1、 化工原理课程设计化工原理课程设计 题题 目目 分离甲醇分离甲醇水混合液的板式精馏塔工艺设计水混合液的板式精馏塔工艺设计 年年 级级 2010 级级 专专 业业 化化 学学 工工 程程 与与 工工 艺艺 学学 号号 学生姓名学生姓名 2012 年年 12 月月 15 日日 化工原理课程设计任务书化工原理课程设计任务书 一、设计题一、设计题目：分离甲醇目：分离甲醇水混合液的板式精馏塔工艺设计水混合液的板式精馏塔工艺设计 二、原始数据及条件二、原始数据及条件 1、生产能力：年处理量甲醇甲醇水水混合液 2.5 万吨（开工率 300 天/年） 2、原 料：苯的含量为 40%（质量分数，下同） 进料热状
2、况由设计者自选 3、分离要求：塔顶馏出液中苯含量不低于 98% 塔底釜液中苯含量不高于 2% 4、操作压力： 常压 101.325Kpa 操作 塔顶表压 4Kpa 单板压降0.7Kpa 5、回流比： R=(1.12.0)Rmin 由设计者自选 6、塔顶采用全凝器泡点回流 7、塔釜采用间接饱和水蒸气加热 8、全塔效率为 0.6 三、设计内容三、设计内容 （一）工艺设计 1、选择工艺流程，要求画出工艺流程 2、精馏工艺计算 （1）物料衡算确定各物料流量和组成； （2）经济核算确定适宜的回流比； （3）精馏塔实际塔板数。 用适宜回流比通过逐板计算，得到全塔理论塔板数以及精馏段和提馏段各自的理论塔 板
3、数。然后根据全塔效率求得全塔、精馏段、提馏段的实际塔板数，确定加料板的位 置。 （二）精馏塔设备设计 1、塔和塔板主要工艺结构的设计计算 2、塔内流体力学性能的设计计算； 3、绘制塔板负荷性能图。画出精馏段和提馏段某块的负荷性能图 四、四、设计要求设计要求 1、设计程序简练清楚，结果准确并有汇总表。 2、计算公式、图表正确并注明来源，符号和单位要统一。 五、设计时间：五、设计时间：二周二周 注意事项： 1、写出详细计算步骤，并注明选用数据的来源； 2、每项设计结束后，列出计算结果明细表 3、图、表分别按顺序编号 4、按规定的时间进行设计，并按时完成任务 目录 工艺流程图 .0 第一章 塔板的工
4、艺计算1 1.1 精馏塔的物料衡算 .1 1.1.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 1 1.1.3 物料衡算2 1.2 塔板数的确定.2 1.2.1 理论板数 NT 的求取2 1.2.2 精馏塔的气液相负荷 3 1.2.3 操作线方程 .3 1.3 精馏塔工艺条件及有关物性数据的计算 3 1.3.1 操作压力计算 .3 1.3.2 操作温度计算（试差法得）4 1.3.3 平均摩尔质量的计算 .4 1.3.4 平均密度计算.5 1.3.5 液体平均表面张力的计算 7 1.4 精馏塔的塔体工艺尺寸的计算.9 1.4.1 塔径的计算 .9 1.4.2 精馏塔有效高度的计算 . 11 1.5 塔板
5、主要工艺尺寸的计算 . 11 1.5.1. 溢流装置计算 11 第二章 塔板的流体力学的验算 . 16 2.1 塔板压降. 16 2.2 液面落差 . 18 2.3 液沫夹带. 18 2.4 漏液 18 2.5 液泛 19 2.6 塔板负荷性能图 . 19 2.6.1 漏液线 . 19 2.6.2 液沫夹带线 21 2.6.3 液相负荷下限线 . 22 2.6.4 液相负荷上限线 . 22 2.6.5 液泛线 . 22 2.6.6 塔板负荷性能图 . 24 2.6.7 筛板塔工艺计算结果汇总 . 25 第三章 塔附件的设计 . 27 3.1 换热器设计 . 27 3.1.1 冷凝器的选择. 2
6、7 3.1.2 再沸器的选择 . 30 3.2 馏塔接管尺寸的计算 36 3.2.1 接管. 36 3.2.3 裙座 . 38 3.2.5 人孔 . 38 3.3 塔的总体高度设计 39 3.3.1 塔的顶部空间高度 39 3.3.2 塔的底部空间高度 39 3.3.3 塔体高度 39 总结 40 致谢 41 参考文献 41 工艺流程图工艺流程图 图 1 所示为分离甲醇水混合液的板式精馏塔工艺流程图，整个塔由若干层 塔板按一定间距叠置而成，由塔板提供汽、液两相接触的场所。甲醇与水有进料 板进入，由于挥发度的不同使经加料板上升汽流中甲醇的浓度逐板增加，在塔顶 得到部分产品，另一部分通过冷凝器回流入塔；使经加料板下流液中甲醇的浓度 逐板减少，在塔底得到部分产品，另一部分通过再沸器加热返回塔内，这就实现 了整个精馏过程。 图 1.工艺流程图 1 第一章第一章 塔板的工艺计算塔板的工艺计算 1.1 精馏塔的物料衡算精馏塔的物
