甲醇水筛板精馏塔课程设计
设计甲醇-水溶液的常压筛板精馏塔化工课程设计
目录一、绪论 (4)二、设计方案简介 (6)2.1 设计分析 (6)2.2 设计方案 (6)2.3工艺流程 (6)2.4设计方案概述 (7)三、装置设备的工艺计算 (8)3.1设计题目中的已知条件： (8)3.2物料的衡算 (8)3.3塔板数的确定 (9)甲醇和水的气液平衡数据 (9)3.4 操作线方程 (10)3.5 理论塔板数的确定 (11)3.6实际塔板数 (13)3.7筛板的力学验算 (16)3.8漏液验算 (17)四、精馏塔热量衡算 (18)4.2塔顶蒸汽带出热量Q V (18)4.3塔底产品带出热量Q W (18)4.4进料带入热量Q F (18)4.5回流带入热量Q L (19)4.6塔釜加热量Q B (19)4.7总的热量衡算 (19)五、主要设备尺寸计算 (20)5.1塔和塔板工艺尺寸计算 (20)5.2塔径 (20)5.3精馏塔高度的计算 (21)5.4溢流装置 (21)5.5堰长 (21)5.6堰高 (21)5.7塔板的分块 (22)5.8筛孔计算及其排列 (24)5.9 塔高的计算 (24)六、辅助设备的选择 (25)6.1蒸汽管 (25)6.3进料管 (25)6.4塔釜液出口 (25)6.5间接蒸汽加热管 (26)七、设计结果与参考文献 (27)7.1计算结果总表 (27)7.2 参考文献： (28)八、主要符号说明 (29)九、后记 (30)一、绪论原理精馏一种利用回流使液体混合物得到高纯度分离的蒸馏方法，是工业上应用最广的液体混合物分离操作，广泛用于石油、化工、轻工、食品、冶金等部门。
精馏操作按不同方法进行分类。
根据操作方式，可分为连续精馏和间歇精馏；根据混合物的组分数，可分为二元精馏和多元精馏；根据是否在混合物中加入影响汽液平衡的添加剂，可分为普通精馏和特殊精馏（包括萃取精馏、恒沸精馏和加盐精馏）。
若精馏过程伴有化学反应，则称为反应精馏。
双组分混合液的分离是最简单的精馏操作。
甲醇水溶液板式精馏塔课程设计
原料温度： 20℃ 处理量： 5 万吨/年
原料组成： 甲醇的质量分数 WF=0.55 产品要求： 塔顶甲醇的质量分数 WD=0.97，塔底甲醇的质量分数 WW=0.02 生产时间： 300 天/年 冷却水进口温度：25℃
-9-
加热剂： 单板压降:
0.3MPa 饱和水蒸汽 ≤0.7kPa
生产方式：连续操作，泡点回流 五、 设计说明书内容(指设计说明书正文中包括的主要设计内容，根据目录列出大标 题即可) 6． 设计方案的确定 7． 带控制点的工艺流程图的确定 8． 操作条件的选择（包括操作压强、进料状态、加热剂、冷却剂、回流比） 9． 塔的工艺计算 (1) 全塔物料衡算 (2) 最佳回流比的确定 (3) 理论板及实际板的确定 (4) 塔径的计算 (5) 降液管及溢流堰尺寸的确定 (6) 浮阀数及排列方式（筛板孔径及排列方式）的确定 (7) 塔板流动性能的校核（液沫夹带校核，塔板阻力校核，降液管液泛校核，液体 在降液管内停留时间校核，严重漏液校核） (8) 塔板负荷性能图的绘制 (9) 塔板设计结果汇总表 10． 辅助设备工艺计算
化工与制药学院
课程设计说明书
课题名称 甲醇-水溶液板式精馏塔课程设计 专业班级 精细化工 01 学生学号 1206210306 1206210301 1206210322 学生姓名 学生成绩 指导教师 课题工作时间 杜 治 平 2014.12.22—2015.1. 郝张升 陈林周 王曙光
课程设计任务书
专业 化学工程与工艺 年 班级 月 12 精化 01 学生姓名
发题时间：
日化工原理课程设计任务书
一．设计题目：5 万吨/年甲醇-水溶液精馏塔设计 二．设计条件： 原料： 甲醇、 水
原料温度： 20℃ 处理量： 5 万吨/年
化工原理课程设计之甲醇水连续筛板塔设计
化工原理课程设计题目甲醇-水连续精馏塔的设计姓名胡士彭学号200907120237年级2009级专业化学工程与工艺系（院）化学化工学院指导教师杨兰2012年5月（一）设计题目甲醇-水连续精馏塔的设计（二）设计任务及操作条件1) 进料：甲醇含量为42 %（质量百分率，下同）的常温液体；2) 产品的甲醇含量为90%；3) 残液中甲醇含量为1%；4) 年处理甲醇-水混合液：30000吨（开工率300 天/年）；5) 操作条件a) 塔顶压力：常压b) 进料热状态：泡点进料c) 回流比：R=2.7Rmin d) 加热方式：间接蒸汽e) 单板压降：≤0.7kPa （三）板类型筛板塔（四）厂址临沂地区（五）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；5) 塔板主要工艺尺寸的计算；6) 塔板的流体力学验算；7) 塔板负荷性能图；8) 精馏塔接管尺寸计算；9) 对设计过程的评述和有关问题的讨论。
本设计主要符号说明：英文字母A a---- 塔板的开孔区面积，m2 △P P----气体通过每层筛板的压降A f---- 降液管的截面积, m2 t----筛孔的中心距A o---- 筛孔区面积, m2u’o----液体通过降液管底隙的速度A T----塔的截面积m2 W c----边缘无效区宽度C----负荷因子无因次W d----弓形降液管的宽度C20----表面张力为20mN/m的负荷因子W s----破沫区宽度d o----筛孔直径Z----板式塔的有效高度D----塔径m 希腊字母e v----液沫夹带量kg液/kg气θ----液体在降液管内停留时间E T----总板效率μ----粘度R----回流比ρ----密度Rmin----最小回流比σ----表面张力M----平均摩尔质量kg/kmol φ----液体密度校正系数、开孔率t m----平均温度℃下标g----重力加速度9.81m/s2 max----最大的F o----筛孔气相动能因子kg1/2/(s.m1/2) min----最小的hl----进口堰与降液管间的水平距离m L----精馏段液相的h c----与干板压降相当的液柱高度m V----精馏段气相的、h d----与液体流过降液管的压降相当的液注高度m L'----提馏段液相的h f----塔板上鼓层高度m V'----提馏段气相的h L----板上清液层高度mh1----与板上液层阻力相当的液注高度mho----降液管的义底隙高度mh ow----堰上液层高度mh W----出口堰高度mh’W----进口堰高度mhσ----与克服表面张力的压降相当的液注高度mH----板式塔高度mH d----降液管内清液层高度mH D----塔顶空间高度mH F----进料板处塔板间距mH T----塔板间距mK----稳定系数l W----堰长mq v,L,h----液体体积流量m3/hq v,v,h----气体体积流量m3/h目录一、设计方案的确定 (5)二、精馏塔的物料衡算 (5)三、塔板数的确定 (5)四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据数据的计算错误！未定义书签。
分离甲醇—水混合液的筛板精馏塔化工原理课程设计大学论文
化工原理课程设计说明书设计题目：分离甲醇—水混合液的筛板精馏塔设计时间：专业名称：学生姓名：设计成绩：化工原理课程设计任务书一、设计题目分离甲醇——水混合液的筛板精馏塔二、设计数据及条件生产能力：年处理甲醇——水混合液 8.3 万吨（年开工300天）原料：轻组分含量为 40% （质量百分率，下同）的常温液体分离要求：塔顶轻组分含量不低于 93%塔底轻组分含量不高于 24%建厂地区：沈阳市三、设计要求：1、编制一份精馏塔设计说明书，主要内容要求：<1>.前言<2>.流程确定和说明<3>.生产条件确定和说明<4>.精馏塔的设计计算<5>.主要附属设备及附件的选型计算<6>.设计结果列表<7>.设计结果的自我总结评价与说明<8>.注明参考和使用的设计资料2、编制一份精馏塔工艺条件单，绘制一份带控制点的工艺流程图。
前言精馏是利用液体混合物中各组分挥发性的差异对其进行加热，然后进行多次混合蒸气的部分冷凝和混合液的部分加热汽化以达到分离目的的一种化工单元操作。
精馏操作应在塔设备中完成，塔设备提供气液两相充分接触的场所，有效地实现气液两相间的传热、传质，以达到理想的分离效果，在化工、炼油、石油化工等工业中得到广泛应用。
精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作，精馏过程中气液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物个各组分的挥发度不同，使易挥发组分由液相向气相转移，实现原料液中各组分的分离。
本设计的题目是甲醇-水二元物系板式精馏塔的设计。
采用板式塔分离甲醇-水的液相混合物。
板式塔与填料塔相比用于精馏装置有诸多优势。
板式塔是逐级接触，混合物浓度呈阶跃式变化。
板式塔主要功能：在每块踏板上气液两相若保持充分接触，可为传质过程提供足够大且不断更新的相际接触面，减小传质阻力;在塔内使气液两相呈逆流流动，以提供最大的传质阻力。
板式塔可方便地住塔板安装冷却盘管。
甲醇和水的精馏设计
课程设计说明书
题目名称： 甲醇-水筛板塔工艺设计
专业班级： 学生姓 指导教师： 完成日期： 2014.7.4
新疆工程学院
课程设计评定意见
设计题目： 甲醇—水筛板塔工艺设计 学生姓名： 评定指标：
序号
评分指标
具体要求
分数范围
1
学习态度
努力学习，遵守纪律，作风严谨务实，按 期完成规定的任务。
*-
1. 概述
精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置，又称为蒸馏塔。有板 式塔与填料塔两种主要类型。根据操作方式又可分为连续精馏塔与间歇 精馏塔。
蒸馏的基本原理是将液体混合物部分气化,利用其中各组份挥发度 不同（相对挥发度）的特性，实现分离目的的单元操作。蒸馏按照其操
作方法可分为：简单蒸馏、闪蒸、精馏和特殊精馏等。 本设计题目是：甲醇—水醇精馏塔工艺设计及附属设备选型。筛板
30%
75.3
40%
73.1
50%
71.2
60%
69.3
70%
67.5
80%
66
90%
65
95%
64.5
100%
据此可得甲醇-乙醇系统的x-y图
塔顶 塔釜
进口
36.50% 41.80% 51.70% 57.90% 66.50% 72.90% 77.90% 82.50% 87% 91.50% 95.80% 97.90% 100%
缺点：操作弹性小、筛孔小易堵；
4 工艺计算
4.1确定塔顶、塔底物料量及组成
甲醇的摩尔质量 水的摩尔质量 进料摩尔分数 塔顶摩尔分数 塔釜摩尔分数
M= 0.9832.04+ 0.02 18.01=31.76kg/kmol M=0.02032.042+0.9818,01=18.29kg/kmol 总物料衡算 易挥发组分物料衡算 由上式联立得到
甲醇—水连续精馏筛板塔的设计
目录设计任务书 3 设计说明书41 概述 42 设计方案确定 53 设计计算 (5)3.1 精馏塔的物料衡算 53.1.1原料液、塔顶及塔底产品的平均摩尔质量 53.1.2塔顶产品产量、釜残液量及进料流量计算63.2 塔板数的确定63.2.1、理论板层数N的求取6T3.3 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算93.3.1操作压力计算93.3.2操作温度计算103.3.3平均摩尔质量计算103.3.4平均密度计算113.3.5体积流率计算123.3.6液体平均表面张力的计算123.3.7液体平均粘度计算133.4 精馏塔的塔体工艺尺寸计算133.4.1塔径的计算133.4.2塔高的计算153.5 塔板主要工艺尺寸计算153.5.1精馏段计算163.5.2提馏段计算173.6 筛板的流体力学验算193.6.1精馏段流体力学验算193.6.2提馏段流体力学验算213.7塔板负荷性能图233.7.1精馏段负荷性能图23 4附属设备的选型26 5所设计筛板的主要结果汇总29 6设计评述30 7参考文献 31设计任务书一、设计题目 甲醇—水连续精馏筛板塔的设计 二、设计任务（1）原料液中甲醇含量：质量分率=30%（质量），其余为水。
（2）塔顶产品中甲醇含量不得低于97%（质量）。
（3）残液中甲醇含量不得高于0.8%（质量）。
（4）生产能力：56200t/y 甲醇产品，年开工320天。
三、操作条件（1）精馏塔顶压强：4.0KPa （表压） （2）进料热状态：泡点进料 （3）回流比：R =1.2min R （4）单板压降压：≯0.7KPa （5）冷凝器冷却剂：水，冷却剂温度：1t =25 C ︒；2t =40 C ︒（6）再沸器加热剂：饱和水蒸气，加热剂温度：P =3at （表压）热损失：1Q =5%B Q 四、要求（1）对精馏过程进行描述 （2）对精馏过程进行物料衡算和热量衡算 （3）对精馏塔进行设计计算 （4）对精馏塔的附属设备进行选型 （5）画一张精馏塔的装配图 （6）编制设计说明书 五、设计说明书的要求（1）目录（2）设计题目及原始数据（任务书）（3）简述精馏过程的生产流程及特点（4）精馏过程有关计算（物料衡算、热量衡算、理论塔板数、回流比、塔高、塔径、塔板设计、接管设计等）（5）附属设备的选型（裙座、再沸器、冷凝器等）；（6）设计结果概要（主要设备尺寸、衡算结果等）（7）设计评述（8）参考文献。
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——水分离过程板式精馏塔设计
滨州学院课程设计任务书一、课题名称甲醇——水分离过程板式精馏塔设计二、课题条件（原始数据）原料：甲醇、水溶液处理量：3200Kg/h原料组成：33%（甲醇的质量分率）料液初温：20℃操作压力、回流比、单板压降：自选进料状态：冷液体进料塔顶产品浓度：98%（质量分率）塔底釜液含甲醇含量不高于1%（质量分率）塔顶：全凝器塔釜：饱和蒸汽间接加热塔板形式：筛板生产时间：300天/年，每天24h运行冷却水温度：20℃设备形式：筛板塔厂址：滨州市三、设计内容1、设计方案的选定2、精馏塔的物料衡算3、塔板数的确定4、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算（加热物料进出口温度、密度、粘度、比热、导热系数）5、精馏塔塔体工艺尺寸的计算6、塔板主要工艺尺寸的计算7、塔板的流体力学验算8、塔板负荷性能图（精馏段）9、换热器设计10、馏塔接管尺寸计算11、制生产工艺流程图（带控制点、机绘，A2图纸）12、绘制板式精馏塔的总装置图（包括部分构件）（手绘，A1图纸）13、撰写课程设计说明书一份设计说明书的基本内容⑴课程设计任务书⑵课程设计成绩评定表⑶中英文摘要⑷目录⑸设计计算与说明⑹设计结果汇总⑺小结⑻参考文献14、有关物性数据可查相关手册15、注意事项⑴写出详细计算步骤，并注明选用数据的来源⑵每项设计结束后列出计算结果明细表⑶设计最终需装订成册上交四、进度计划（列出完成项目设计内容、绘图等具体起始日期）1、设计动员，下达设计任务书 0.5天2、收集资料，阅读教材，拟定设计进度 1-2天3、初步确定设计方案及设计计算内容 5-6天4、绘制总装置图 2-3天5、整理设计资料，撰写设计说明书 2天6、设计小结及答辩 1天目录摘要 (1)绪论 (2)第一章设计方案的选择和论证 (3)1.1设计思路 (3)1.2设计方案的确定 (3)1.3设计步骤 (4)第二章塔的工艺设计 (4)2.1基础物性数据 (4)2.2精馏塔的物料衡算 (6)2.2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (6)2.2.2进料热状况q的确定 (6)2.2.3操作回流比R的确定 (7)2.2.4求精馏塔的气液相负荷 (7)2.2.5操作线方程 (7)2.2.6用图解法求理论塔板数 (8)2.2.7实际板数的求取 (8)2.3 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (9)2.3.1进料温度的计算 (9)2.3.2 操作压强 (9)2.3.3平均摩尔质量的计算 (10)2.3.4平均密度计算 (10)2.3.5液体平均表面张力计算 (11)2.3.6液体平均粘度计算 (12)2.4 精馏塔工艺尺寸的计算 (12)2.4.1塔径的计算 (12)2.4.2精馏塔有效高度的计算 (14)2.5 塔板主要工艺尺寸的计算 (15)2.5.1溢流装置计算 (15)2.6浮阀数目、浮阀排列及塔板布置 (16)2.7塔板流体力学验算 (17)2.7.1计算气相通过浮阀塔板的静压头降 (17)2.7.2淹塔 (17)2.8精馏段塔板负荷性能图 (19)2.8.1雾沫夹带线 (19)2.8.2液泛线 (19)2.8.3液相负荷上限线 (20)2.8.4气体负荷下限线（漏液线） (20)2.8.5液相负荷下限线 (20)2.9小结 (21)第三章辅助设备的计算 (21)3.1精馏塔的附属设备 (21)3.1.1再沸器（蒸馏釜） (22)3.1.2塔顶回流全凝器 (23) (24)3.1.4泵的计算及选型 (24)第四章塔附件设计 (24)4.1接管 (24)4.1.1进料 (24)4.1.2回流管 (25)4.1.3塔底出料管 (25)4.1.4塔顶蒸气出料管 (25)4.1.5塔底进气管 (25)4.2除沫器 (25)4.3裙座 (26)4.4人孔 (26)4.5塔总体高度的设计 (26)4.5.1塔的顶部空间高度 (26)4.5.2塔的底部空间高度 (26)4.5.3塔立体高度 (26)设计结果汇总 (28)致谢 (29)主要符号说明 (30)附录 (33)摘要化工生产常需进行二元液相混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的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多次部分冷凝达到轻重组分分离目的的方法。
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甲醇水筛板精馏塔课程设计《化工原理》专业课程设计设计题目常压甲醇－水筛板精馏塔设计姓名：潘永春班级：化工101 学号：xx054052 指导教师：朱宪荣课程设计时间xx、6、8xx、6、20 化工原理课程设计任务书专业：化学与化学工程学院：化工101 姓名：潘永春学号 xx0054052 指导教师朱宪荣设计日期：xx 年6月8日至 xx年6月20日一、设计题目：甲醇－水精馏塔的设计二、设计任务及操作条件：1、设计任务生产能力（进料）413、34Kmol/hr操作周期8000小时/年进料组成甲醇0、4634 水0、5366（质量分率下同）进料密度233、9Kg/m3 平均分子量22、65塔顶产品组成 >99%塔底产品组成 <0、04%2、操作条件操作压力1、45bar （表压）进料热状态汽液混合物液相分率98% 冷却水20℃ 直接蒸汽加热低压水蒸气塔顶为全凝器，中间汽液混合物进料，连续精馏。
3、设备形式筛板式或浮阀塔4、厂址齐齐哈尔地区三、图纸要求1、计算说明书（含草稿）2、精馏塔装配图（1号图，含草稿）一、前言51、精馏与塔设备简介52、体系介绍53、筛板塔的特点64、设计要求:6二、设计说明书7三、设计计算书81、设计参数的确定81、1进料热状态81、2加热方式81、3回流比（R）的选择81、4 塔顶冷凝水的选择82、流程简介及流程图82、1流程简介83、理论塔板数的计算与实际板数的确定93、1理论板数计算93、1、1物料衡算93、1、2 q线方程93、1、3平衡线方程103、1、4 Rmin和R的确定103、1、5精馏段操作线方程的确定103、1、6精馏段和提馏段气液流量的确定103、1、7提馏段操作线方程的确定103、1、8逐板计算103、1、9图解法求解理论板数如下图:123、2实际板层数的确定124精馏塔工艺条件计算124、1操作压强的选择124、2操作温度的计算134、3塔内物料平均分子量、张力、流量及密度的计算134、3、1 密度及流量134、3、2液相表面张力的确定：144、3、3 液体平均粘度计算154、4塔径的确定154、4、1精馏段154、4、2提馏段174、5塔有效高度174、6整体塔高175、塔板主要工艺参数确定185、1溢流装置185、1、1堰长lw185、1、2出口堰高hw185、1、3弓形降液管宽度Wd和面积Af185、1、4降液管底隙高度h0195、2塔板布置及筛孔数目与排列195、2、1塔板的分块195、2、2边缘区宽度确定195、2、3开孔区面积Aa计算195、2、4筛孔计算及其排列206、筛板的力学检验206、1塔板压降206、1、1干板阻力hc计算206、1、2气体通过液层的阻力Hl计算216、1、4气体通过每层塔板的液柱高hp216、2 筛板塔液面落差可忽略216、3液沫夹带216、4漏液226、5液泛227、塔板负荷性能图227、1漏液线227、2液沫夹带线237、3液相负荷下限线247、4液相负荷上限线247、5液泛线247、6操作弹性258、辅助设备及零件设计268、1塔顶冷凝器（列管式换热器）268、1、1方案Ⅰ：垂直管268、1、2方案Ⅱ：水平管298、2各种管尺寸的确定308、2、1进料管308、2、2釜残液出料管308、2、3回流液管318、2、4再沸器蒸汽进口管318、2、5 塔顶蒸汽进冷凝器出口管318、2、6冷凝水管328、3冷凝水泵329、设计结果汇总3310、参考文献及设计手册35四、设计感想35 一、前言1、精馏与塔设备简介蒸馏是分离液体混合物的一种方法，是传质过程中最重要的单元操作之一，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，其探发性能不同（或沸点不同）来实现分离目的。
例如，设计所选取的甲醇-水体系，加热甲醇（沸点64、5℃）和水（沸点100、0℃）的混合物时,由于甲醇的沸点较水为低,即甲醇挥发度较水高,故甲醇较水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。
这多次进行部分汽化成部分冷凝以后，最终可以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。
在工业中，广泛应用精馏方法分离液体混合物，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，特别是大规模的生产中精馏的应用更为广泛。
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，本设计着重讨论常压下的双组分精馏，即苯-甲苯体系。
在化学工业和石油工业中广泛应用的诸如吸收，解吸，精馏，萃取等单元操作中，气液传质设备必不可少。
塔设备就是使气液成两相通过紧密接触达到相际传质和传热目的的气液传质设备之一。
塔设备一般分为阶跃接触式和连续接触式两大类。
前者的代表是板式塔，后者的代表则为填料塔。
筛板塔在九世纪初已应用与工业装置上，但由于对筛板的流体力学研究很少，被认为操作不易掌握，没有被广泛采用。
五年代来，由于工业生产实践，对筛板塔作了较充分的研究并且经过了大量的工业生产实践，形成了较完善的设计方法。
筛板塔和泡罩塔相比较具有下列特点：生产能力大于10、5%，板效率提高产量15%左右；而压降可降低30%左右；另外筛板塔结构简单，消耗金属少，塔板的造价可减少40%左右；安装容易，也便于清理检修。
本设计讨论的就是筛板塔。
2、体系介绍甲醇－水体系汽液平衡数据 (101、325kPa)：x00、05370、09260、12570、13150、16740、18180、20830、2319y00、283 40、40010、43530、48310、54550、55850、57750、62730、6485t/℃100 92、990、388、986、685、083、281、680、2x0、281 80、29090、33330、35130、46200、529 20、59370、68490、77010、87411、00y0、677 50、68010、69180、73470、77560、79710、81830、84920、89620、91941、00t/℃77、876、776、273、872、771、370、068、066、964、7甲醇、水密度、粘度、表面张力在不同温度下的值：5060708090100ρ甲醇760751743734725716ρ水988、1983、2977、8971、8965、3958、4µ甲醇0、3500、3060、2770、2510、225µ水0、4790、4120、3210、288σ甲醇18、7617、8216、9115、8214、89σ水66、264、362、660、758、83、筛板塔的特点筛板塔板简称筛板，结构持点为塔板上开有许多均匀的小孔。
根据孔径的大小，分为小孔径筛板(孔径为325mm)两类。
工业应用小以小孔径筛板为主，大孔径筛板多用于某些特殊场合(如分离粘度大、易结焦的物系)。
筛板的优点足结构简单，造价低；板上液面落差小，气体压降低，生产能力较大；气体分散均匀，传质效率较高。
其缺点是筛孔易堵塞，不宜处理易结焦、粘度大的物料。
应予指出，尽管筛板传质效率高，但若设计和操作不当，易产生漏液，使得操作弹性减小，传质效率下降、故过去工业上应用较为谨慎。
近年来，由于设计和控制水平的不断提高，可使筛板的操作非常精确，弥补了上述不足，故应用日趋广泛。
在确保精确设计和采用先进控制手段的前提下，设计中可大胆选用。
4、设计要求:设计条件：体系：甲醇-水体系 P=145kpa（表压）进料组成0。
4634 馏出液组成》0、99釜液组成《0、004 （以上均为质量分率）加料热状况 q=1、0塔顶全凝器泡点回流回流比 R=(1、1水精馏流程图3、理论塔板数的计算、实际板数的确定及热量衡算3、1理论板数计算3、1、1物料衡算已知进料量F＝413、34kmol/h，进料组成XF＝0、3269，进料q＝1设计要求：XD＝0、9824，Xw=0、0225衡算方程：F=D+W D=137、56Kmol/hFXF=DXD+WXW W=275、78Kmol/h3、1、2 相对挥发度的确定纯组分的饱和蒸汽压Ｐ０与温度ｔ的关系ABＣ甲醇８、０８０９７１５８２、２７１２３９、７２６水８、０７１３１１７３０、６３０２３３、４２６㏒＝Ｐsat=A-Ｂ／（Ｔ＋Ｃ）Ｔ用℃表示，P用㎜Hg表示。
α顶=1、64 α底=7、05α= α=3、40Xe=0、3269代入公式的：得y=0、5744（Xe,Ye）=(0、3269,0、5744)3、1、3Rmin和R的确定=0、51在(1、1—2、0)之间，符合要求。
3、1、4精馏段操作线方程的确定精馏段操作线方程：=0、7143xn+0、28073、1、5精馏段和提馏段气液流量的确定已知 D＝137、56kmol/h R＝2、5精馏段：L＝RD＝343、9kmol/h V＝（R＋1）D＝481、46kmol/h提馏段：L’＝L＋qF＝757、24kmol/h V’＝V-(1-q)F＝V＝481、46kmol/h3、1、6提馏段操作线方程的确定提馏段操作线方程：=1、5728Xw-0、0001289采用逐板计算法：XD=y1=0、9824 x1=0、9426 y2=0、9540 x2=0、8591 y3=0、8944 x3=0、7135 y4=0、7904 x4=0、5258 y5=0、6563 x5=0、3596 y6=0、5376 x6=0、2548<0、3269因x6<xq，第六块上升的气相组成由提馏段操作方程计算， y7=0、4006 x7=0、1643y8=0、2583 x8=0、09290 y9=0、1460 x9=0、0、04787 y10=0、0752 x10=0、02334 y11=0、03659 x11=0、01105 y12=0、01724x12=0、005134 y13=0、006786 x13=0、00xx y14=0、003025x14=0、0008917 y15=0、001274 x15=0、0001356 y16=0、0004607 x16=0、0001356<Xw=0、000225所需总理论板数为16块，第6块板为加料板，精馏段需6块板。
=0、567=0、420N精=10、60约11N提=24、087约25NT=36全塔效率：=44、44%3、2热量衡算3、2、1比热容及汽化热的计算比热容（kj/kmol、k)60708090100甲醇88、394、29101、3水75、29475、36675、5175、67275、816汽化潜热 T6080100甲醇（kj/kg）112810701030T62646668水(j/mol)42329422414215342065(1)塔顶温度td =64、85℃时，内插法求得 =89、12KJ/(molK)同理可分别求出：(3)进料塔温度tF=76、87℃时，比热容=94、506KJ/(molK)(3)塔底温度tw99、97℃时，比热容=86、6KJ/(molK)3、2、1热量衡算（1）0℃时塔顶上升的热量，塔顶0℃为基准（2）回流液的热量 td =64、85℃ (3)塔顶馏出液热量 (4)进料热(5)塔底残液热(6)冷凝管消耗热(7)再沸器提供热：塔釜热损失10%。