煤制甲醇精馏系统工艺设计毕业论文

《煤制甲醇精馏系统工艺设计毕业论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、精制甲醇—精馏系统工艺设计摘要在这次课程设计任务中，我们应用了化工原理精馏知识对甲醇-水二元筛板精馏塔进行了设计，使我们对课本知识进行了更深一步的认识，并且对实际操作有了一定的了解。本次设计的筛板塔是化工生产中主要的气液传质设备，此设计针对二元物系的精馏问题进行分析、选取、计算、核算、绘图等，是较为完整的精馏设计过程。经计算，回流比R=1.05,实际塔板为25，其中精馏段9块，提馏段16块，最终计算塔高为15.17m，精馏段操作弹性1.81，提馏段操作弹性2.02，符合要求。关键词：甲醇,水,实际塔板数,回

2、流比,操作弹性,精馏段,提馏段第一章、概述1．1精馏操作对塔设备的要求和类型1.1.1　对塔设备的要求精馏所进行的是气(汽)、液两相之间的传质，而作为气(汽)、液两相传质所用的塔设备，首先必须要能使气(汽)、液两相得到充分的接触，以达到较高的传质效率。但是，为了满足工业生产和需要，塔设备还得具备下列各种基本要求：⑴气(汽)、液处理量大，即生产能力大时，仍不致发生大量的雾沫夹带、拦液或液泛等破坏操作的现象。⑵操作稳定，弹性大，即当塔设备的气(汽)、液负荷有较大范围的变动时，仍能在较高的传质效率下进行稳定的操作

3、并应保证长期连续操作所必须具有的可靠性。⑶流体流动的阻力小，即流体流经塔设备的压力降小，这将大大节省动力消耗，从而降低操作费用。对于减压精馏操作，过大的压力降还将使整个系统无法维持必要的真空度，最终破坏物系的操作。⑷结构简单，材料耗用量小，制造和安装容易。⑸耐腐蚀和不易堵塞，方便操作、调节和检修。⑹塔内的滞留量要小。实际上，任何塔设备都难以满足上述所有要求，况且上述要求中有些也是互相矛盾的。不同的塔型各有某些独特的优点，设计时应根据物系性质和具体要求，抓住主要矛盾，进行选型。1.1.2　板式塔类型气－液传质

4、设备主要分为板式塔和填料塔两大类。精馏操作既可采用板式塔，也可采用填料塔，板式塔为逐级接触型气－液传质设备，其种类繁多，根据塔板上气－液接触元件的不同，可分为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、穿流多孔板塔、舌形塔、浮动舌形塔和浮动喷射塔等多种。板式塔在工业上最早使用的是泡罩塔(1813年)、筛板塔(1832年)，其后，特别是在本世纪五十年代以后，随着石油、化学工业生产的迅速发展，相继出现了大批新型塔板，如S型板、浮阀塔板、多降液管筛板、舌形塔板、穿流式波纹塔板、浮动喷射塔板及角钢塔板等。目前从国内外实际使用情况看，主

5、要的塔板类型为浮阀塔、筛板塔及泡罩塔，而前两者使用尤为广泛。筛板塔也是传质过程常用的塔设备，它的主要优点有：⑴结构比浮阀塔更简单，易于加工，造价约为泡罩塔的60％，为浮阀塔的80％左右。⑵处理能力大，比同塔径的泡罩塔可增加10～15％。⑶塔板效率高，比泡罩塔高15％左右。⑷压降较低，每板压力比泡罩塔约低30％左右。筛板塔的缺点是：⑴塔板安装的水平度要求较高，否则气液接触不匀。⑵操作弹性较小(约2～3)。⑶小孔筛板容易堵塞。1.2精馏塔的设计步骤本设计按以下几个阶段进行：⑴设计方案确定和说明。根据给定任务，对

6、精馏装置的流程、操作条件、主要设备型式及其材质的选取等进行论述。⑵蒸馏塔的工艺计算，确定塔高和塔径。⑶塔板设计：计算塔板各主要工艺尺寸，进行流体力学校核计算。接管尺寸、泵等，并画出塔的操作性能图。⑷管路及附属设备的计算与选型，如再沸器、冷凝器。⑸抄写说明书。⑹绘制精馏装置工艺流程图和精馏塔的设备图。本设计任务为分离醇和水的混合物，对于二元混合物的分离，应采用连续常压精馏流程。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至塔内，其余部分经

7、产品冷凝器冷却后送至贮罐。该物系属于易分离物系，最小回流比比较小，故操作回流比取最小回流比的1.8倍。塔底采用间接蒸气加热，塔底产品经冷却后送至贮罐。第二章、精馏塔的物料衡算2.1原料液及其塔顶、塔底产品的摩尔分率甲醇的摩尔质量为：32kg/kmol水的摩尔质量为：18kg/kmolxf=(0.934/32)/(0.934/32+0.56/18)=0.482xd=(0.99/32)/(0.99/32+0.01/18)=0.9822.2原料液及其塔顶与塔底产品的平均摩尔质量Mf=32×0.482+18×(1-

8、0.482)=24.75kg/molMd=32×0.982+18×(1-0.982)=31.74kg/mol则可知：原料的处理量：F=100000/(330×24×24.75)=510.15kmol/h本设计取回收率：η=xd×D/(xf×F)=99.5%则有：D=249.15kmol/h由总物料衡算：F=D+W以及:xf×F=xd×D+W×xw容易得出：W=261.00kmol/hxw=0.0047第三章、塔板