化工原理课程设计--甲醇-水二元筛板精馏塔设计

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1、 化化 工工 原原 理理 课课 程程 设设 计计 任任 务务 书书 生产能力：11700t/年 年工作日：300 天 进料组成 0.55 馏出液组成 0.98 釜液组成 0.035 （以上均为摩尔分率） 压力：常压进料 加料热状况 q=1.0 塔顶全凝器 泡点回流 回流比 1.9Rmin 单板压降 0.7kPa 28 甲醇-水二元筛板精馏塔设计 第 2 页 共 28 页 一一概要概要 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

2、实现分离目的。 在工业中，广泛应用精馏方法分离液体混合物，从石油工业、酒精工业直至焦油分离，基本有机合成，空气分离 等等，特别是大规模的生产中精馏的应用更为广泛。 蒸馏按操作可分为简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏、特殊精馏等多种方式。按原料中所含组分数目可分为双组分蒸馏及 多组分蒸馏。按操作压力则可分为常压蒸馏、加压蒸馏、减压（真空）蒸馏。此外，按操作是否连续蒸馏和间歇蒸馏。 2.筛板塔在十九世纪初已应用与工业装置上， 但由于对筛板的流体力学研究很筛板塔在十九世纪初已应用与工业装置上， 但由于对筛板的流体力学研究很 少，被认为操作不易掌握，没有被广泛采用。少，被认为操作不易掌握，没有被广泛采用。体系介

3、绍体系介绍 甲醇水体系汽液平衡数据 (101.325kPa)： 表 2-1 x 0 0.0531 0.0767 0.0926 0.1257 0.1315 0.1674 0.1818 0.2083 0.2319 y 0 0.2834 0.4001 0.4353 0.4831 0.5455 0.5585 0.5775 0.6273 0.6485 t/ 100 92.9 90.3 88.9 86.6 85.0 83.2 82.3 81.6 80.2 x 0.2818 0.2909 0.3333 0.3513 0.4620 0.5292 0.5937 0.6849 0.7701 0.8741 1.00

4、 y 0.6775 0.6801 0.6918 0.7347 0.7756 0.7971 0.8183 0.8492 0.8962 0.9194 1.00 t/ 78.0 77.8 76.7 76.2 73.8 72.7 71.3 70.0 68.0 66.9 64.7 甲醇、水密度、粘度、表面张力在不同温度下的值：表 2-2 50 60 70 80 90 100 甲醇 760 751 743 734 725 716 水 988.1 983.2 977.8 971.8 965.3 958.4 甲醇 0.350 0.306 0.277 0.251 0.225 水 0.479 0.414 0.36

5、2 0.321 0.288 甲醇 18.76 17.82 16.91 15.82 14.89 水 66.2 64.3 62.6 60.7 58.8 二、设计说明书二、设计说明书 蒸馏过程按操作方式的不同，分为连续蒸馏和间歇蒸馏两种流程。连续蒸馏具有生产能力大，产品 28 甲醇-水二元筛板精馏塔设计 第 3 页 共 28 页 质量稳定等优点，工业生产中以连续蒸馏为主。间歇蒸馏具有操作灵活、适应性强等优点，但适合于小 规模、多品种或多组分物系的初步分离。故分离苯-甲苯混合物体系应采用连续精馏过程。 蒸馏是通过物料在塔内的多次部分气化与多次部分冷凝实现分离的，热量自塔釜输入，由冷凝器和 冷却剂中的冷

6、却介质将余热带走。塔顶冷凝装置可采用全凝器、分凝器-全凝器两种不同的设置。工业 上以采用全凝器为主，以便准确控制回流比。 三三设计计算书设计计算书 1.设计参数的确定设计参数的确定 1.1 进料热状态进料热状态 根据设计要求，泡点进料，q1。 1.2 加热方式加热方式 精馏塔的设计中多在塔底加一个再沸器以采用间接蒸汽加热以保证塔内有足够的热量供应； 由于甲醇-水体系 中，甲醇是轻组分由塔顶冷凝器冷凝得到，水为重组分由塔底排出。所以本设计应采用再沸器提供热量，采用 3kgf/cm2（温度 130）间接水蒸汽加热。 1.3 塔顶冷凝水的选择塔顶冷凝水的选择 采用深井水，温度 t12 1.4 回流比（回流比（R）的选择）的选择 实际操作的 R 必须大于 Rmin，但并无上限限制。选定操作 R 时应考虑，随 R 选值的增大，塔板数减少，设备 投资减少，但因塔内气、液流量 L，V，L，V增加，势必使蒸馏釜加热量及冷凝器冷却量增大，耗能增大，既 操作费用增大。若 R 值过大，即气液流量