水泵的选择17.5除沫器17.6裙座1附表11、常压下甲醇-水气液平衡组成与温度关系12、理论塔板数计算（MATLAB程序）：13、进料、塔顶及塔釜温度—组成的插值计算（MATLAB程序）14、史密斯关联图1参考文献及设计手册1设计感想1感谢1..绪论1.精馏简介蒸馏是分离液体混

7、合物的一种方法，是一种属于传质分离的单元操作。广泛应用于炼油、化工、轻工等领域。蒸馏的理论依据是利用溶液中各组分蒸汽压的差异，即各组分在相同的压力、温度下，其挥发性能不同（或沸点不同）来实现分离目的。以本设计所选取的甲醇-水体系为例，加热甲醇（沸点64.5℃）和水（沸点100.0℃）的混合物时,由于甲醇的沸点较低（即挥发度较高）,所以甲醇易从液相中汽化出来。若将汽化的蒸汽全部冷凝，即可得到甲醇组成高于原料的产品，依此进行多次汽化及冷凝过程，即可将甲醇和水分离。经过多次部分汽化部分冷凝，最终在汽相中得到较纯的易挥

8、发组分，而在液相中得到较纯的难挥发组分，这就是精馏。在工业精馏设备中，使部分汽化的液相与部分冷凝的气相直接接触，以进行气液相际传质，结果是气相中的难挥发组分部分转入液相，液相中的易挥发组分部分转入气相，也即同时实现了液相的部分汽化和气相的部分冷凝。蒸馏按操作可分为简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏、特殊精馏等多种方式。按原料中所含组分数目可分为双组分蒸馏及多组分蒸馏。按操作压力则可分为常压蒸馏、