甲醇-水溶液连续精馏塔课程设计91604
甲醇水精馏塔化工原理课程设计
甲醇水精馏塔化工原理课程设计本文将介绍一门关于“甲醇水精馏塔化工原理课程设计”的学习内容，该课程设计将涉及到许多重要的化工原理和技术应用方面。
本文将主要从以下几个方面进行介绍：一、课程设计背景甲醇和水是常见的有机溶剂和溶媒，广泛应用于化学工业、食品工业、医药工业等诸多领域。
但甲醇和水的相互溶解度较低，难以用简单的混合物方法来进行分离。
因此，需要采用精馏技术对甲醇水混合物进行分离与提纯，而甲醇水精馏塔就是典型的精馏设备。
本课程设计就是为了让学生深入了解甲醇水精馏塔的化工原理和工艺操作，并掌握甲醇水分离的关键技术。
二、课程设计内容本课程设计的主要内容包括理论学习和实验操作两部分。
具体来说，理论学习将介绍甲醇水混合物的化学性质、相图、相平衡、相接触、塔、节流和板面效应等理论基础知识，并通过相应的实验操作来加深学生的理解。
实验操作将包括设备组装、实验前检查、实验过程控制和实验后数据处理等环节，以培养学生的实验技能和实际操作能力。
三、课程设计任务本课程设计的主要任务是让学生了解甲醇水精馏塔的化工原理和工艺操作，在此基础上能够独立设计和操作精馏设备，实现甲醇和水混合物的高效分离和提纯。
具体而言，学生需要完成以下任务：1. 研究甲醇水混合物的相图，掌握不同温度下甲醇和水的相互溶解度和相变情况；2. 根据甲醇水混合物的相平衡数据，设计合适的塔板数和塔壳直径，以实现甲醇和水的有效分离；3. 设计甲醇水精馏塔的流程图和操作流程，确保操作步骤合理且安全；4. 根据实验数据，计算塔效和塔效影响因素，并分析其影响和解决方法；5. 总结课程设计过程中遇到的问题和方法，撰写相关实验报告和课程设计论文。
四、课程设计意义本课程设计不仅能够深入学习甲醇和水的化学性质和相互关系，也可以了解甲醇水精馏塔的精细操作技术和机理原理，从而加深对化工实践的理解和认识。
同时，学生还可以在实验操作中培养实际能力和团队配合能力，为今后从事化工实践和科研工作奠定坚实基础。
甲醇-水精馏课程设计—化工原理课程设计
甲醇-水分离过程板式精馏塔的设计1.设计方案的确定本设计任务为分离甲醇和水混合物。
对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。
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，其余部分经产品冷凝冷却后送至储罐。
该物系属易分离物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的1.8倍。
塔釜采用间接蒸汽加热①。
2.精馏塔的物料衡算2.1.原料液及塔顶、塔顶产品的摩尔分率甲醇的摩尔质量M A=32.04kg/kmol水的摩尔质量M B=18.02 kg/kmolx F=0.46/32.040.324 0.46/32.040.54/18.02=+x D=0.95/32.040.914 0.95/32.040.05/18.02=+x W=0.03/32.040.0171 0.03/32.040.97/18.02=+2.2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量M F=0.324*32.04(10.324)*18.0222.56+-=kg/kmol M D=0.914*32.04(10.914)*18.0230.83-=kg/kmol M W=0.0171*32.04(10.0171)*18.0218.26+-=kg/kmol 2.3.物料衡算原料处理量F=30000*1000184.724*300*22.56=kmol/h总物料衡算184.7=D+W甲醇物料衡算184.7*0.324=0.914D+0.0171W 联立解得D=63.21 kmol/hW=121.49 kmol/h3.塔板数的确定3.1.理论塔板层数N T的求取3.1.1.由手册查的甲醇-水物系的气液平衡数据温度饱和蒸汽压（甲醇）kPa 饱和蒸汽压（水）kPa 64.5 101.3 25.00370 125.1458 31.15775 150.8157 38.54480 180.667 47.34385 215.19957.80890 254.946970.09595 300.48384.513100 352.4169101.3由上数据可绘出x-y图和t-x(y)图。
化工课程设计甲醇-水分离过程填料精馏塔设计.
天津农学院化工原理课程设计任务书设计题目：甲醇-水分离过程填料精馏塔设计系别：食品科学系专业：食品科学与工程学生姓名: XXX 学号: XXXXXXXXXXXXXX 指导教师: XXXXXXX化工原理课程设计任书一、设计题目在抗生素类药物生产过程中，需要用甲醇洗涤晶体，洗涤过滤后产生废甲醇溶媒，其组成为含甲醇46%、水54%（质量分数），另含有少量的药物固体颗粒。
为使废甲醇溶媒重复利用，拟建立一套填料精馏塔，以对废甲醇溶媒进行精馏，得到含水量1%的甲醇溶媒。
设计要求废甲醇的处理量为14215吨/年，塔底废水中甲醇含量为1%。
二、操作条件(1操作压力常压。
(2进料热状态自选。
(3回流比自选。
(4塔底加热蒸气压力 0.3MPa(表压。
三、塔板类型筛板或浮阀塔板（F1型）。
四、工作日每年工作300天，每天24小时连续运行。
五、厂址天津地区。
六、设计内容(1精馏塔的物料衡算； (2塔板数的确定；(3精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算； (4精馏塔的塔体工艺尺寸计算；七、设计计算 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，应采用连续精馏流程。
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加回流至塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。
塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。
本设计使用的是浮阀塔，浮阀塔有生产能力大、操作弹性大、塔板效率高、气体压降及液面落差小和抗腐蚀性较高等优点。
甲醇具有腐蚀性，所以浮阀塔适合本设计的要求。
工艺流程草图：图1甲醇-水分离工艺流程草图1 精馏塔的物料衡算1.1 原料液及塔顶和塔底的摩尔分率甲醇的摩尔质量 AM =32.04kg/kmol 水的摩尔质量BM=18.02kg/kmol324. 002. 18/54. 004. 32/46. 004. 32/46. 0=+=F x 982. 002. 18/01. 004. 32/99. 004. 32/99. 0=+=D x 0056. 002. 18/99. 004. 32/01. 004. 32/01. 0=+=W x1.2 原料液及塔顶和塔底产品的平均摩尔质量(kg/kmol56. 2202. 18324. 0104. 32324. 0=⨯-+⨯=F M (kg/kmol 79. 3102. 18982. 0104. 32982. 0=⨯-+⨯=D M (kg/kmol10. 1802. 180056. 0104. 320056. 0=⨯-+⨯=W M1.3 物料衡算原料处理量51. 8756. 222430014215000=⨯⨯=F kmol/h总物料衡算 87.51=D+W 甲醇物料衡算WD ⨯+⨯=⨯0056. 0982. 0324. 051. 87联立解得 D=28.54kmol/h W=58.97kmol/h 2 塔板数的确定 2.1 理论板层数T N 的求取 2.1.1 相对挥发度的求取由1( 1(A A A A y x y x --=α，再根据表1数据可得到不同温度下的挥发度，见表2表1温度/℃ xy温度/℃ xy1000.000.0075.30.40 0.72 9 96.4 0.02 0.134 73.1 0.50 0.779 93.5 0.04 0.234 71.2 0.60 0.825 91.2 0.06 0.304 69.30.70 0.87 89.3 0.08 0.365 67.6 0.80 0.91 5 87.7 0.10 0.418 66.0 0.90 0.95 8 84.4 0.15 0.51765.00.950.97981.7 0.20 0.579 64.51.001.0078.0 0.300.665表2温度/℃挥发度温度/℃挥发度 96.4 7.582 78 4.632 93.5 7.332 75.3 4.035 91.2 6.843 73.13.525 89.36.61071.23.14387.76.46469.32.86884.4 6.066 67.6 2.691 81.7 5.501662.534所以4.45α==2.1.2 求最小回流比及操作回流比泡点进料：324 . 0==F sx x由q 线与平衡线的交点e （x e ，y e ）作图可得：00.20.40.60.810.20.40.60.81图2 甲醇-水的y-x 相图在上图中我们可以得到q 线与平衡线的交点为e （x e ，y e ）=（0.324，0.681）故最小回流比为m in R =D e e ex y y x --==--324. 0681. 0681. 0982. 00.843取操作回流比为R=2m inR =2⨯0.843=1.6862.1.3 求精馏塔的气、液相负荷=⨯==5. 28686. 1RD L 40.051kmol/h=⨯=+=5. 28686. 2 1(D R V 76.551kmol/h=+=F L L '40.051+87.5=127.551kmol/h==V V '76.551kmol/h2.1.4 求操作线方程精馏段操作线方程为：1n y +=1R R +nx +1D x R +=686. 2686. 1nx +686. 2982. 0=0.63nx +0.366（a ）提馏段操作线方程：=⨯-=-=+0056. 0551. 7659551. 76551. 127''' 1' m w m m x x vw x VL y1.666mx -0.0043 （b ）2.1.5 采用逐板法求理论板层数由 1(1 q qqx y x αα=+- 得yyx 1(--=αα将α=4.45 代入得相平衡方程yy yyx 45. 345. 4 1(-=--=αα （c ）联立（a ）、（b ）、（c ）式，可自上而下逐板计算所需理论板数。
甲醇-水填料精馏塔的课程设计
摘要：填料塔为连续接触式的气液传质设备，与板式塔相比，不仅结构简单，而且具有生产能力大，分离填料材质的选择，可处理腐蚀性的材料，尤其对于压强降较低的真空精馏操作，填料塔更显示出优越性。
本文以甲醇-水的混合液为研究对象，因甲醇-水系统在常压下相对挥发度相差较大，较易分离，所以此设计采用常压精馏。
根据物料性质、操作条件等因素选择填料塔，此设计采用泡点进料、塔底再沸器和塔顶回流的方式，将甲醇—水进行分离的填料精馏塔。
通过甲醇—水的相关数据，对全塔进行了物料衡算和热料衡算，得出精馏产品的流量、组成和进料流量、组成之间的关系，进而得到精馏塔的理论板数。
分析了进料、塔顶、塔底、提馏段、精馏段的流量及其物性参数。
对精馏段和提留段的塔径及填料层高度进行了计算，以确定塔的结构尺寸。
对塔内管径、液体分布器、筒体壁厚进行了选型计算，从而得到分离甲醇—水混合物液的填料精馏塔。
关键词：填料塔；流量；回流比；理论板数；工艺尺寸第一章：设计任务书 (1)一、设计题目 (1)二、操作条件 (1)三、填料类型 (1)四、设计内容 (2)第二章：工艺设计计算 (2)一、设计方案的确定 (2)二、精馏塔的物料衡算 (3)三、理论塔板数的确定 (3)四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (8)五、精馏塔塔体工艺尺寸的计算 (10)六、填料层压降的计算 (13)七、筒体壁厚的计算 (14)八、管径的计算 (14)九、液体分布器简要设计 (16)第三章：结论 (18)一、设计感想 (18)二、全章主要主要符号说明 (19)三、参考资料： (20)第一章：设计任务书一、设计题目在抗生素类药物生产过程中，需要用甲醇溶媒洗涤晶体，洗涤过滤后产生废甲醇溶液，其组成为含甲醇46%、水54%（质量分数），另含有少量的药物固体微粒。
为使废甲醇溶液重复利用，拟建立一套填料精馏塔，以对废甲醇溶媒进行精馏得到含水量≤0.3%（质量分数）的甲醇溶媒。
设计要求废甲醇溶媒的处理量为4t/h,塔底废水中甲醇含量≤0.5%（质量分数）。
[优秀毕业设计]分离甲醇—水混合液的连续筛板精馏塔设计
![[优秀毕业设计]分离甲醇—水混合液的连续筛板精馏塔设计](https://img.taocdn.com/s3/m/bdae0f67941ea76e58fa04f3.png)
《化工原理课程设计》说明书设计题目：分离甲醇—水混合液的连续筛板精馏塔设计学院：化工与药学院专业：化学工程与工艺年级班别：09级化工工艺2班学号：学生姓名：时间：2011 年12月31日前言化工生产常需进行液体混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的，精馏是利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和部分冷凝达到轻重组分分离的方法。
精馏操作在化工、石油化工、轻工等工业生产中中占有重要的地位。
为此，掌握气液相平衡关系，熟悉各种塔型的操作特性，对选择、设计和分析分离过程中的各种参数是非常重要的。
塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备类型之一。
本次设计的筛板塔是化工生产中主要的气液传质设备。
此设计苯-甲苯物系的精馏问题进行分析、选取、计算、核算、绘图等，是较完整的精馏设计过程，该设计方法被工程技术人员广泛的采用。
塔设备的设计和研究，已经受到化工行业的极大重视。
在化工生产中，塔设备的性能对于整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额，以及三废处理和环境保护等各个方面，都有非常重大的影响。
精馏过程的实质是利用混合物中各组分具有不同的挥发度。
即在同一温度下，各组分的饱和蒸汽压不同这一性质，使液相中的轻组分转移到汽相中，汽相中的重组分转移到液相中，从而达到分离的目的。
因此精馏塔操作弹性的好坏直接关系到石油化工企业的经济效益。
精馏设计包括设计方案的选取，主要设备的工艺设计计算——物料衡算、热量衡算、工艺参数的选定、设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算，辅助设备的选型，工艺流程图，主要设备的工艺条件图等内容。
通过对精馏塔的运算，可以得出精馏塔的各种设计如塔的工艺流程、生产操作条件及物性参数是合理的，换热器和泵及各种接管尺寸是合理的，以保证精馏过程的顺利进行并使效率尽可能的提高。
关键词：甲醇水精馏段提馏段目录一、甲醇－水连续精馏塔设计条件 0二、设计方案的确定 (3)三、精馏塔的物料衡算 (4)四、塔板数的确定 (4)⑴理论塔板层数N t的求取 (4)⑵塔板效率和实际塔板数: (6)五、物性数据的计算 (6)⑴平均摩尔质量计算 (6)⑵操作温度计算 (7)⑶平均密度计算 (8)六、平均黏度的计算 (9)七、表面张力 (11)八、塔和塔板工艺尺寸计算 (11)九、塔板主要工艺尺寸的计算 (14)⑴溢流装置 (14)⑵塔板布置 (17)十、筛板的流体力学验算 (19)⑴塔板压降 (19)⑵液面落差 (21)⑶液沫夹带 (21)⑷漏液 (21)十一、塔板负荷性能图 (23)十三、辅助设备的计算及选型 (32)⑴原料贮罐 (32)⑵产品贮罐 (32)⑶塔顶全凝器 (33)⑷塔底再沸器 (34)⑸精馏塔 (35)⑹管径的设计 (36)⑺泵的计算及选型 (37)十三、设计评述 (38)十四、参考文献 (39)十五、设计附图 (40)一、甲醇－水连续精馏塔设计条件（1）生产能力：25000吨/年，年开工300天（2）进料组成：甲醇含量45%（质量分数）（3）采用间接蒸汽加热并且加热蒸汽压力：5 kgf/cm2（4）进料温度：采用泡点进料（5）塔顶馏出液甲醇含量99%（质量分数）（6）塔釜轻组分的浓度≤2%（本设计取）（7）塔顶压强常压（8）单板压降≤（9）冷却水进口温度25℃二、设计方案的确定本设计任务为甲醇-水的精馏。
甲醇-水填料精馏塔的课程设计
摘要：填料塔为连续接触式的气液传质设备，与板式塔相比，不仅结构简单，而且具有生产能力大，分离填料材质的选择，可处理腐蚀性的材料，尤其对于压强降较低的真空精馏操作，填料塔更显示出优越性。
本文以甲醇-水的混合液为研究对象，因甲醇-水系统在常压下相对挥发度相差较大，较易分离，所以此设计采用常压精馏。
根据物料性质、操作条件等因素选择填料塔，此设计采用泡点进料、塔底再沸器和塔顶回流的方式，将甲醇—水进行分离的填料精馏塔。
通过甲醇—水的相关数据，对全塔进行了物料衡算和热料衡算，得出精馏产品的流量、组成和进料流量、组成之间的关系，进而得到精馏塔的理论板数。
分析了进料、塔顶、塔底、提馏段、精馏段的流量及其物性参数。
对精馏段和提留段的塔径及填料层高度进行了计算，以确定塔的结构尺寸。
对塔内管径、液体分布器、筒体壁厚进行了选型计算，从而得到分离甲醇—水混合物液的填料精馏塔。
关键词：填料塔；流量；回流比；理论板数；工艺尺寸第一章：设计任务书 (1)一、设计题目 (1)二、操作条件 (1)三、填料类型 (1)四、设计内容 (2)第二章：工艺设计计算 (2)一、设计方案的确定 (2)二、精馏塔的物料衡算 (3)三、理论塔板数的确定 (3)四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (8)五、精馏塔塔体工艺尺寸的计算 (10)六、填料层压降的计算 (13)七、筒体壁厚的计算 (14)八、管径的计算 (14)九、液体分布器简要设计 (16)第三章：结论 (18)一、设计感想 (18)二、全章主要主要符号说明 (19)三、参考资料： (20)第一章：设计任务书一、设计题目在抗生素类药物生产过程中，需要用甲醇溶媒洗涤晶体，洗涤过滤后产生废甲醇溶液，其组成为含甲醇46%、水54%（质量分数），另含有少量的药物固体微粒。
为使废甲醇溶液重复利用，拟建立一套填料精馏塔，以对废甲醇溶媒进行精馏得到含水量≤0.3%（质量分数）的甲醇溶媒。
设计要求废甲醇溶媒的处理量为4t/h,塔底废水中甲醇含量≤0.5%（质量分数）。
甲醇-水板式精馏塔课程设计
课程设计报告《处理量为5000T/a的分离苯-甲苯的精馏塔的工艺设计》专业：应用化学工程与工艺班级：化工082*名：**指导教师：***年月日化工原理课程设计任务书一、设计题目：乙醇精馏塔二、设计任务及条件（1）、进料含甲醇30%，其余为水（均为质量分率，下同）（2）、产品甲醇含量不低于98%；（3）、釜残液中乙醇含量不高于xxx%；（4）、生产能力17500T/Y乙醇产品，年开工7200小时（5）、操作条件：①间接蒸汽加热；②塔顶压强：1. 03 atm（绝对压强）③进料热状况：泡点进料；④单板压降：75mm液柱三、设计内容（1）、流程的确定与说明；（2）、塔板和塔径计算；（3）、塔盘结构设计：i. 浮阀塔盘工艺尺寸及布置简图；ii.流体力学验算；iii.塔板负荷性能图。
（4）、其它；i.加热蒸汽消耗量；ii.冷凝器的传热面积及冷却水的消耗量四、设计成果（1）设计说明书一份（2）A4设计图纸包括：流程图、精馏塔工艺条件图。
目录1.精馏塔的物料衡算1. 原料液及其塔顶与塔底产品的摩尔分率甲醇的摩尔质量为：32.04kg/kmol 水的摩尔质量为： 18.01kg/kmol()()194.001.1870.004.3230.004.3230.0=+=F x()()982.001.1801.004.3299.004.3299.0=+=D x2. 原料液及其塔顶与塔底产品的平均摩尔质量()mol Kg M F 73.20194.0101.18194.004.32=-*+*=()mol Kg M D 78.31982.0101.18982.004.32=-*+*=则可知：原料的处理量：()h Kmol F 117100073.202430017500=⨯⨯⨯= 根据回收率： )%99=⨯⨯=F x D x F D η 则有： h Kmol D 23= 由总物料衡算：W D F +=以及: W D F x W D x F x *+*=*容易得出： h Kmol W 94= ,0012.0=W x2.塔板数的确定2.1逐板计算法求取理论板层数T N甲醇-水汽液平衡数据：0.06 0.304 0.40 0.729 0.95 0.979 0.08 0.365 0.50 0.779 1.00 1.000 0.100.4180.600.825最小回流比及其操作回流比的求解：δy =0.570,δx =0.194()()δδδx y y x R D --=min =(0.982-0.570/(0.570-0.194)=1.096取操作回流比为min 8.1R R ==1.8⨯1.096=1.97 2.1.1精馏塔的气、液相负荷D R L ⨯==1.97⨯23=45h Kmol()682397.21=⨯=⨯+=D R V h Kmol16211745'=+=+=F L L h Kmol68=='V V h Kmol2.1.2精馏段、提馏段操作线方程精馏段操作线：332.06618.0+=*+*=x x V D x V L y D 提馏段操作线：0016.0832.2-'=*'-'*''='x x V W x V L y W 2.1.3 用逐板计算法求塔板数：相平衡方程：()nnn x x y 111-+=+αα由前面可得：194.0==F q x x 982.01==D x y 解得：692.01=x 依次解得：q x x 〈7，即前面7块板是精馏段，后面起用提留段操作线方程和相平衡方程进行计算。
甲醇水连续精馏塔课程设计
甲醇水连续精馏塔课程设计
甲醇水连续精馏塔课程设计需要依据具体的设计要求和实验条件进行设计和实验。
以下是一个可能的课程设计方案，供参考：
实验目的：
通过甲醇水连续精馏塔的设计和实验，掌握连续精馏的基本原理和方法，了解塔内操作和控制，熟悉实验操作和数据处理方法。
实验仪器和设备：
甲醇水连续精馏塔、加热器、冷却器、计量泵、温度传感器、压力传感器等。
实验步骤：
（1）进行塔的预热和准备工作，包括塔的清洗和检查、加热器和冷却器的设置等。
（2）调整塔的进料和出料流量、温度和压力等操作参数，开始实验。
（3）收集塔内物料的流量、温度和压力等数据，根据实验数据进行分析和处理。
（4）根据实验结果，进行调整和优化塔的操作参数和流程，改善塔的性能和效果。
实验要点：
（1）注意安全，遵守实验操作规程，避免发生事故和危险。
（2）严格控制塔内的操作参数，保证塔的稳定和可控。
（3）采用适当的数据采集和处理方法，对实验结果进行分析和评估。
（4）根据实验结果，进行调整和优化，改善塔的性能和效果。
实验结果：
根据实验数据和分析结果，可以得到塔内物料的分离效果和效率，评估塔的性能和优化方案。
以上是一个简要的甲醇水连续精馏塔课程设计方案，具体实验操作和数据处理方法需要根据实验条件和要求进行设计和调整。
在进行实验时，需要注意安全和质量，遵守实验规程和操作要求，保证实验的稳定和可控。
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目录设计任务书一、概述1、精馏操作对塔设备的要求和类型 (4)2、精馏塔的设计步骤 (5)二、精馏塔工艺设计计算1、设计方案的确定 (6)2、精馏塔物料衡算 (6)3、塔板数的确定 (7)的求取 (7)3.1理论板层数NT3.2实际板层数的求取 (8)4、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算4.1操作温度的计算 (11)4.2平均摩尔质量的计算 (11)4.3平均密度的计算 (12)4.4液相平均表面张力计算 (12)4.5液体平均粘度计算 (13)5、精馏塔塔体工艺尺寸计算5.1塔径的计算 (14)5.2精馏塔有效高度的计算 (15)6、塔板主要工艺尺寸计算6.1溢流装置计算 (16)6.2塔板的布置 (17)6.3浮阀计算及排列 (17)7、浮阀塔流体力学性能验算 (19)8、塔附件设计 (26)7、精馏塔结构设计 (30)7.1设计条件 (30)7.2壳体厚度计算…………………………………………………7.3风载荷与风弯矩计算…………………………………………7.4地震弯矩的计算…………………………………………………三、总结 (27)化工原理课程设计任务书一、设计题目: 甲醇-水溶液连续精馏塔设计二、设计条件:年产量: 95%的甲醇17000吨料液组成(质量分数): (25%甲醇，75%水)塔顶产品组成(质量分数): (95%甲醇，5%水)塔底釜残液甲醇含量为6%每年实际生产时间: 300天/年,每天24小时连续工作连续操作、中间加料、泡点回流。
操作压力：常压塔顶压力4kPa(表压)塔板类型：浮阀塔进料状况：泡点进料单板压降：kPa 7.0厂址：安徽省合肥市塔釜间接蒸汽加热，加热蒸汽压力为0.5Mpa三、设计任务完成精馏塔的工艺设计,有关附属设备的设计和选型,绘制精馏塔系统工艺流程图和精馏塔装配图,编写设计说明书.设计内容包括：1、 精馏装置流程设计与论证2、 浮阀塔内精馏过程的工艺计算3、 浮阀塔主要工艺尺寸的确定4、 塔盘设计5、 流体力学条件校核、作负荷性能图6、 主要辅助设备的选型四、设计说明书内容1 目录2 概述(精馏基本原理)3 工艺计算4 结构计算5 附属装置评价6 参考文献7 对设计自我评价摘要：设计一座连续浮阀塔，通过对原料，产品的要求和物性参数的确定及对主要尺寸的计算，工艺设计和附属设备结果选型设计，完成对甲醇-水精馏工艺流程和主题设备设计。
首先根据设计任务，确定操作条件。
比如：操作压力的确定、进料状态等的确定。
然后设计工艺流程草图。
根据确定的方案，确定具体的参数，即一个完整的设计就初步的确定了。
最后计算塔的工艺尺寸、浮阀的流体力学演算、塔板的负荷性能，最后根据计算选择合适的辅助设备。
关键词：精馏塔，浮阀塔，精馏塔的附属设备。
一、精馏操作对塔设备的要求和类型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。
2、板式塔类型气－液传质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。
3、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。
二、精馏塔工艺设计计算1、设计方案的确定及概述本设计任务为分离甲醇—水混合物。
对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。
精馏是指由不同挥发度的组分所组成的混合液，在精馏塔中同时多次地进行部分气化和部分冷凝，使其分离成几乎纯态组分的过程。
塔顶蒸汽冷凝回流和塔釜溶液再汽化是精馏高成婚度分离的充分必要条件。
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。
塔顶上升的蒸汽采用全冷凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。
该物系属易分离物系，最小回流比较小，故采用最小回流比的2倍。
塔釜采用直接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。
2、精馏塔物料衡算甲醇的摩尔质量 M A =32.04 kg/kmol水的摩尔质量 M B =18.02 kg/kmol用公式X=B B A A A A M a M a M a ///+求出： X f 1579.002.18/75.004.32/25.004.32/25.0=+= X d 9144.002.18/05.004.32/95.004.32/95.0=+=X w 03466.002.18/94.004.32/06.004.32/06.0=+=M f =0.1579×32.04 +(1-0.1579)×18.02 = 20.23kg/kmolM d =0.9144×32.04 +(1-0.9144)×18.02 = 30.84kg/kmolM w =0.03466×32.04 +(1-0.03466)×18.02 =18.51kg/kmol 总物料衡算 W ’+ 17000 = F ’ （1）甲醇的物料衡算0.95×17000 + 0.06 W ’= 0.25F ’ （2）联立以上二式，解得：W ’= 62631.58t/a W = /(7200×18.51)=469.95 kmol/hF ’= 79631.58t/a F = /(7200×20.23)=546.71 kmol/hD ’= 17000t/a D = /(7200×30.84)=76.56 kmol/h2、塔板数的确定甲醇水气液平衡关系(101.3kPa)**注：摘自化学工程手册第二版第13分篇13-62.1求最小回流比Rmin（1）相对挥发度α的计算①根据全塔的物料衡算结果X d =0.9144、X f =0.1579、X w =0.03466和常压下甲醇和水的气液平衡数据，用内插法求得塔顶、塔釜及进料的温度： 塔顶：356.650.655.640.6595.0195.0=⇒--=--d d d t t X ℃ 进料：9734.834.847..814.8415.020.015.0=⇒--=--f f f t t X ℃塔釜：7612.931004.96100002.00=⇒--=--w w w t t X ℃ ②由液体饱和蒸汽压安托因常数可知，在泡点进料温度下，即t=83.9734℃时，其安托因常数为：甲醇： A=7.19736，B=1574.99，C=238.86水： A=7.07406，B=1657.46，C=227.02则由安托因方程有：lgP 甲醇 = 319.286.2389734.8399.157419736.7=+-=+-C t B A ，即P 甲醇 =208.449kPa lgP 水 = 744.102.2279734.8346.165707406.7=+-=+-C t B A ，即P 水=55.463kPa 故 α=758.3463.55449.208==水甲醇P P (2)求最小回流比min R采用图解法求最小回流比。
根据q 线方程为：x=X f =0.1579,在图中对角线上e(0.1579,0.1579)作垂线ef 即为进料线（q 线），该线与平衡线的交点坐标为q （0.1579,0.52） 故最小回流比089.11579.052.052.09144.0min =--=--=q q q d x y y x R 2.2求最小理论板数Nmin（1）全塔α的计算计算已知塔顶塔釜温度，查的安托因常数：甲醇： A=7.19736，B=1574.99，C=238.86水： A=7.07406，B=1657.46，C=227.02①T 塔顶=65.356℃lgP 甲醇 = 02.286.238356.6599.157419736.7=+-=+-C t B A ，即P 甲醇 =104.71kPa lgP 水 = 405.102.227356.6546.165707406.7=+-=+-C t B A ，即P 水=25.42kPa 塔顶的挥发度：d α=12.442.2571.104==水甲醇P P ② T 塔釜=83.9734℃lgP 甲醇 = 32.286.2389734.8399.157419736.7=+-=+-C t B A ，即P 甲醇 =208.31kPa lgP 水 = 74.102.2279734.8346.165707406.7=+-=+-C t B A ，即P 水=55.53kPa 塔釜的挥发度：w α=75.353.5531.208==水甲醇P P故 全塔α=d w αα=12.475.3⨯=3.93（2）求最小理论塔板数Nmin在全回流下求出所需理论板数Nmin ，对于接近理想体系的混合物，可以采用芬斯克方程计算： Nmin=16.31)]03466.003466.01)(9144.019144.0ln[(93.3ln 11)]1)(1ln[(ln 1=---=---w w d d X X X X 全塔α 2.3理论塔板数的确定取 R=2Rmin=2⨯1.089=2.178由上求得 R=2.178 α=3.758则相平衡方程为 y=xx x x 758.21758.3)1(1+=-+αα ①精馏段的操作线方程②R`=(R+1)（X f -X w ）/(X d -X f )+(q-1)(X d -X w )/(X d -X f )=518.01579.09144.0)03466.09144.0)(11(1579.09144.0)03466.01579.0)(1178.2(=---+--+ 提馏段的操作线方程③理论塔板数计算：已知：相平衡方程y=xx x x 758.21758.3)1(1+=-+αα 精馏段的操作线方程288.0685.01+=+x y n提馏段的操作线方程 067.093.2-=x y n先交替使用相平衡方程与精馏段操作线方程计算如下：153.0405.0288.0685.0656=−−→−=+=x x y 相平衡<X f =0.1579进料板为第六块再交替使用相平衡方程与提馏段操作线方程计算如下：0156.0056.0067.093.261112=−−→−=-=x x y 相平衡< X w =0.03466 故总理论塔板数为11（不包括再沸器）。