1、 化学与化学工程学院化学与化学工程学院 化工原理专业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常压甲醇水筛板精馏塔设计 化化 工工 原原 理理 课课 程程 设设 计计 任任 务务 书书 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/m 3 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
2、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） 一前言一前言5 5 1.精馏与塔设备简介 5 2.体系介绍 5 3.筛板塔的特点 6 4.设计要求: 6 二、设计说明书二、设计说明书 7 7 三设计计算书三设计计算书 8 8 1.设计参数的确定 8 1.1 进料热状态 8 1.2 加热方式 8 1.3 回流比（R）的选择 8 1.4 塔顶冷凝水的选择 8 2.流程简介及流程图 8 2.1
3、流程简介 8 3.理论塔板数的计算与实际板数的确定 9 3.1 理论板数计算 9 3.1.1 物料衡算 9 3.1.2 q 线方程 9 3.1.3 平衡线方程 10 3.1.4 Rmin 和 R 的确定 10 3.1.5 精馏段操作线方程的确定 10 3.1.6 精馏段和提馏段气液流量的确定 10 3.1.7 提馏段操作线方程的确定 10 3.1.8 逐板计算 10 3.1.9 图解法求解理论板数如下图: 12 3.2 实际板层数的确定 12 4 精馏塔工艺条件计算 12 4.1 操作压强的选择 12 4.2 操作温度的计算 13 4.3 塔内物料平均分子量、张力、流量及密度的计算 13 4.
4、3.1 密度及流量 13 4.3.2 液相表面张力的确定： 14 4.3.3 液体平均粘度计算 15 4.4 塔径的确定 15 4.4.1 精馏段 15 4.4.2 提馏段 17 4.5 塔有效高度 17 4.6 整体塔高 17 5.塔板主要工艺参数确定 18 5.1 溢流装置 18 5.1.1 堰长 lw 18 5.1.2 出口堰高 hw 18 5.1.3 弓形降液管宽度 Wd 和面积 Af 18 5.1.4 降液管底隙高度 h0 19 5.2 塔板布置及筛孔数目与排列 19 5.2.1 塔板的分块 19 5.2.2 边缘区宽度确定 19 5.2.3 开孔区面积 Aa 计算 19 5.2.4
5、 筛孔计算及其排列 20 6.筛板的力学检验 20 6.1 塔板压降 20 6.1.1 干板阻力 hc计算 20 6.1.2 气体通过液层的阻力 Hl 计算 21 6.1.4 气体通过每层塔板的液柱高 hp 21 6.2 筛板塔液面落差可忽略 21 6.3 液沫夹带 21 6.4 漏液 22 6.5 液泛 22 7.塔板负荷性能图 22 7.1 漏液线 22 7.2 液沫夹带线 23 7.3 液相负荷下限线 24 7.4 液相负荷上限线 24 7.5 液泛线 24 7.6 操作弹性 25 8. 辅助设备及零件设计 26 8.1 塔顶冷凝器（列管式换热器） 26 8.1.1 方案：垂直管 26
6、8.1.2 方案：水平管 29 8.2 各种管尺寸的确定 30 8.2.1 进料管 30 8.2.2 釜残液出料管 30 8.2.3 回流液管 31 8.2.4 再沸器蒸汽进口管 31 8.2.5 塔顶蒸汽进冷凝器出口管 31 8.2.6 冷凝水管 32 8.3 冷凝水泵 32 9.设计结果汇总 33 10. 参考文献及设计手册 35 四设计感想四设计感想 3535 一前言一前言 1.1.精馏与塔设备简介精馏与塔设备简介 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
