主机(精馏塔)的设计计算

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1、目录一、前言…………………………………………………………(2)二、工艺流程说明…………………………………………………(3)三、精馏塔的设计计算1.由质量分率求甲醇水溶液的摩尔分率………………（4）2.全塔物料衡算…………………………………………………（4）3.采用图解法，求解RMin，R……………………………………(4）4.填料塔压力降的计算…………………………………………(5）5.D、Z、计算…………………………………………………（6）6.计算结果列表………………………………………………（13）四、辅助设备的选型计算7.储槽的选型计算……………………………………………（14

2、）8.换热器的选型计算…………………………………………（15）9.主要接管尺寸的选型计算…………………………………（18）10.泵的选型计算……………………………………………（20）11.流量计选取………………………………………………（20）12.温度计选取………………………………………………（21）13.压力计选取………………………………………………（21）五、设备一览表…………………………………………………（22）六、选用符号说明………………………………………………（23）七、参考文献……………………………………………………（24）24前言甲醇俗称木醇，木精，是一种大宗有

3、机化学品，它不仅容易运输和储藏，而且可以作为很多有机化学品的中间原料。由它可以加工成的有机化学品有100余种，广泛用于有机合成、染料、医药、涂料和国防等工业。随着近年来技术的发展和能源结构的改变，甲醇开辟了新的用途。甲醇是较好的人工合成蛋白质的原料，目前，世界上已经有30万吨的甲醇制蛋白质的工业装置在运行。甲醇是容易运输的清洁燃料，可以单独或与汽油混合作为汽车燃料，从而开辟了由煤转换为汽车燃料的途径。用孟山都法可以将甲醇直接合成醋酸。随着近年来碳一化学工业的发展，甲醇制乙醇、乙烯、乙二醇、甲苯、醋酸乙烯、醋酐、甲酸甲酯和氧分解性能好的甲醇树脂等产品，正在研究开发和工业化中。此

4、外，甲醇在工业应用和实验室中是十分重要的溶剂。许多反应在甲醇作为溶剂时产率非常好。虽然有一定的毒性，但相对于其它有机溶剂来说，还是比较安全的。本次设计的精馏塔是用来分离回收甲醇的，所以塔釜排出的水中含有的甲醇含量不大于0.002％（wt％），以提高甲醇的回率，减少对环境的污染；塔顶得到的甲醇的浓度为98.5％（wt％），可以代替纯的甲醇直接使用，这说明塔的效率是很好的。采用填料式精馏塔，因为随着填料塔技术的不断完善，在性能上比板式塔要好很多，而且填料塔的结构比较简单，制造、维修难度和造价比板式塔低很多，所以选用填料塔，可以减少设计、制造、操作费用。24工艺流程说明本次设计的精

5、馏塔是用来分离回收甲醇的，要求回收甲醇的浓度达到98.5％，所采用的流程如图所示，含19%的原料液通过原料泵加压，再经过过滤器、原料预热器，再进精馏塔进行精馏分离，塔顶气相通过冷凝器冷凝，不凝气体放空。冷凝液一部分由回流泵压回塔内作为回流液，其余部分则作为产品输送到罐场包装。24主机（精馏塔）的设计计算1.由质量分率求甲醇水溶液的摩尔分率：求得各个物料的摩尔分率如下：物料塔顶进料塔釜摩尔分率0.97360.11650.0011272.全塔物料衡算F=则有：解得W=25.956D=3.4943.采用图解法，求解RMin，R甲醇－水溶液的平衡数据及部分数据。温度t/℃液相中甲醇摩

6、尔分数xA汽相中甲醇摩尔分数yA温度t/℃液相中甲醇摩尔分数xA汽相中甲醇摩尔分数yA1000.00.075.30.400.72996.40.020.13473.10.500.7792493.50.040.23471.20.600.82591.20.060.30469.30.700.87089.30.080.36567.60.800.91587.70.100.41866.00.900.95884.40.150.51765.00.950.97981.70.200.57964.51.01.078.00.300.665由平衡数据在坐标纸上描点，画出甲醇－水溶液的x-y图（附图在后）

7、。由图读知N=12-1=11，从塔顶算起第7块塔板为进料板，塔的理论塔板数为11。原料泡点进料，故xq=xF=0.1165,从图可知yq=0.440，故有：对于指定的物系，RMin只取决于分离要求，即设计型计算中达到一定分离程度所需回流比的最小值，实际操作回流比应大于最小回流比。但增大回流比，起初显著降底所需塔板层数，设备费用明显下降。再增加回流比，虽然塔板层数仍可继续减少，但下降的非常慢。与此同时，随着回流比的加大，塔内上升蒸气量也随之增加，致使塔径、塔板面积、再沸器、冷凝器等设备尺寸相应增大。因此，