武汉工程大学化工原理课程设计

化工与制药学院

课程设计说明书

课题名称6万吨/年甲醇—水溶液板式精馏塔设计专业班级10级XXXXXX

学生学号XXXXXXXX

学生姓名XXXX

学生成绩

指导教师SX老师

课题工作时间

武汉工程大学化工与制药学院

课程设计任务书

专业化学工程与工艺班级XXX班学生姓名xXXX

发题时间：2013 年 6 月23 日

一、课题名称

6万吨苯－甲苯板式精馏塔设计

二、课题条件（文献资料、仪器设备、指导力量）

1. 课程设计参考书：

i.陈敏恒，丛德兹，方图南，齐鸣斋. 化工原理(上、下册)(第二版). 北京：

化学工业出版社，2000

ii.化学工程手册编辑委会. 化学工程手册，第1篇化工基础数据；第13篇气液传质设备. 北京：化学工业出版社，1986

iii.柴诚敬，刘国维，李阿娜. 化工原理课程设计. 天津：天津科学技术出版社，1995

2. 计算用计算机及绘图化工CAD软件

三、设计任务（包括设计、计算、论述、实验、应绘图纸等，只需简明列出大项目）

1. 撰写课程设计说明书一份

2. 带控制点的工艺流程图一张

3. 塔设备的总装图（包括部分构件）一张

四、设计所需技术参数

原料：甲醇/水

原料温度：泡点进料，℃

处理量：6万吨/年

原料组成：甲醇的质量分率40%，水的质量分率60%

产品要求：塔顶甲醇的质量分率99%，塔底甲醇的质量分率1%

生产时间：300天/年

冷却水进口温度：25℃

加热剂：0.3MPa饱和水蒸汽

单板压降: ≤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)

1．设计方案的确定

2．带控制点的工艺流程图的确定

3．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）4．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

5．辅助设备工艺计算

（1）塔附件设计

（2）换热器的面积计算及选型

（3）各种接管管径的计算及选型

（4）泵的扬程计算及选型

6．塔设备的结构设计：（包括塔盘、裙座、进出口料管）

六、进度计划（列出完成项目设计内容、绘图等具体起始日期）

2013年06月17～2013年06月19：查找资料，初步确定设计方案及设计内容2013年06月20～2013年06月22：根据设计要求进行设计，确定设计说明书初稿2013年06月23～2013年06月25：撰写设计说明书

2013年06月26～2013年06月28：绘制工艺流程图及总装图

2013年06月29～2013年07月01：答辩

指导教师（签名）：杜治平2013 年 6 月16 日

学科部主任（签名）：吴广文2013 年 6 月16 日

《课程设计》综合成绩评定表

年月日年月日

本设计年处理甲醇-水混合液6万吨(300天/年）, 甲醇含40%的常温液体，分离要求：塔顶甲醇含量为≥0.99，塔底甲醇含量为≤0.01。根据实际情况采用筛板精馏塔,分离甲醇和水,由于物料中含水,采用过热水蒸汽加热,现根据气液平衡曲线和操作要求算出最小回流比0.916，再由吉利兰图算出最佳回流比1.47，根据最佳回流比和物料衡算式求出塔内的气液速率和塔顶流出液102.97kmol/h和塔底流出液流量533.79kmol/h,然后算出基本的物性参数,如密度,摩尔分子质量.粘度.张力等.然后估计塔高0.45m和塔间距1.2m，求出塔板的基本尺寸参数，根据求出的参数画出塔的截面图，计算实际开孔率13.79%，然后计算气液实际速率，再结合前面求出的参数求出板压降、雾沫夹带量、能否发生液泛等等，经过计算合格后，在画出气液负荷曲线图，若操作线能够取得适宜的弹性，则设计合理。

关键词：筛板塔甲醇分离精馏塔设计

In this paper, the plate distillation column is designed to separate methanol from water in a binary mixture. We have to deal an annual handling capacity of 60,000 tons , of which the raw materials take up 40 percent .As a result , the top product contains methanol no less than 99 percent, and methanol in the bottom is no higher than 1%, with an atmospheric pressure operation, bubble point feeding.

Continuous distillation process and bubble point feeding is selected. The raw material liquid is sent into the Distillation Column after heated to soak . The whole steam condensator works on the upwarding gas, and the condensated liquid below the bubble point goes back to the next part of the tower, and the remaining portion of products is delivered to a storage tank after being cooled. The matter of isolates belongs to a department of easy-seperated, and the direct steam heating is taken.

The tray process dimension is obtained through the material balance of the entire tower, the calculation of tower process size and the tray size process. It ends with a tower diameter of 1.2m, a total of 20 plate installed, the 16th board as the feeding board, 5483 openings holes in each tray ,single-arch overflow downcomer , 16 m of the whole tower height .At last, the checked design of fluid mecha `1QQnics should meet the requirements.

Keywords: fractionatingcolumn Methyl—water Orificecolumn