填料精馏塔.doc
甲醇—水分离过程填料精馏塔设计
甲醇—水分离过程填料精馏塔设计1.设计方案的确定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，设计中选用金属环矩鞍DN50填料。
2.精馏塔的物料衡算2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率甲醇的摩尔质量： M甲=32.04kg/kmol水的摩尔质量: M水=18.02kg/kmolXF=(0.46/32.04)/[0.46/32.04+0.54/18.02]=0.324XD=(0.997/32.04)/[0.997/32.04+0.003/18.02]=0.995XW=(0.005/32.04)/(0.005/32.04+0.995/18.02)=0.00282.2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量MF=0.324*32.04+(1-0.324)*18.02=22.56kg /kmolMD=0.995*32.04+(1-0.995)*18.02=31.97kg/kmolMW=0.0028*32.04+(1-0.0028)*18.02=18.06kg/kmol2.3物料衡算原料处理：qn,F=3000/22.56=132.98 kmol/h总物料衡算: 30.728=qn,D +qn,W甲醇物料衡算: 132.98*0.324=0.995 qn,D +0.0028qn,W解得: qn,D =43.05kmol/h qn,W=89.93kmol/h3塔板数的确定3.1甲醇-水属理想物系,故可用图解法求理论板层数.3.1.1由以知的甲醇-水物系的气液平衡数据,绘出x-y图.3.1.2求最小回流比及操作回流比采用作图法求最小回流比:在x-y 图中对角线上，自点e （0.324,0.324）作垂线即为进料线.该线与平衡线的交点坐标: y =0.682 x =0.324 故最小回流比; R min=(x D –y q )/(y q –x q )=(0.995-0.682)/(0.682-0.324)=0.87. 取操作回流比:R=1.743.1.3求精馏塔的气液相负荷q n,L =R* q n,D =1.74*43.05=74.91kmol/hq n,V =(R+1)* q n,D =2.74*43.05=117.96kmol/h q 、n,L= q n,L +q n,F =74.91+132.98=207.89 kmol/h q 、n,V = q n,V =117.96 kmol/h 3.1.4操作线方程 精馏段：y===0.635x+0.363提馏段：y ’===1.762-0.00213.1.5采用图解法求理论求解结果为：总理论板数: N T =11 进料位置为: N F =7 3.2全塔效率E绘出甲醇-水的气液平衡数据作t-x/y 图,查得:塔顶温度: t=64.6℃ 塔平均温度:t=82.0℃塔釜温度: t=99.3℃ 精馏段平均温度:t=70.75℃ 进料温度: t=76.8℃ 提馏段平均温度:t=88.05℃ 82.0℃下进料液相平均粘度:查手册有:μ甲=0.272mpas, μ水=0.3478mpas ，x 甲=0.192 y 甲=0.565μ=X μ甲+(1-X) μ水=0.324*0.272+(1-0.324)*0.3478=0.323mpasα===5.47=0.49=0.49=0.433.3实际塔板数的求取精馏段实际板层数: N=N/=6/0.43=13.95≈14块提留段实际板层数: N =N/=5/0.43=11.63≈12块.4 精馏塔的工艺条件及物性数据的计算4.1平均摩尔质量塔顶平均摩尔质量:X=Y=0.995. 查平衡曲线(X-Y图)得:X=0.98 MVD=0.995*32.04+(1-0.995)*18.02=31.97kmol/hMLD=0.98*32.04+(1-0.98)*18.02=31.76kmol/h 进料板层平均摩尔质量:查X-Y图得: YF =0.578 XF=0.196MVF=0.578*32.04+(1-0.578)*18.02=26.12kmol/hMLF=0.196*32.04+(1-0.196)*18.02=20.77kmol/h 塔底平均摩尔质量:XW =0.0028. YW=0.013MVW=0.013*32.04+(1-0.013)*18.02=18.20 kmol/hMLW=0.0028*32.04+(1-0.0028)*18.02=18.06kmol/h 精馏段平均摩尔质量:MVJ=(+)/2=(31.97+26.12)/2=29.05 kmol/hMLJ=(+)/2=(31.76+20.77)/2=26.27 kmol/h提馏段平均摩尔质量:M’VJ=(+)/2=(26.12+18.20)/2=22.16 kmol/hM’LJ=(+)/2=(20.77+18.06)/2=19.41kmol/h4.2平均密度计算(1).气相平均密度:由气液平衡图求得蒸汽平均温度：tJ = 70.75℃，tT=88.05℃故得精馏段的蒸汽密度：ρY，J =M T，J /22.4*[T0 /（T0 +t J）] =1.063kg/m3提留段的蒸汽密度：Y，T =MT，T/22.4*[T/（T+tT）] =0.748kg/m3(2).液相平均密度计算: 液相平均密度依下列式计算:1/lm=∑i/i塔顶液相平均密度计算:由t=64.6℃查手册得:甲醇=747.24kg/m -3水=980.66 kg/m 3lDm=1/[(0.997/747.24)+(0.003/980.66)]=747.77 kg/m 3进料板液相平均密度:由t=76.8℃,查手册得: 甲醇=736.88kg/m -3水=974.98kg/m 3进料板液相的质量分数：甲醇=0.196*32.04/[(0.196/32.04)+(0.804/18.02)]=0.302lFm=1/[(0.302/736.88)+(0.698/974.98)]=888.30 kg/m 3塔底液相的平均密度：查手册得在99.3℃时水的密度为：甲醇=712.9kg/m -3水=958.88 kg/m 3=1/[(0.005/712.9)+(0.995/958.88)]=957.23kg/m 3精馏段液相平均密度为:lJ=(747.77+888.30)/2=818.04 kg/m 3提留段液相平均密度：lT=（888.30+957.23）/2=922.77 kg/m 34.3液体平均表面张力计算 液相平均表面张力依下式计算: δ=∑x i /δi塔顶液相平均表面张力的计算:由t=64.6℃查手册得: δ甲醇=18.2 mN/m δ水 =65.345 mN/m δlDm =0.995*18.2+0.005*65.345=18.44 mN/m进料板液相表面张力的计算:由t=76.8℃查手册得: δ甲醇=17.3mN/m δ水=63.144 mN/mδlFm=0.122*17.3+0.818*63.144=54.16 mN/m 塔釜液体的表面张力接近水的表面张力，由t= 99.3℃查手册得：δ甲醇=12.878mN/m δ水=58.933 mN/mδlWm=0.0028*12.878+0.9972*58.933=58.80 mN/m 精馏段液相平均表面张力为:δlT=(18.44+54.16)/2=36.3 mN/m提留段液体平均表面张力为：δlT=(54.16+58.80)/2=56.48 mN/m4.4液体平均粘度计算液相平均粘度依下式计算,即:lgμm =∑xilgμi塔顶液相平均粘度的计算:由t=64.6℃查手册得：μ甲醇=0.330 mpas μ水=0.448 mpaslgμlDm=0.995*lg0.33+0.005*lg0.448解出：μlDm=0.3305 mpas进料板液相平均粘度的计算：由t=76.8℃查手册得：μ甲醇=0.286 mpas μ水=0.329 mpaslgμlFm=0.196*lg(0.286)+0.804*lg(0.329)解出：μlDm=0.3587 mpas塔釜液相平均粘度的计算：由t=99.3℃查手册得：μ甲醇=0.2295mpas μ水=0.2861mpaslgμlWm=0.0028*lg(0.2295)+0.9972*lg(0.2861)解出：μlDm=0.2859 mpas精馏段液相平均粘度为：μlJ=(0.3587+0.3305)/2=0.3346 mpas提留段液相平均粘度为：μlT=(0.3587+0.2859)/2=0.3223 mpas5精馏塔的塔体工艺尺寸计算5.1 塔径的计算5.1.1精馏段塔径计算WL=74.91*26.27=1967.89 kg/hWV=117.96*29.05=3426.74 kg/h精馏段气、液混合物的平均体积流量：= ==0.924m3/s= ==0.000668m3/s贝恩—霍根关联式=A-K=0.06225-1.75*解得：=5.36 m/s取=0.7=3.752 m/sD==0.56m圆整为0.6m此时==3.27m/s泛点速率校核：==0.61 在允许范围内5.1.2.提留段塔径计算计算方法同精馏段,计算结果为:uF=5.72m/sD=0.542 m圆整塔径,取 D=0.60m.泛点率校核：u==3.44m/su/ uF=(3.44/5.72)=0.60 (在允许范围内) 填料规格校核： D/d =600/50=12 >8液体喷淋密度校核：取最小润湿速率为: (lw )m=0.08 m3 / m2h查附录五得：at=74.9m3 /m2 .h.u min =(lw)m* at=0.08*74.9=5.992 m3 / m2hu=3600*0.000668/(0.785*0.6*0.6)=8.51m3 / m2h >5.992 m3 / m2h 5.2填料层高度计算Z=HETP*NT.Lg(HETP)=h-1.292lnδl +1.47lnμl查表有: h=7.0653.精馏段填料层高度为：HETP=0.862m Z景=6*0.862=5.172 mZ′精=1.25*5.172=6.465 m提留段填料层高度为：HETP=0.442mZ提=5*0.442=2.21 mZ′提=1.25*2.21=2.76 m设计取精馏段填料层高度为6.5m,提留段填料层高度为3m.对于环矩鞍填料, 要求h/D=8～15. hmax≤6m.取h/D=12, 则 h=12*600=7.2 m.不需要分段。
精馏塔之填料塔
二. 填料的类型及性能评价
• 流道收缩、扩大的交替重复，实现了“脉冲”传质过程。 • 特点是处理量大，压降小。适用于真空精馏，大塔径场合。
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二. 填料的类型及性能评价
• 2. 填料的几何特性 • （1）比表面积α：单位体积填料层具有的填料表面积，m2/m3。填料的比表面积愈大，所提供的气液传质
• 填料因子值小表示流动阻力小，液泛速度可以提高。
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二. 填料的类型及性能评价
• （4）堆积密度ρp：单位体积填料的质量，以表示，kg/m3。在机械强度允许的条件下，填料壁要尽量薄 以减小堆积密度，这样既增大了空隙率又降低成本。
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二. 填料的类型及性能评价
• （5）个数n：单位体积填料层具有的填料个数。根据计算出的 塔径与填料层高度，再根据所选填料的n值，即可确定塔内需要 的填料数量。一般要求塔径与填料尺寸之比D/d<8（此比值在 8～15之间为宜），以便气、液分布均匀。若D/d>8 ，在近塔 壁处填料层空隙率比填料层中心部位的空隙率明显偏高，会影 响气液的均匀分布。若D/d值过大，即填料尺寸偏小，气流阻 力增大。
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பைடு நூலகம்
二. 填料的类型及性能评价
• （2）空隙率ε：单位体积填料层具有的空隙体积，m3/m3。 值大则气体通过填料层的阻力小，故ε值以高 为宜。重要指标。
• 对于乱堆填料，当塔径与填料尺寸之比大于8时，因每个填料在塔内的方位是随机的，填料层的均匀性较好， 这时填料层可视为各向同性，填料层的空隙率就是填料层内任一横截面的空隙截面分率。
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三. 填料塔的流体力学性能
• ②载液区 • 气速增大，气体对液膜流动产生阻滞作用，使液膜增厚，填料层的持液量随气速的增加而增大，此现象称
填料精馏塔实验性能测试及计算机绘图
第8卷 第6期 2008年3月167121819(2008)621620203 科 学 技 术 与 工 程Science Technol ogy and Engineering Vol .8 No .6 M ar .2008Ζ 2008 Sci .Tech .Engng .化工技术填料精馏塔实验性能测试及计算机绘图王增英 熊双喜3(台州学院医药化工学院,临海317000)摘 要 对废液中各浓度乙醇的回收再利用进行了研究,主要对各浓度乙醇精馏过程中的不同实验条件进行了初探,得出了塔釜加热温度、塔釜液浓度、回流比等实验条件与塔顶产品浓度之间的关系,并用计算机绘制了图表,确定一组最优的实验条件。
关键词 精馏 乙醇 回流比 塔顶产品浓度中图法分类号 T Q028.31; 文献标志码 B2007年11月29日收到第一作者简介:王增英(1984—),女,吉林省安图县人,E 2m ial:Lu 2osha mengde@ 。
3通信作者简介;熊双喜(1953—),男,副教授。
湖南道县人。
乙醇是一种重要的精细有机化工产品,也是一种常用的化学试剂,在电子工业中用作清洗剂,制药工业、涂料及黏合剂中作为溶剂或燃料,用量大。
通过填料精馏塔对低浓度乙醇的提纯是化工工业中最常用的一种方法,但提纯过程中精馏塔的很多参数都需要确定与优化。
通过本实验我们得出了大量的实验数据,由计算机绘图找出最优一组实验参数,在这组参数下进行提纯将会节约大量能源。
同时又可随着石油工业的飞速发展,原料与产品的纯度要求不断提高,沸点相近的溶剂混合物组分的分离日益增多,低浓度乙醇无法满足各个方面要求,且在工业生产的废液中含有大量的低浓度乙醇,所以低浓度乙醇的提纯和回收再利用的研究与开发已十分活跃〔1—3〕。
1 实验部分1.1 实验装置(图1)图1 填料精馏塔过程示意图本实验装置的主体设备是填料精馏塔、θ环不锈钢填抖。
配套有冷凝器2回流头、蒸馏瓶、电磁铁—时间继电器、电热包、加料管、温度计,压力计,流量计,TK 控温仪表等。
填料式精馏塔设计
（14）
4、 辅助设备的选型计算
7.储槽的选型计
算…………………………………………… （15）
8.换热器的选型计算
…………………………………………（16）
9.主要接管尺寸的选型计算
…………………………………（19）
10.泵的选型计算
…………………………………………… （21）
11.流量计选取
……………………………………………… （21）
（5）
2.全塔物料衡
算…………………………………………………（5）
3.采用图解法，求解RMin，R
……………………………………(5）
4.填料塔压力降的计
算…………………………………………(6）
5.D、Z、计算…………………………………………………
（7）
6.计算结果列表 ………………………………………………
查得103℃下，甲醇密度 水
由 得：
＝956.080kg/m3 进料板 ＝915.988kg/m3
故提馏段平均液相密度
5.2.5提馏段汽相平均密度
5.2.6提馏段平均液相粘度’
查《化学工程手册》第一篇 ： 塔底 103℃
甲醇
A 555.30
水
658.25
＝0.2663cp 进料板： ℃时
=0.3182cp 则提馏段平均液相粘度 塔板效率 ET=0.17-0.616lg=0.487 N=NT/ET=22.6 实际塔板数应取23块。
化工原理 课程设计说明书
设计题目： 甲醇—水连续填料精馏塔 设计者： 专业： 学号：
指导老师：
2016年06月25日
目录
1、
前言
…………………………………………………………(3)
化工工艺设计第6章填料精馏塔的工艺设计
2.7
1.60
• 塔中：
F 4V 3600 D
2 T
G
3600 1.3
4 13930
2
2.7
1.77
• 塔底：
F 4V 3600 D
2 T
G
3600 1.3
4 14810
2
2.7
1.89
• 利用Smoker公式可算得精馏段和提馏段所需理论 级数分别为： 精馏段 (nt)精=8.82 提馏段 (nt)提=8.79 • 对250Y填料，可从性能曲线查得F=1.89时，每米 填料的当量理论级数为NTSM=2.8，于是精馏段和 提馏段的填料层高度分别为： 精馏段 Z精=(nt)精/(NTSM)精=8.82/2.8=3.15m 提馏段 Z提=(nt)提/(NTSM)提=8.79/2.8=3.14m • 在实际工程中，考虑到制造、安装等各种因素， 上述计算填料层高度应有适当富裕量。
塔径计算： • 求出流动参数FP：
L FP G
G L
（6-3）
• 由图查所选填料的Cmax值； • 由式（6-1）计算F因子设计值； • 由式（6-4）计算塔径
AT
3600 G L G Cs
G
0.5
DT
4
AT
（6-4）
式中 L——液相质量流率，kg/h； ρL——液相密度，kg/m3； AT——塔横截面积，m2。
T F 0.002533 V MP
（6-1）
F因子与Cs因子间的关系：
F Cs ρ L ρG
由于液泛点的定义尚不明确，难以确定，故 规整填料常以每米填料压降1000Pa作为极限 负荷。它比液泛点约低5%~10%，设计负荷通 常取极限负荷的75%~80%。
填料精馏塔理论塔板数的测定(精)
实验五 填料精馏塔理论塔板数的测定精馏操作是分离、精制化工产品的重要操作。
塔的理论塔板数决定混合物的分离程度，因此，理论板数的实际测定是极其重要的。
在实验室内由精馏装置测取某些数据，通过计算得到该值。
这种方法同样可以用于大型装置的理论板数校核。
目前包括实验室在内使用最多的是填料精馏塔。
其理论板数与塔结构、填料形状及尺寸有关。
测定时要在固定结构的塔内以一定组成的混合物进行。
一． 实验目的1．了解实验室填料塔的结构，学会安装、测试的操作技术。
2．掌握精馏理论，了解精馏操作的影响因素，学会填料精馏塔理论板数的测定方法3．掌握高纯度物质的提纯制备方法。
二． 实验原理精馏是基于汽液平衡理论的一种分离方法。
对于双组分理想溶液，平衡时气相中易挥发组分浓度要比液相中的高；气相冷凝后再次进行汽液平衡，则气相中易挥发组分浓度又相对提高，此种操作即是平衡蒸馏。
经过多次重复的平衡蒸馏可以使两种组分分离。
平衡蒸馏中每次平衡都被看作是一块理论板。
精馏塔就是由许多块理论板组成的，理论板越多，塔的分离效率就越高。
板式塔的理论板数即为该塔的板数，而填料塔的理论板数用当量高度表示。
填料精馏塔的理论板与实际板数未必一致，其中存在塔效率问题。
实验室测定填料精馏塔的理论板数是采用间歇操作，可在回流或非回流条件下进行测定。
最常用的测定方法是在全回流条件下操作，可免去加回流比、馏出速度及其它变量影响，而且试剂能反复使用。
不过要在稳定条件下同时测出塔顶、塔釜组成，再由该组成通过计算或图解法进行求解。
具体方法如下：１．计算法二元组份在塔内具有n 块理论板的第一块板的汽液平衡关系符合平衡方程式为：111y y -=w w N m x x -+11α （１） y 1——第一块板的气相组成x w ——塔釜液的组成m α——全塔(包括再沸器)α（相对挥发度）的几何平均值m α=w p ααN ——理论板数故有 N=mw w x x y y αlg )]1)(1lg[(11--—1 （２） 上式称为芬斯克（Fenske ）公式。
填料精馏塔的工作原理
填料精馏塔的工作原理
填料精馏塔是一种常用的分离技术设备，其主要应用于石油化工、化学工程和精细化工等行业中的物质分离、纯化和提纯。
其工作原理是利用不同物质在填料层中的挥发性差异，通过加热蒸发、冷却凝结等工艺步骤，使物质在填料层中不断分离并收集，从而达到提纯和纯化的目的。
填料精馏塔的主要组成部分包括底部的加热器、顶部的冷凝器、填料层以及分馏塔壳体等。
在工作时，物质首先进入填料层，填料层的种类和形态会影响到物质的分离效果。
填料层可以分为板式填料和填充式填料两种，其中填充式填料在工程应用中更为常见。
在填料层中，物质会发生汽液平衡，具有较高挥发性的组分会在较低温度下蒸发，从而上升到冷凝器中冷却凝结成液体。
较低挥发性的组分则会保持在填料层中，直到下降到加热器部分，再次升温后挥发蒸发，上升到冷凝器中冷却凝结成液体。
填料精馏塔的分离效果与物质的挥发性、填料层的种类和形态、塔内温度和压力等因素密切相关。
因此，在实际应用中，需要根据物质的性质和要求，选择合适的填料层和操作参数，以达到最佳的分离效果。
除了基本的填料精馏塔外，还有一些改进型的填料精馏塔，如气体分离填料塔、精细填料塔等。
这些塔的设计和工作原理都有所不同，
但基本的分离原理和流程是相同的。
填料精馏塔是一种常用的分离技术设备，其工作原理是利用物质挥发性差异，在填料层中不断分离并收集，从而达到提纯和纯化的目的。
在实际应用中，需要根据物质的性质和要求，选择合适的填料层和操作参数，以达到最佳的分离效果。
有关精馏塔填料资料(07.11下载)
有关精馏塔填料资料
金属丝网填料目前已成为最重要的高效精密填料之一。
它是由压成波纹的金属丝网片排列而成。
波纹对轴线倾角30度或45度，相邻两片波纹片方向相反，波纹片上开有小孔。
具有理论板数高、通量大、压力降低、几乎没有低负荷极限、操作弹性大等特点。
适用于难分离和热敏性物系的常压精馏、真空精馏等。
金属丝网波纹填料特性参数（材质有碳钢、不锈钢、316、316L等）
槽式液体分布器
槽式液体分布器通常是由分流槽（又称主槽或一级槽）、分布槽（又称副槽或二级槽）构成的。
一级槽通过槽底开孔将液体初分成若干流股，分别加入其下方的液体分布槽。
分布槽的槽底（或槽壁）上设有孔道（或导管），将液体均匀分布于填料层上。
槽式液体分布器具有较大的操作弹性和极好的抗污堵性，特别适合于大气液负荷及含有固体悬浮物、粘度大的液体的分离场合。
由于槽式分布器具有优良的分布性能和抗污堵性能，应用范围非常广泛。
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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，此设计采用高位槽泡点进料、塔底再沸器和塔顶全凝器的重力回流的方式，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，以及再沸器和冷凝器的类型和尺寸，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。
对冷凝器、加热器、塔内管径、液体分布器、填料支撑板、塔釜及除沫器进行了选型计算，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；理论板数；结构尺寸；流量；回流比AbstractThe packed tower is continuous contact gas-liquid mass transfer equipment. Compared with tray column, the packed tower not only has a simple structure, but also has higher capacity to product. The packed tower can choose the separation of packing materials and handle corrosive materials. Especially for operation of low pressure drop vacuum distillation , the packed column shows superiority. This article make methanol-water mixture as the object of study .Because methanol-water system has a wide relative volatility at atmospheric, so this design adopt atmospheric distillation. According to the material properities, operating conditons and other factors,we select packed tower. This design adpot high groove bubble point to charge-in, the way of tower bottom reboiller and the gravity reflux of supertower condenser and this design is the pached distillation of separae methanol from water. By mthanol-water related data, this paper make material and heat material balance calculation, conclude the relationship between the flow, composition of distillation products and the flow, composition of charge-in, as well as reboiler and condensers’type and size, and then get the count of theoretical plate. This thesis analysis the flow and physical paraameters of charge-in, supertower, tower bottom, stripping section, rectifying section. This paper calculate the diameter of stripping section and rectifying section and the height of packing layer, then determine the structural size of tower. This thesis makes section and calculation on condenser, heater, inside diameter of tower, liquid distributor, packing support panel, recifier,then get packed distillation column of separating methanol and water.Key words：packed tower；number of theoretical plate；structure size；reflux ratio引言精馏塔分为筛板塔和填料塔两大类，填料塔又分为散堆填料和规整填料两种。
筛板塔虽然结构较简单，适应性强，易于放大，在空气分离设备中被广泛应用。
但是，随着气液传热、传质技术的发展，对高效规整填料的研究，一些效率高、压强小、持液量小的规整填料的开发，在近十多年内逐步替代了筛板塔。
近年来，国内外对填料塔的研究开发进展很迅速，新型高效填料塔的不断出现使填料塔的应用更加广泛。
直径达几米的大型填料塔在工业上已非罕见。
由于填料塔结构的改进，新型的高负荷填料的开发，既提高了塔的通过能力和分离效能又保持了压降小的性能。
对于设计分离甲醇—水的混合液的填料精馏塔，采用了常压精馏泡点进料的方式。
设计此填料精馏塔主要从回流比的确定，提留段和精馏段，塔底、塔顶进料状况、塔径、填料层高度的大量计算来确定塔结构，并通过主要附属设备及附件的选型来确定甲醇—水混合液的分离装置——填料塔。
填料塔是化学工业和石油工业各部门应用广泛的主要塔器设备，是一种应用极为广泛的气液传质设备，它具有结构简单、制作方便、流体阻力较小、压降低，填料易用材料耐腐蚀材料制造等优点。
本论文主要讲的是填料精馏塔的计算及设计，包括各组成部分的选择类型、尺寸大小。
进而完成全塔的设计。
目录第1章概述 (1)1.1 与物性有关的因素 (1)1.2 与操作条件有关的因素 (1)1.3 本章小结 (2)第2章流程确定和说明 (3)2.1 加料方式 (3)2.2进料状况 (3)2.3塔顶冷凝方式 (3)2.4 回流方式 (3)2.5加热方式 (4)2.6 加热器 (4)2.7本章小结 (4)第3章精馏塔的设计计算 (5)3.1 操作条件与基础数据 (5)3.2精馏塔工艺计算 (7)3.3精馏塔主要尺寸的设计计算 (12)3.4填料的选择 (17)3.5塔径的设计计算 (18)3.6 填料层高度的计算 (19)3.7 本章小结 (20)第4章附属设备及主要附件的选型计算 (21)4.1冷凝器 (21)4.2 加热器 (21)4.3 塔内管径的计算及选择 (21)4.4 液体分布器 (23)4.5 填料及支撑板的选择 (24)4.6 塔釜设计 (24)4.7 除沫器 (25)4.8 本章小结 (25)结论 (26)参考文献 (28)致谢 (29)第1章概述在炼油、石油化工、精细化工、食品、医药及环保等部门，塔设备属于使用量大，应用面广的重要单元设备。
塔设备广泛用于蒸馏、吸收、萃取、洗涤、传热等单元操作中。
所以塔设备的研究一直是国内外学者普遍关注的重要课题。
塔设备按其结构形式基本上可分为两类：板式塔和填料塔。
以前，在工业生产中，当处理量大时多用板式塔，处理量小时采用填料塔。
近年来由于填料塔结构的改进，新型的、高负荷填料的开发，既提高了塔的通过能力和分离效能又保持了压降小以性能稳定等特点。
因此填料塔已被推广到大型汽液操作中。
在某些场合还代替了传统的板式塔。
如今，直径几米甚至几十米的大型填料塔在工业上已非罕见。
随着对填料塔的研究和开发，性能优良的填料塔必将大量用于工业生产中。
板式塔为逐级接触式汽液传质设备，它具有结构简单、安装方便、操作弹性大、持液量小等优点。
同时也有投资费用较高、填料易堵塞等缺点。
本设计目的是分离甲醇-水混合液，处理量不大，故选用填料塔。
塔型的选择因素很多。
主要因素有物料性质、操作条件、塔设备的制造安装和维修等。
1.1与物性有关的因素①易起泡的物系在板式塔中有较严重的雾沫夹带现象或引起液泛，故选用填料塔为宜。
因为填料不易形成泡沫。
本设计为分离甲醇和水，故选用填料塔。
②对于易腐蚀介质，可选用陶瓷或其他耐腐蚀性材料作填料，对于不腐蚀的介质，则可选金属性质或塑料填料，而本设计分离甲醇和水，腐蚀性小可选用金属填料1.2与操作条件有关的因素①传质速率受气膜控制的系统，选用填料塔为宜。
因为填料塔层中液相为膜状流、气相湍动，有利于减小气膜阻力。
②难分离物系与产品纯度要求较高，塔板数很多时，可采用高效填料。
③若塔的高度有限制，在某些情况下，选用填料塔可降低塔高，为了节约能耗，故本设计选用填料塔。
④要求塔内持液量、停留时间短、压强小的物系，宜用规整填料1.3 本章小结本章主要叙述了板式塔与填料塔的比较，对塔型的吧选择因素的介绍，从物料性质、操作条件两方面来选择塔的类型。
以此确定选用填料塔来分离甲醇—水的混合物。
第2章流程确定和说明2.1加料方式加料方式有两种：高位槽加料和泵直接加料。
采用高位槽加料，通过控制液位高度，可以得到稳定的流量和流速。
通过重力加料，可以节省一笔动力费用。
但由于多了高位槽，建设费用增加；采用泵加料，受泵的影响，流量不太稳定，流速也忽大忽小，从而影响了传质效率，但结构简单、安装方便；如采自动控制泵来控制泵的流量和流速，其控制原理较复杂，且设备操作费用高。
本次实验采用高位槽进料。
2.2 进料状况进料状况一般有冷液进料、泡点进料。
对于冷液进料，当组成一定时，流量一定，对分离有利，节省加热费用。
但冷液进料受环境影响较大，对于沈阳地区来说，存在较大温差，且增加塔底蒸汽上升量，增大建设费用。
采用泡点进料，不仅对稳定塔操作较为方便，且不受季节温度影响。
综合考虑，设计采用泡点进料。
泡点进料时，基于恒摩尔流假定精馏段和提馏段塔径基本相等，制造上较为方便。