化工原理课程设计--甲醇-水连续精馏塔的设计.doc

化工原理课程设计 题目：甲醇-水连续精馏塔的设计　一、概述 4 1．精馏操作对塔设备的要求 4 2．板式塔类型 4 3．精馏塔的设计步骤 5 二、精馏塔的物料衡算 5 三、塔板数的确定 6 四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据数据的计算 6 五、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 10 六、塔板主要工艺尺寸的计算 12 七、筛板的流体力学验算 15 八、塔板负荷性能图 18 九、筛板塔设计计算结果 23 十、辅助设备的计算及选型 24 ⒈ 原料贮罐 24 2．产品贮罐 25 ３．原料预热器 25 4．塔顶全凝器 26 5．塔底再沸器 26 6．产品冷凝器 27 7．精馏塔 27 8．管径的设计 28 9．泵的计算及选型 29 10.参考文献 29 11.设计评述………………………………………………………......................................29 12.操作流程图…………………………………………………..........................................30 13.符号说明………………………………………………………......................................31 精馏塔设计任务书 （一） 设计题目连续精馏塔的设计 （二） 计任务及操作条件 1) 进精馏塔的料液含%（质量分数，下同），其余为； 2) 产品的含量不得低于9%； 3) 残液中含量不得高于0.%； 4) 7200小时/年，处理量：54000吨/年； 5) 操作条件 a) 塔顶压力b) 进料热状态c) 回流比d) 加热e) 单板压降 ≤0.7kPa （三） 板类型（四）厂址地区（五）设计内容 1、设计说明书的内容 1) 精馏塔的物料衡算；2) 塔板数的确定； 3) 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算； 4) 精馏塔的塔体工艺尺寸计算；5) 塔板主要工艺尺寸的计算；6) 塔板的流体力学验算； 7) 塔板负荷性能图； 8) 精馏塔接管尺寸计算；) 对设计过程的评述和有关问题的讨论。 2、设计图纸要求 绘制生产工艺流程图（）； 。一、概述 1． 精馏操作对塔设备的要求和类型 ㈠　对塔设备的要求 精馏所进行的是气(汽)、液两相之间的传质，而作为气(汽)、液两相传质所用的塔设备，首先必须要能使气(汽)、液两相得到充分的接触，以达到较高的传质效率。但是，为了满足工业生产和需要，塔设备还得具备下列各种基本要求： ⑴ 气(汽)、液处理量大，即生产能力大时，仍不致发生大量的雾沫夹带、拦液或液泛等破坏操作的现象。 ⑵ 操作稳定，弹性大，即当塔设备的气(汽)、液负荷有较大范围的变动时，仍能在较高的传质效率下进行稳定的操作并应保证长期连续操作所必须具有的可靠性。 ⑶ 流体流动的阻力小，即流体流经塔设备的压力降小，这将大大节省动力消耗，从而降低操作费用。对于减压精馏操作，过大的压力降还将使整个系统无法维持必要的真空度，最终破坏物系的操作。 ⑷ 结构简单，材料耗用量小，制造和安装容易。 ⑸ 耐腐蚀和不易堵塞，方便操作、、、 2．精馏塔的设计步骤 本设计按以下几个阶段进行： ⑴ 设计方案确定和说明。根据给定任务，对精馏装置的流程、操作条件、主要设备型式及其材质的选取等进行论述。 ⑵ 蒸馏塔的工艺计算，确定塔高和塔径。 ⑶ 塔板设计：计算塔板各主要工艺尺寸，进行流体力学校核计算。接管尺寸、泵等，并画出塔的操作性能图。 ⑷ 管路及附属设备的计算与选型，如再沸器、冷凝器。 ⑸ 抄写说明书。 ⑹ 绘制精馏装置工艺流程图和精馏塔的设备图。 本设计任务为分离醇和水的混合物，对于二元混合物的分离，应采用连续常压精馏流程。设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷凝器冷却后送至贮罐。该物系属于易分离物系，最小回流比比较小，故操作回流比取最小回流比的1.8倍。塔底采用间接蒸气加热，塔底产品经冷却后送至贮罐。 二、精馏塔的物料衡算 ⑴ 原料液及其塔顶、塔底产品的摩尔分率 甲醇的摩尔质量为：32.04kg/kmol 水的摩尔质量为： 18.01kg/kmol xff= ⑵ 原料液及其塔顶与塔底产品的平均摩尔质量 Mf=32.04×0.273+18.01×(1-0.273)=21.85kg/mol Md=32.04×0.914+18.01×(1-0.914)=30.83kg/mol 则可知： 原料的处理量：