化工原理课程设计---甲醇-水二元体系浮阀精馏塔的工艺设计

1、 1 化工原理化工原理课程设计课程设计 设计题目 甲甲醇醇-水二元体系浮阀精馏塔的工艺设计水二元体系浮阀精馏塔的工艺设计 学生姓名 班级、学号 指导教师姓名 课程设计时间 年 月 日 年 月 日 课程设计成绩 百分制 权重 设计说明书、 计算书及设 计图纸质量，70% 独立工作能力、综合能 力、 设计过程表现、 设计 答辩及回答问题情况， 30% 设计最终成绩（五级分 制） 指导教师签字 2 课程名称：课程名称： 化工原理课程设计化工原理课程设计 设计题目：设计题目： 甲醇甲醇-水体系浮阀水体系浮阀精馏塔的设计精馏塔的设计 学生姓名：学生姓名： 专业：专业： 化学工程与工艺化学工程与工艺 班级

2、学号：班级学号： 设计日期：设计日期： 2012-12-24 至至 2013-01-06 设计任务：设计任务： 甲醇甲醇-水体系水体系 设计条件及任务：设计条件及任务： 进料流量：进料流量：F250kmol/h 进料组成：进料组成：Xf=0.28（摩尔分率）（摩尔分率） 进料热状态：泡点进料进料热状态：泡点进料 要求塔顶产品浓度要求塔顶产品浓度 XD=0.99 易挥发组分回收率易挥发组分回收率0.99 3 前 言 化学工业中塔设备是化工单元操作中重要的设备之一， 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、增湿、减湿等单元操作中，精馏操 作是最基本的单元操作之一， 它是根据混合

3、液中各组分的挥发能力的差异进行分 离的。 塔设备一般分为级间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。一般，与填料塔相比，板式塔具有效率高、处理量大、重量 轻及便于检修等特点，但其结构较复杂，阻力降较大。在各种塔型中，当前应用 最广泛的是筛板塔和浮阀塔。 浮阀塔的特点： 1生产能力大，由于塔板上浮阀安排比较紧凑，其开孔面积大于泡罩塔板，生 产能力比泡罩塔板大 20%40%，与筛板塔接近。 2操作弹性大，由于阀片可以自由升降以适应气量的变化，因此维持正常操作 而允许的负荷波动范围比筛板塔，泡罩塔都大。 3塔板效率高，由于上升气体从水平方向吹入液层，故气液接触时间较长，

4、而 雾沫夹带量小，塔板效率高。 4气体压降及液面落差小，因气液流过浮阀塔板时阻力较小，使气体压降及液 面落差比泡罩塔小。 5塔的造价较低，浮阀塔的造价是同等生产能力的泡罩塔的 50%80%，但是比 筛板塔高 20%30。 但是，浮阀塔的抗腐蚀性较高（防止浮阀锈死在塔板上），所以一般采用不 锈钢作成，致使浮阀造价昂贵，推广受到一定限制。随着科学技术的不断发展， 各种新型填料，高效率塔板的不断被研制出来，浮阀塔的推广并不是越来越广。 近几十年来，人们对浮阀塔的研究越来越深入，生产经验越来越丰富，积累 的设计数据比较完整，因此设计浮阀塔比较合适。 本次设计就是针对甲醇水体系， 而进行的常压浮阀精馏塔

5、的设计及其辅助设 备的选型。 由于此次设计时间紧张，本人水平有限，难免有遗漏谬误之处，恳切希望各 位老师指出，以便订正。 2013 年 1 月 4 目 录 概述7 第一章 总体操作方案的确定 1.1 操作压强的选择7 1.2 物料的进料热状态7 1.3 回流比的确定8 1.4 塔釜的加热方式8 1.5 回流的方式方法8 第二章 精馏的工艺流程图的确定9 第三章 理论板数的确定 3.1 物料衡算9 3.2 物系相平衡数据 10 3.3 确定回流比11 3.4 理论板数 NT的计算以及实际板数的确定11 3.5 实际塔板数的确定13 第四章 塔体主要工艺尺寸的确定 4.1 各设计参数14 4.2 精馏段塔径塔板的实际计算20 4.2.1 精馏段汽、液