课程设计---甲醇-水的二元组分精馏设计

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1、 1 目录 一、前言 3 1.精馏与塔设备简介 3 2.体系介绍 3 3.筛板塔的特点 4 4.设计要求: . 4 二、设计说明书 5 1.设计单元操作方案简介 5 2.筛板塔设计须知 5 3.筛板塔的设计程序 6 三、设计计算书 6 1.设计参数的确定 6 1.1 进料热状态 . 6 1.2 加热方式 . 6 1.3 回流比的选择 . 7 1.4 塔顶冷凝水的选择 . 7 2.流程简介及流程图 7 3.理论塔板数的计算与实际板数的确定 8 3.1 理论板数计算 . 8 3.2 操作温度的计算 10 3.3 热量衡算 11 3.4 全塔效率的计算 11 3.5 实际板层数的确定 12 4.塔的

2、工艺条件及物性数据计算 . 12 5.塔板主要工艺参数确定 . 17 5.1 溢流装置 17 5.2 溢流堰长 17 5.3 出口堰高 18 5.4 降液管的宽度与降液管的面积： 18 5.5 降液管底隙高度 ho： 19 5.6 塔板布置及筛孔数目与排列 19 6.筛板的力学检验 . 20 6.1 塔板压降 20 6.2 筛板塔液面落差 22 6.3 液沫夹带 22 6.4 漏液 22 6.5 液泛 23 7.塔板负荷性能图 . 23 7.1 雾沫夹带线 23 7.2 液泛线 24 7.3 液相负荷上限线 25 7.4 液相负荷下限线 25 7.5 漏液线（气相负荷下限线） 25 2 7.6

3、 操作弹性 26 8. 辅助设备及零件设计 27 8.1 塔顶冷凝器（列管式换热器） 27 8.2 釜式再沸器： 31 8.3 原料预热器 32 8.4 管路设计 32 8.5 冷凝水泵 34 四、设计结果汇总. 35 1.工艺计算 . 35 2.辅助设备 . 37 五、 设计感想 38 六、 参考文献 38 七、 致谢 38 3 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

4、所选取的甲醇与水体系， 加热甲醇 （沸点 64.65） 和水（沸点 100）的混合物时，由于甲醇的沸点比水低，则甲醇的挥发度比水高，所以甲 醇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 此进行多次汽化及冷凝过程，即可将甲醇和水分离。这多次进行部分汽化成部分冷凝以后， 最终可以在汽相中得到较纯的易挥发组分， 而在液相中得到较纯的难挥发组分， 这就是精馏。 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。工业中的蒸馏多为多组分精馏，本设计着重 讨论常压下的双组分精馏，即甲醇-水体系。 塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设备。根据塔内气液接触 部件的结构型式，可分为板式塔和填料塔。板式塔内设置一定数目的塔板，气体以鼓泡或喷 射形式穿过板上液层进行质热传递，气液相组成呈阶梯变化，属逐级接触逆流操作过程。填 料塔内装有一定高度的填料层，液体自塔顶沿填料表面下流，