化工原理课程设计常压连续精馏塔分离甲醇乙醇.doc

石河子大学 《化工原理》课程设计 设计题目 常压连续精馏塔分离甲醇乙醇 学生姓名 学 号 指导老师 学 院 系 别 专业班级 完成时间 目录 1.设计任务书 3 1.1设计题目 3 1.2设计条件 3 2.设计方案的确定 5 2.1工艺流程图 5 2.2流程的说明 5 2.3设计方案的确定 6 2.3.1操作压力 6 2.3.2进料状况 6 2.3.3加热方式 6 2.3.4冷却方式 6 3.精馏塔的设计工艺的计算 7 3.1精馏塔的物料衡算 7 3.1.1物料衡算 7 3.1.2相对挥发度的计算 7 3.1.3理论塔板数的计算 8 3.1.4实际塔板数计算 9 4.精馏塔结构的设计 10 4.1精馏塔结构的设计 10 4.1.1精馏塔径的计算 10 4.1.2精馏塔高度的计算 14 4.2 塔板主要工艺尺寸的计算 15 4.2.1溢流装置的设计计算 15 4.2.2降液管 16 4.2.3塔板布置 19 5.筛板的流体力学的验算 20 5.1气体通过筛板塔塔的压力降 20 5.2液泛验算 20 5.3漏液验算 21 6.塔板的负荷性能图 21 6.1气相负荷下限线 21 6.2过量雾沫夹带线 21 6.3液相负荷下限线 22 6.4液泛负荷上限线 23 6.5液泛线 23 7.设备结果汇总表 25 8课程设计总结 26 9参考文献 26 摘要：，也是分离中不可缺少的。本次设连续板式精馏塔对甲醇和乙醇进行分离。本文详细介绍了连续板式精馏塔的设计过程。 关键词：甲醇、乙醇、精馏、板式塔、 1.设计任务书1.1设计题目： 连续精馏塔分离甲醇、乙醇的设计 1.2设计条件 （1）泡点进料 （2）塔顶采用全凝器 （3）塔板压降0.5-0.7 （4）进料F=00kg/h （5）进料组成甲醇xF=0.， （6）甲醇xD=0.9，回收率95% （7）R=1.Rmin （8）全塔效率0.55 2.设计方案的确定 2.1工艺流程图 2.2流程的说明 2.3设计方案的确定 2.3.1操作压力 精馏操作可以在常压、加压、减压的条件下进行。压力的选择应该根据处理物料的性质和设计总原则来确定。例如，对热敏性物质应该选择减压操作。本次实验的物料是甲醇和乙醇为一般物料，因此选择常压操作。 2.3.2进料状况 进料状况分为五种：过冷液体、饱和液体、气液混合物、饱和蒸汽、过热蒸汽。这样塔的操作比较容易控制，不会受到季节的影响。本次实验采用的要求是泡点进料也就是饱和液体进料。 2.3.3加热方式 加热方式分为直接加热和间接加热，若塔釜的产物基本上是水，且在浓度极低的时候相对挥发度较大时，可以采用直接加热方式。直接加热的：可以利用压力较低的蒸汽加热，在釜内只需要安装鼓泡管，不需要庞大的传热面，这样操作费用和设计费用。直接加热由于蒸汽不断的涌入，对塔底的溶液起到了稀释作用，在塔底易挥发物损失相同的情况下，塔釜中易挥发组分浓度较低，因此塔板数有所增加。本实验中塔釜中的液体为乙醇为主，所以要采用间接加热方式，这样才避免加入新的组分。 2.3.4冷却方式 塔顶的冷却方式用水冷却，应该尽量用循环水。要求冷却温度较低时可以采用盐水冷却。本次实验中甲醇的沸点为64.摄氏度，所以可以选用循环水进行冷却。 3.精馏塔的设计工艺的计算 3.1精馏塔的物料衡算 3.1.1物料衡算 甲醇的摩尔质量：32.04 kg/kmol 乙醇的摩尔质量：46.07 kg/kmol 32.04n甲醇+46.07n乙醇=00 n甲醇/(n甲醇+n乙醇)=0. F=86.509kmol/h η==0.92D/95.56x0.3 D=36.125kmol/h F=D+W W=50.384kmol/h xW=0.0343 3.1.2相对挥发度的计算 T(℃) 甲醇 乙醇 a 105 79.218002 0 0 105 77.542835 0.1581995 0.1 1.689 105 75.863613 0.3017109 0.2 1.731 105 74.221224 0.4296545 0.3 1.760 105 72.649224 0.5423453 0.4 1.775 105 71.172446 0.6409836 0.5 1.786 105 69.806224 0.7273643 0.6 1.775 105 68.556557 0.8036781 0.7