甲醇—水分离过程填料精馏塔设计.doc

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1、课程设计说明书课程名称：设计题目：院系：学生姓名：学号：专业班级：指导教师：年月日18第页课程设计任务书设计题目学生姓名所在院系专业、年级、班设计要求：学生应完成的工作：参考文献阅读：工作计划：任务下达日期：年月日任务完成日期：年月日指导教师（签名）：学生（签名）：18第页指导教师评语：课程设计报告成绩：，占总成绩比例：课程设计其它环节成绩：环节名称：，成绩：，占总成绩比例：环节名称：，成绩：，占总成绩比例：环节名称：，成绩：，占总成绩比例：总成绩：指导教师签字：年月日本次课程设计负责人意见：负责人签字：年

2、月日18第页摘要:化工生产中所处理的原料中间产品几乎都是由若干组分组成的混合物，其中大部分是均相混合物。生产中为满足要求需将混合物分离成较纯的物质。floatvalvetower(column)以浮阀作为塔盘上气液接触元件的一种板式塔。塔盘主要由塔板、溢流堰、受液盘及降液管组成。塔板上装有一定数量的浮阀，按等腰三角形或正方形排列，浮阀用支腿在塔盘上定位并予以导向。浮阀盖在阀孔上，气体依靠压力使浮阀升起并鼓泡而穿过液层，进行气液两相传。浮阀塔板在蒸气负荷、操作弹性、效率和造价等方面都比较优越。浮阀塔是最早应用

3、于工业生产的设备之一，五十年代之后通过大量的工业实践逐步改进了设计方法和结构近年来与浮阀塔一起成为化工生中主要的传质设备为减少对传质的不利影响可将塔板的液体进入区制成突起的斜台状这样可以降低进口处的速度使塔板上气流分布均匀。浮阀塔多用不锈钢板或合金制成，使用碳刚的比率较少。实际操作表明，筛板塔在一定程度的漏夜状态下操作使其板效率明显下降其操作的负荷范围较袍罩塔窄，但良好的塔其操作弹性仍可达到2-3。蒸馏是分离均相混合物的单元操作，精馏是最常用的蒸馏方式，是组成化工生产过程的主要单元操作。精馏是典型的化工操作

4、设备之一。进行此次课程设计的目的是为了培养综合运用所学知识,来解决实际化工问题的能力,到能独立进行化工设计初步训练，为以后从事设计工作打下坚实的基础。目录前言51设计方案的确定52精馏塔的物料衡算62.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率62.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量72.3物料衡算73塔板数的确定83.1甲醇-水属理想物系,故可用图解法求理论板层数.918第页3.2全塔效率E94精馏塔的工艺条件及物性数据的计算104.1工艺条件104.2平均摩尔质量104.3平均密度计算114.4液体平均表面

5、张力计算114.5液体平均粘度计算125精馏塔的塔体工艺尺寸计算135.1塔径的计算135.2填料层高度计算146填料层压降计算147.小结.............................................................168.全章主要主要符号说明..............................................................................................................1

6、6前言填料塔操作时，液体自塔上部进入，通过液体分布装置均匀淋洒于填料层上，继而沿填料表面缓慢下流。气体自塔下部进入，穿过栅板沿着填料间隙上升。这样,气液两相沿着塔高在填料表面与填料自由空间连续逆流接触，进行传质和传热。甲醇-水属于难分离物系，选用填料精馏塔的分离效率较高，容易满足生产要求1设计方案的确定本设计任务为。分离甲醇-水混合物，对于二元混合物的分离，一般采用连续精馏流程。精馏是分离液体混合物最常用的一种操作，它通过汽、液两相的直接接触，利用组分挥发度的不同，使易挥发组分由液相向汽相传递，难挥发组分由

7、汽相向液相传递，是汽、液两相之间的传质过程。精馏对塔设备的要求大致:18第页一：生产能力大：即单位塔截面可通过较大的汽、液相流率，不会产生液泛等不正常流动。二：效率高：汽、液两相在塔内流动时能保持充分的密切接触，具有较高的塔板效率或较大的传质速率。三：流动阻力小：流体通过塔设备的阻力降小，可以节省动力费用，在减压操作时易于达到要求的真空度。四：有一定的操作弹性：当汽、液相流率有一定的波动时，两相均能维持正常的流动，且不会使效率产生较大的变化。五：结构简单，造价低，安装检修方便。六：能满足物性每些工艺特性，如

8、腐蚀性、热敏性、气泡性等特殊要求。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。甲醇常压下的沸点为64.7℃，故可采用常压操作。用30℃的循环水进行冷凝。塔顶上升蒸汽用全冷凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷凝器冷却后送至储槽。因所分离物系的重组分为水，故选用直接蒸汽加热方式，釜残液直接排放。甲醇-水物系分离难易程度适中，气液负荷适中。设计中选用金属散装阶梯环Dn38填料。