甲醇-水精馏塔化工原理课程设计

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1、 课程名称 化工原理课程设计 设计题目 常压甲醇水筛板精馏塔设计 学生姓名 周佳佳 专业 化学工程与工艺 班级学号 1001090605 设计日期 2010 年 6 月 14 日至 2009 年 6 月 25 日 设计条件及任务： 设计体系：甲醇水体系 设计条件： 进料量：F= 200 kmol/h 进料浓度：ZF= 0.35 （摩尔量分数） 进料状态：q= 1.08 操作条件： 塔顶压强为 4kPa(表压)，单板压降不大于 0.7kPa。 塔顶冷凝水采用深井水，温度 t12； 塔釜加热方式：间接蒸汽加热，采用 3kgf/cm 2(表压)水蒸汽 全塔效率：ET = 52% 分离要求：XD= 0

2、.995（质量分数） ；XW= 0.002（质量分数） ； 回流比：R/Rmin =1.6 2010 年 6 月 11 日 常压甲醇水筛板精馏塔设计 1 目录目录 绪论 . 1 1.精馏简介 . 1 2.塔设备简介 . 1 3.体系介绍 . 2 4.设计要求 . 2 第一节 概述 3 1.1 精馏操求作对塔设备的要求 3 1.2 板式塔类型 3 1.2.1 筛板塔 3 1.2.2 浮阀塔 3 1.2.3 泡罩塔 3 1.3 设计单元操作方案简介 4 1.4 精馏塔的设计简介 4 1.4.1 筛板塔设计须知 4 1.4.2 筛板塔的设计程序 4 第二节 设计方案的初步确定 5 2.1 操作条件的

3、确定 5 2.1.1 操作压力 5 2.1.2 进料状态 5 2.1.3 加热方式 5 2.1.4 冷却剂与出口温度 5 2.1.5 回流比 6 2.1.6 热能的利用 6 2.2 确定设计方案的原则 6 2.3 操作流程简图 7 第三节 板式精馏塔的工艺参数计算 . 8 3.1 物料衡算与操作线方程 . 8 3.2 理论塔板数的计算与实际板数的确定 . 10 3.2.1 理论板数的计算 . 10 3.2.1 实际板数的确定 . 11 3.3 操作压强的计算 .11 3.4 操作温度的计算 .11 3.5 塔内物料平均分子量、张力、流量及密度的计算 12 3.5.1 密度及流量 . 12 3.

4、5.2 液相表面张力的确定： . 13 3.5.3 液体平均粘度计算 . 13 第四节 板式塔主要尺寸的设计计算 . 14 常压甲醇水筛板精馏塔设计 2 4.1 塔的有效高度和板间距的初选 14 4.1.1 塔有效高度 . 14 4.2 塔径 . 14 第五节 板式塔的结构 . 16 5.1 塔的总体结构 . 16 5.2 总塔高度 . 16 5.2.1 塔顶空间 HD . 16 5.2.2 塔底空间 . 16 5.2.3 整体塔高 . 16 5.2.4 人孔数 . 16 5.3 塔板结构 . 16 5.3.1 溢流装置 . 16 5.3.2 弓形降液管宽度 Wd和面积 Af . 17 5.3

5、.3 降液管底隙高度 0 h. 18 5.3.4 塔板布置及筛孔数目与排列 . 18 5.4.筛板的力学检验 19 5.4.1 塔板压降 . 19 5.4.2 液面落差 . 20 5.4.3 液沫夹带 . 20 5.4.4 漏液 . 21 5.4.5 液泛 . 21 5.5.塔板负荷性能图 21 5.5.1 漏液线 . 21 5.5.2 液沫夹带线 . 22 5.5.3 液相负荷下限线 . 23 5.5.4 液相负荷上限线 . 23 5.5.5 液泛线 . 23 5.5.6 操作弹性 . 24 第六节 设计结果汇总 . 26 第七节 精馏装置的附属设备 28 7.1 管壳式换热器的设计与选型

6、. 28 7.1.1 塔顶冷凝器（列管式换热器） . 28 7.1.2 进料预热器 . 31 7.2 再沸器 . 32 7.3 管件 . 33 7.3.1 塔釜残液出料管 . 33 7.3.2 塔顶回流液管 . 33 7.3.4 塔釜再沸器蒸汽进口管 . 33 7.3.5 塔顶蒸汽进冷凝器进口管 . 34 7.3.6 塔顶冷凝水管 . 34 常压甲醇水筛板精馏塔设计 3 7.4 冷凝水泵的选择 34 7.5 除沫器 35 7.6 裙座 35 附表 . 36 1、常压下甲醇-水气液平衡组成与温度关系 . 36 2、理论塔板数计算（MATLAB 程序） ： 36 3、进料、塔顶及塔釜温度组成的插值计算（MATLAB 程序） . 37 4、史密斯关联图 37 参考文献及设计手册 . 38 设计感想. 39 感谢 . 40 常压甲醇水筛板精馏塔设计 1 绪论绪论 1.精馏精馏简介简介 蒸馏是分离液体混合物的一种方法，是一种属于传质分离的单元操作。广泛应用于 炼油、化工、轻工等领域。蒸馏的理论依据是利用溶液