甲醇-水精馏筛板塔课程设计

1.3 设计单元操作方案简介 ................................... 7 1.4 精馏塔的设计简介 ....................................... 7
1.4.1 筛板塔设计须知 ....................................... 7 1.4.2 筛板塔的设计程序 ..................................... 7
3.5.1 密度及流量 .......................................... 16 3.5.2 液相表面张力的确定： ................................ 17
第四节:板式塔主要尺寸的设计计算 .................................................... 21
5.3.1 溢流装置 ............................................ 21 5.3.2 弓形降液管宽度 Wd 和面积 Af ............................ 22 5.3.3 降液管底隙高度 h 0 .................................... 23 5.3.4 塔板布置及筛孔数目与排列 ............................ 23
4.1 塔的有效高度和板间距的初选 ........................... 19
4.1.1 塔有效高度 .......................................... 19
4.2 塔径 .................................................... 19
2.2 确定设计方案的原则 ..................................... 9 2.3 操作流程简图 ........................................... 10
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常压甲醇－水筛板精馏塔设计
第三节:板式精馏塔的工艺参数计算 ....................... 11
第一节:概述 ................................................... 6
1.1 精馏操求作对塔设备的要求 .............................. 6 1.2 板式塔类型 .............................................. 6
第六节:设计结果汇总 ....................................... 31 第七节:精馏装置的附属设备 ............................... 33
7.1 管壳式换热器的设计与选型 ............................. 33
7.1.1 塔顶冷凝器（列管式换热器） .......................... 33 7.1.2 进料预热器 .......................................... 34
7.2 再沸器 .................................................. 35 7.3 管件 .................................................... 36
7.3.3 塔釜残液出料管 ...................................... 7.3.4 塔顶回流液管 ........................................ 7.3.5 塔釜再沸器蒸汽进口管 ................................ 7.3.6 塔顶蒸汽进冷凝器进口管 .............................. 7.3.7 塔顶冷凝水管 ........................................ 37 38 38 38 39
设计任务：
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 设计条件及任务： 设计体系：甲醇－水体系 设计条件： 塔顶采出量：D= 14000t/y 进料浓度：ZF= 0.3wt% 进料状态：q=1 塔釜加热方式：间接蒸汽加热，采用 120℃水蒸汽 分离要求：XD= 0.98wt%（质量分数） ；XW= 1.5%（质量分数） ； 回流比：R/Rmin =1.4
3.3 操作温度的计算 ......................................... 16 3.4 操作压强的计算 ......................................... 16 3.5 塔内物料平均分子量、张力、流量及密度的计算 ........ 16
1.2.1 筛板塔 ............................................... 6 1.2.2 浮阀塔 ............................................... 6 1.2.3 泡罩塔 ............................................... 6
第五节:板式塔的结构 ....................................... 21
5.1 塔的总体结构........................................... 21 5.2 总塔高度 ............................................... 21
3.1 物料衡算与操作线方程 ................................. 11 3.2 理论塔板数的计算与实际板数的确定 .................... 14
3.2.1 理论板数的计算 ...................................... 14 3.2.1 实际板数的确定 ...................................... 15 3.5.3 液体平均粘度计算 .................................... 15
25 25 26 26
5.5.塔板负荷性能图 ........................................ 27
5.5.1 漏液线 .............................................. 5.5.2 液沫夹带线 .......................................... 5.5.3 液泛线 .............................................. 5.5.4 液相负荷下限线 ...................................... 5.5.5 液相负荷上限线 ...................................... 5.5.6 操作弹性 ............................................ 27 27 28 28 29 29
7.4 冷凝水泵的选择 ......................................... 39 7.5 除沫器 .................................................. 40 7.6 裙座 .................................................... 40
指导教师：赵旗、张庆
常压甲醇－水筛板精馏塔设计
目录
绪论
............................................................ 4
1.精馏简介................................................... 4 2.塔设备简介 ................................................ 4 3.体系介绍................................................... 5 4.设计要求................................................... 5
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常压甲醇－水筛板精馏塔设计
绪论
1.精馏简介
蒸馏是分离液体混合物的一种方法，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、 加压蒸馏、 减压（真空）蒸馏。此外，按操作是否连续蒸馏和间歇蒸馏。工业中的蒸馏多为多组分 精馏，从石油工业、酒精工业直至焦油分离，基本有机合成，空气分离等等，特别是大规模的生