甲醇与水填料精馏塔的设计任务书
化工原理课程设计任务书-甲醇—水连续填料精馏塔
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：2007年 7 月13日目录一、设计任务书 (1)二、设计的方案介绍 (1)三、工艺流程图及其简单说明 (2)四、操作条件及精熘塔工艺计算 (4)五、精熘塔工艺条件及有关物性的计算 (14)六、精馏塔塔体工艺尺寸计算 (19)七、附属设备及主要附件的选型计算 (23)八、参考文献 (26)九、甲醇－水精熘塔设计条件图一、设计任务书甲醇散堆填料精馏塔设计：1、处理量：12000 吨/年(年生产时间以7200小时计算)2、原料液状态：常温常压3、进料浓度： 41.3%(甲醇的质量分数)塔顶出料浓度： 98.5%(甲醇的质量分数)塔釜出料浓度： 0.05%(甲醇的质量分数)4、填料类型：DN25金属环矩鞍散堆填料5、厂址位于厦门地区二、设计的方案介绍1、进料的热状况精馏操作中的进料方式一般有冷液加料、泡点进料、汽液混合物进料、饱和蒸汽进料和过热蒸汽加料五种。
本设计采用的是泡点进料。
这样不仅对塔的操作稳定较为方便，不受厦门季节温度影响，而且基于恒摩尔流假设，精馏段与提馏段上升蒸汽的摩尔流量相等，因此塔径基本相等，在制造上比较方便。
2、精熘塔的操作压力在精馏操作中，当压力增大，混合液的相对挥发度减小，将使汽相和液相的组成越来越接近，分离越来越难；而当压力减小，混合液的相对挥发度增大，α值偏离1的程度越大，分离越容易。
但是要保持精馏塔在低压下操作，这对设备的要求相当高，会使总的设备费用大幅度增加。
在实际设计中，要充分考虑这两个方面的影响，我们一般采用的是常压精馏。
如果在常压下无法完成操作，可以在一定条件下进行小幅度的减压或者增压来改变混合液的相对挥发度，实现精馏分离。
对于甲醇—水二元混合物系统在常压的情况下，相对挥发度的差异很大，容易分离。
因此在考虑多方面因素之后，本设计采用的常压精馏，即塔顶的操作压力控制在101.325kpa下。
(完整版)Aspenplus模拟甲醇、水精馏塔设计详细说明书
Aspen plus模拟甲醇、水精馏塔设计说明书一、设计题目根据以下条件设计一座分离甲醇、水混合物的连续操作常压精馏塔：生产能力：24500吨精甲醇/年；原料组成：甲醇50%w，水50%w；产品组成：塔顶甲醇质量分率≥94%w；塔底甲醇质量分率 1 %w；进料温度：350.5K；塔顶压力常压；进料状态饱和液体。
二、设计要求对精馏塔进行详细设计，给出下列设计结果并绘制塔设备图，并写出设计说明。
(1).进料、塔顶产物、塔底产物；(2).全塔总塔板数N；最佳加料板位置N F；(3).回流比R；(4).冷凝器和再沸器温度、热负荷；(5).塔内构件塔板或填料的设计。
三、分析及模拟流程1.物料衡算（手算）目的:求解 Aspen 简捷设计模拟的输入条件。
内容:(1)生产能力:一年按300天计算，进料流量为24500/（300*24）=3.40278 t/hr。
(2)原料、塔顶与塔底的组成（题中已给出）：原料组成：甲醇50%w，水50%w；产品:塔顶甲醇≥94%w；塔底甲醇《1% w。
(3).温度及压降：进料温度：77.35摄氏度=350.5K；2.用简捷模块（DSTWU）进行设计计算目的:对精馏塔进行简捷计算，根据给定的加料条件和分离要求计算最小回流比、最小理论板数、理论板数和加料板位置。
3.灵敏度分析目的:研究回流比与理论板数的关系（N T-R），确定合适的回流比与塔板数；研究加料板位置对产品的影响，确定合适的加料板位置。
方法:作回流比与理论塔板数的关系曲线（N T-R），从曲线上找到期望的回流比及塔板数。
4. 用详细计算模块（RadFrac）进行计算目的:精确计算精馏塔的分离能力和设备参数。
方法:用RadFrac模块进行精确计算，通过设计规定(Design Specs)和变化(Vary)两组对象进行设定，检验计算数据是否收敛，计算出塔径等主要尺寸。
5. 塔板设计目的：通过塔板设计(Tray sizing)计算给定板间距下的塔径。
甲醇—水分离过程填料精馏塔塔设计
课程设计题目：甲醇—水分离过程填料精馏塔塔设计1、设计简要1.1 设计任务及概述在抗生素类药物生产中，需要甲醇溶液洗涤晶体，洗涤过滤后产生废甲醇溶液，其组成为含甲醇50%、水50%（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，拟建一套填料精馏塔，对废甲醇进行精馏，得到含水量≦0.3%（质量分数）的甲醇溶液。
设计要求废甲醇溶液处理量为日产3吨，塔底废水中甲醇含量≦0.5%（质量分数）。
操作条件：(1) 常压；(2) 拉西环，填料规格。
1.2 设计方案填料塔简介填料塔是提供气-液、液-液系统相接触的设备。
填料塔外壳一般是圆筒形，也可采用方形。
材质有木材、轻金属或强化塑料等。
填料塔的基本组成单元有：①：壳体（外壳可以是由金属（钢、合金或有色金属）、塑料、木材，或是以橡胶、塑料、砖为内层或衬里的复合材料制成。
虽然通入内层的管口、支承和砖的机械安装尺寸并不是决定设备尺寸的主要因素，但仍需要足够重视;②：填料（一节或多节，分布器和填料是填料塔性能的核心部分。
为了正确选择合适的填料，要了解填料的操作性能，同时还要研究各种形式填料的形状差异对操作性能的影响）；③：填料支承（填料支承可以由留有一定空隙的栅条组成，其作用是防止填料坠落；也可以通过专门的改进设计来引导气体和液体的流动。
塔的操作性能的好坏无疑会受填料支承的影响）;④：液体分布器（液体分布的好坏是影响填料塔操作效率的重要因素。
液体分布不良会降低填料的有效湿润面积，并促使液体形成沟流）；⑤：中间支承和再分布器（液体通过填料或沿塔壁流下一定的高度需要重新进行分布）；⑥：气液进出口。
塔的结构和装配的各种机械形式会影响到它的设计并反映到塔的操作性能上，应该力求在最低压降的条件下，采用各种办法提高流体之间的接触效率，并设法减少雾沫夹带或壁效应带来的效率损失。
与此同时，塔的设计必须符合由生产过程和塔的结构形式所决定的经济性原则。
1.3 填料精馏塔流程图2、设计所需基本数据本设计依据于教科书的设计实例，对所提出的题目进行分析并做出理论计算。
化工原理甲醇—水精馏塔设计
沈阳化工大学化工原理课程设计说明书专业: 制药工程班级：制药1102学号：设计时间：2014.5.20----2014.6.20成绩：化工原理课程设计任务书设计题目：分离甲醇-水混合液的填料精馏塔二原始数据及条件生产能力：年生产量甲醇1万吨（年开工300天）原料：甲醇含量为30%（质量百分数，下同）的常温液体分离要求：塔顶甲醇含量不低于95%，塔底甲醇含量不高于0.3%。
建厂地区：沈阳三设计要求（一）.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）.精馏塔设计计算（5）.主要附属设备及附件选型计算（6）.设计结果列表（7）.设计结果的自我总结与评价（8）.注明参考和试用的设计资料（9）.结束语（二）．绘制一份带控制点工艺流程图。
（三）．制一份精馏塔设备条件图四．设计日期：2013年5月20日至6月20日前言精馏塔分为板式塔和填料塔两大类。
填料塔又分为散堆填料和规整填料两种。
板式塔虽然结构较简单，适应性强，宜于放大，在空分设备中被广泛采用。
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、压降小、持液量小的规整填料的开发，在近十多年内，有逐步替代筛板塔的趋势。
实际生产中，在精馏柱及精馏塔中精馏时，上述部分气化和部分冷凝是同时进行的。
对理想液态混合物精馏时，最后得到的馏液(气相冷却而成)是沸点低的B物质，而残液是沸点高的A物质，精馏是多次简单蒸馏的组合。
精馏塔底部是加热区，温度最高；塔顶温度最低。
精馏结果，塔顶冷凝收集的是纯低沸点组分，纯高沸点组分则留在塔底。
精馏塔的优点：归纳起来，规整填料塔与板式塔相比，有以下优点：1)压降非常小。
气相在填料中的液相膜表面进行对流传热、传质，不存在塔板上清液层及筛孔的阻力。
在正常情况下，规整填料的阻力只有相应筛板塔阻力的1/5～1/6；2)热、质交换充分，分离效率高，使产品的提取率提高；3)操作弹性大，不产生液泛或漏液，所以负荷调节范围大，适应性强。
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。
(完整word版)甲醇—水连续填料精馏塔设计方案书(word文档良心出品)
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：化工工艺学号：指导老师：2005年07月20日目录一、前言 (3)二、工艺流程说明 (4)三、精馏塔的设计计算1.由质量分率求甲醇水溶液的摩尔分率 (5)2.全塔物料衡算 (5)3.采用图解法，求解R Min，R (5)4.填料塔压力降的计算 (6)5.D、Z、P计算 (7)6.计算结果列表 (14)四、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)12.温度计选取 (22)13.压力计选取 (22)五、设备一览表 (23)六、选用符号说明 (24)七、参考文献 (25)八、结束语 (25)前言甲醇俗称木醇，木精，是一种大宗有机化学品，它不仅容易运输和储藏，而且可以作为很多有机化学品的中间原料。
由它可以加工成的有机化学品有100余种，广泛用于有机合成、染料、医药、涂料和国防等工业。
随着近年来技术的发展和能源结构的改变，甲醇开辟了新的用途。
甲醇是较好的人工合成蛋白质的原料，目前，世界上已经有30万吨的甲醇制蛋白质的工业装置在运行。
甲醇是容易运输的清洁燃料，可以单独或与汽油混合作为汽车燃料，从而开辟了由煤转换为汽车燃料的途径。
用孟山都法可以将甲醇直接合成醋酸。
随着近年来碳一化学工业的发展，甲醇制乙醇、乙烯、乙二醇、甲苯、醋酸乙烯、醋酐、甲酸甲酯和氧分解性能好的甲醇树脂等产品，正在研究开发和工业化中。
此外，甲醇在工业应用和实验室中是十分重要的溶剂。
许多反应在甲醇作为溶剂时产率非常好。
虽然有一定的毒性，但相对于其它有机溶剂来说，还是比较安全的。
本次设计的精馏塔是用来分离回收甲醇的，所以塔釜排出的水中含有的甲醇含量不大于0.002％（wt％），以提高甲醇的回率，减少对环境的污染；塔顶得到的甲醇的浓度为98.5％（wt％），可以代替纯的甲醇直接使用，这说明塔的效率是很好的。
甲醇与水填料精馏塔的设计任务书
甲醇与水填料精馏塔的设计任务书食品工程原理课程设计说明书甲醇、水填料精馏塔的设计姓名：学号：班级：指导老师：目录一、设计任务书 (3)二、设计方案简介 (3)三、工艺运算 (5)1．基础物性数据 (5)〔1〕液相物性的数据 (5)〔2〕气相物性数据 (5)〔3〕气液相平稳数据 (5)〔4〕物料衡算 (6)2．填料塔的工艺尺寸的运算 (7)〔1〕塔径的运算 (7)〔2〕填料层高度运算 (9)〔3〕填料塔附属高度及总高运算 (11)〔4〕填料层压降运算 (11)〔5〕液体分布器简要设计 (12)〔6〕吸取塔接管尺寸运算 (13)四、设计一览表 (13)五、要紧符号说明 (14)六、参考文献 (15)七、附图……………………………………………………………………………食品工程原理课程设计任务书设计题目：分离甲醇-水混合物的填料精馏塔第一章流程的确定和说明一、加料方式加料方式有两种，高位槽加料和泵直截了当加料。
采纳高位槽加料，通过操纵液位高度，能够得到稳固的流量和流速。
通过重力加料，能够节约一笔动力费用。
但由于多了高位槽，建设费用相应增加，采纳泵加料，受泵的阻碍，流量不太稳固，流速也忽大忽小，从而阻碍了传质效率，但结构简单、安装方便；如采纳自动操纵泵来操纵泵的流量和流速，其操纵原理较复杂，且设备操作费用高。
本次实验采纳高位槽加料。
二、进料状况进料状况一样有冷夜进料、泡点进料。
关于冷液进料，当组成一定时，流量一定，对分离有利，节约加料费用。
但冷液进料受环境阻碍较大，关于沈阳地区来说，存在较大温差，冷液进料会增加塔底蒸汽上升量，增大建设费用。
采纳泡点进料，不仅对稳固塔操作较为方便，且不受季节温度阻碍。
综合考虑，设计上采纳泡点进料。
泡点进料时，基于恒摩尔流假定，精馏段和提馏段上升蒸汽的摩尔流量相等，股精馏段和提馏段塔径差不多相等，制造上较为方便。
三、塔顶冷凝方式塔顶冷凝采纳全凝器，用水冷凝。
甲醇和水不反应，且容易冷凝，故使用全凝器。
甲醇—水精馏分离板式塔设计
3.3.5 提馏段平均摩尔质量
MVm 25.67 18.08 2 21.88 Kg mol
M
Lm
20.1118.01
2 19.06 Kg
mol
4.精馏塔的塔体工艺尺寸
4.1 精馏段塔径的计算
由上面可知精馏段 L 45 Kmol h V 68 Kmol h
精馏段的气、液相体积流率为
Vs VMVm 3600 Vm 68 28.73 3600 1.01 1.481 m3 s
根据回收率： xD D xF F 99%
则有：
D 23 Kmol h
由总物料衡算： F D W
以及:
xF F xD D W xW
容易得出： W 94 Kmol h , xW 0.0012
2.塔板数的确定
2.1 逐板计算法求取理论板层数 NT
甲醇-水汽液平衡数据：
x
y
x
y
3600 Af
HT Lh
3600 0.0448 0.40 3600 0.0084
21.31s5s 其中 HT 即为板间距
0.40m， Lh 即为每小时的体积流量
验证结果为降液管设计符合要求。 5.1.1.4 降液管底隙高度 ho
10
ho Lh 3600 lw uo 取 uo 0.07 m s ho 0.0084 3600 3600 0.6 0.07 0.020024 m0.02m
故精馏塔有效高度为 Z Z精 Z提 0.8 10.4m
5.塔板主要工艺尺寸
5.1 精馏段塔板工艺尺寸计算
5.1.1 溢流装置计算
9
因塔径
，
所以可选取单溢流弓形降液管，采用凹形受液盘。( 此种溢流方式液体流径较长， 塔板效率较高，塔板结构简单，加工方便，在直径小于 2.2m 的塔中被广泛使用。) 各项计算如下：
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甲醇与水填料精馏塔的设计任务书-----------------------作者：-----------------------日期：食品工程原理课程设计说明书甲醇、水填料精馏塔的设计姓名：学号：班级：指导老师：目录一、设计任务书 (3)二、设计方案简介 (3)三、工艺计算 (5)1．基础物性数据 (5)（1）液相物性的数据 (5)（2）气相物性数据 (5)（3）气液相平衡数据 (5)（4）物料衡算 (6)2．填料塔的工艺尺寸的计算 (7)（1）塔径的计算 (7)（2）填料层高度计算 (9)（3）填料塔附属高度及总高计算 (11)（4）填料层压降计算 (11)（5）液体分布器简要设计 (12)（6）吸收塔接管尺寸计算 (13)四、设计一览表 (13)五、主要符号说明 (14)六、参考文献 (15)七、附图……………………………………………………………………………食品工程原理课程设计任务书设计题目：分离甲醇-水混合物的填料精馏塔第一章流程的确定和说明一、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，建设费用相应增加，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；如采用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加料。
二、进料状况进料状况一般有冷夜进料、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，节省加料费用。
但冷液进料受环境影响较大，对于地区来说，存在较大温差，冷液进料会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，设计上采用泡点进料。
泡点进料时，基于恒摩尔流假定，精馏段和提馏段上升蒸汽的摩尔流量相等，股精馏段和提馏段塔径基本相等，制造上较为方便。
三、塔顶冷凝方式塔顶冷凝采用全凝器，用水冷凝。
甲醇和水不反应，且容易冷凝，故使用全凝器。
塔顶出来的气体温度不高，冷凝后回流液和产品温度不高，无需进一步冷却，此次分离也是希望得到甲醇，选用全凝器符合要求。
四、回流方式回流方式可分为重力回流和强制回流。
对于小型塔，回流冷凝器一般装在塔顶。
其优点是回流冷凝器无需支撑结构，其缺点是回流冷凝器回流控制较难。
如果需要较高的塔处理量或板数较多时，回流冷凝器不宜安装在塔顶。
而且塔顶冷凝器不宜安装、检修和清理。
在这种情况下，可采用强制回流，塔顶上升蒸汽采用冷凝器冷却以冷回流流入塔中。
由于本次设计为小型塔，故采用重力回流。
五、加热方式加热方式分为直接蒸汽和间接蒸汽加热。
直接蒸汽加热直接由塔底进入塔。
由于重组分是水，故省略加热装置。
但在一定的回流比条件下，塔底蒸汽对回流液有稀释作用，使理论塔板数增加，费用增加。
间接蒸汽加热是通过加热器使釜液部分汽化。
上升蒸汽与回流下来的冷液进行传质，其优点是使釜液部分汽化，维持原来的浓度，以减少理论塔板数，缺点是增加加热装置，本次设计采用间接蒸汽加热。
六、加热器采用U形管蒸汽间接加热器，用水蒸汽作加热剂。
因为塔较小，可将加热器放在塔即再沸器。
这样釜液部分汽化，维持了原有浓度，减少理论塔板数。
第二章精馏塔的设计计算第一节操作条件及基础数据一、操作压力精馏操作按操作压力可分为常压、加压和减压操作。
精馏操作中压力影响非常大。
当压力增大时，混合液的相对挥发度减小，对分离不利；当压力减小时，相对挥发度将增大，对分离有利。
但当压力太低时，对设备要求较高，设备费用增加。
因此再设计时一般采用常压精馏。
甲醇-水系统在常压下挥发度相差较大，较易分离，故本设计采用常压精馏。
二、气液平衡时x 、y 、t 数据气液平衡时，x 、y 、t 数据如表1所示第二节 精馏塔工艺计算一、物料衡算 2.物料衡算已知：F '=15000kg/h,质量分数：F x '=20%,D x '=95%,Wx '=0.2% 甲醇M =30.04kg/kmol,水M =18.02kg/kmol进料液、馏出液、釜残液的摩尔分数分别为F x 、D x 、W x ：123.002.18/8004.32/2004.32/20=+=F x914.002.18/504.32/9504.32/95=+=D x00113.002.18/89.904.32/2.004.32/2.0=+=W x进料平均相对分子质量：4.71902.18)123.01(04.32123.0=⨯-+⨯=M kg/h 原料液：88.759kg/mol98.25kg/h15000==F kmol/h总物料：W D F +=易挥发组分：W D F Wx Dx Fx += 代入数据解得：⎩⎨⎧==kmol/h34.4658kmol/h46.4101W D塔顶产品的平均相对分子质量：834.30)914.01(02.18914.004.32=-⨯+⨯=D M kg/kmol塔顶产品质量流量：986.3127446.101834.30=⨯=='D M D D kg/kmol塔釜产品平均相对分子质量：036.18)00113.01(02.1800113.004.32=-⨯+⨯=W M kg/kmol塔釜产品质量流量：11875052036.18434.658=⨯=='W M W W kg/h3.物料衡算结果4.塔顶气相、液相、进料和塔底的温度分别为 VD t 、LD t 、F t 、W t 查表1，用插法算得： 塔顶：C t t LD LD ︒=⇒--=--20.669.667.649.6641.8710041.874.91C t t VD VD ︒=⇒--=--16.670.689.660.6862.8994.9162.894.91塔釜：C t t W W︒=⇒--=--85.999.9210010031.50113.00进料：C t t FF ︒=⇒--=--85.859.880.859.8826.915.1326.93.12精馏段平均温度：C t t t F VD ︒=+=+=51.76285.8116.6721 提馏段平均温度C t t t F W ︒=+=+=85.92285.8585.9922 5.平均相对挥发度α取y x -曲线上两端点温度下α的平均值 查表1可得：9.92=t ℃时，05.731.5)34.28100()31.5100(34.28)1()1(1=⨯--⨯=--==x y x y x y x y A B B A α 9.66=t ℃时，64.141.87)94.91100()41.87100(94.91)1()1(2=⨯--⨯=--=x y x y α所以 35.4264.105.7221=+=+=ααα6.回流比的确定 作图法 由图可知：=+1100m in R x D40.05所以，5.4014.91min =+R得：=min R 1.26又操作回流比R 可取： R=(1.1~2)R min所以 R=2R min =2×1.26=2.55 二、热量衡算 1.热量示意图 2.加热介质的选择常用的加热剂有饱和水蒸气和烟道气。
饱和水蒸气是一种应用最广的加热剂。
由于饱和水蒸气冷凝时得传热系数很高，可以通过改变蒸汽压力准确地控制加热温度。
燃料燃烧所排放的烟道气温度可达100~1000℃，适用于高温加热。
烟道气的缺点是比热容及传热系数很低，加热温度控制困难。
本设计选用300kPa （温度为133℃）的饱和水蒸气作为加热介质。
水蒸气易获得、清洁、不易腐蚀加热管，不但成本会相应降低，塔结构也不复杂。
3.冷却剂的选择常用的冷却剂是水和空气，应因地制宜加以选用。
受当地气温限制，冷却水一般为10~25℃.如需冷却到较低温度，则需采用低温介质，如冷冻盐水、氟利昂等。
本设计建厂地区为。
市夏季最热月份平均气温为25℃，故选用25℃的冷却水，选升温10℃，即冷却水的出口温度为35℃. 4.热量衡算（1）冷凝器的热负荷)()1(LD VD c I I D R Q -+=式中-VD I 塔顶上升蒸汽的焓；-LD I 塔顶馏出液的焓。
又水甲V D V D LD VD H x H x I I ∆-+∆=-)1( 式中-∆甲V H 甲醇的蒸发潜热；-∆水V H 水的蒸发潜热。
蒸发潜热的计算： 蒸发潜热与温度的关系38.01212)11(r r V V T T H H --∆=∆ 式中-r T 对比温度。
注：摘自《化工原理》修订版，上册附录4(P328~329)及附录18(P350~351)。
67.16℃时，甲醇：663.015.51316.6715.27322=+==c r T T T 658.015.5137.6415.27311=+==c r T T T蒸发潜热：833.1098)658.01663.01(110538.0=--⨯=∆甲V H同理，水：523.015.64816.6715.27322=+='=c r T T T 576.015.64810015.27311=+='=c r T T T 蒸发潜热：kg kj H V /550.2356)576.01525.01(225738.0=--⨯=∆水所以kgkj H x H x I I V D V D LD VD /67.801550.2356)914.01(833.1098914.0)1(=⨯--⨯=∆-+∆=-水甲所以h kJ I I D R Q LD VD c /109.867.801986.3127)155.2()()1(6⨯=⨯⨯+=-'+=(2)冷却水消耗量)(12t t C Q W pc cc -=式中-c W 冷却水消耗量；kg/h;-pc C 冷却介质在平均温度下的比热容，C)kJ/(kg ⋅-21,t t 冷却介质在冷凝器进出口处的温度，℃。
所以C t t t ︒=+=+=2523515221 此温度下冷却水的比热容)/(18.4C kg kJ C pc ︒⋅=所以h kg t t C Q W pc c c /106.1)1535(18.41034.1)(5712⨯=-⨯⨯=-=(3)加热器热负荷及全塔热量衡算列表计算甲醇、水在不同温度下混合物的比热容p C （单位：C)kJ/(kg⋅）甲醇kg kJ t t C F LD p /481.62)85.8520.66(198.3)(1-=-⨯=-水kg kJ t t C F LD p /392.82)85.8520.66(193.4)(2-=-⨯=- 提馏段：甲醇kg kJ t t C F W p /272.48)85.8585.99(448.3)(1=-⨯=-水kg kJ t t C F W p /01.59)85.8585.99(215.4)(2=-⨯=- 塔顶流出液的比热容：)/(134.3183.405.095.0079.3)1(211C kg kJ C x x C C p D D p p ︒⋅=⨯+⨯='-+'=塔釜流出液的比热容：)/(219.4220.4998.0002.0501.3)1(212C kg kJ C x x C C p W Wp p ︒⋅=⨯+⨯='-+'= 为简化计算，现以进料焓，即81.85℃时的焓值为基准。