精馏塔设计 甲醇-水

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1、大连民族学院化工原理课程设计大连民族学院化工原理课程设计甲醇－水二元物料板式精馏塔设计2012年6月18大连民族学院化工原理课程设计目录摘要3绪论41、设计方案4一、精馏塔的物料衡算51、原料液及塔顶，塔釜产品的平均摩尔质量52、全塔物料衡算5二、塔板数的确定51、相平衡方程的计算：52、精馏塔气液相负荷63、操作线方程的确定64、精馏塔理论塔板数及理论加料位置65、全塔效率的计算7三、精馏塔的工艺条件及有关物料数据的计算81、操作压强P的计算：82、操作温度t的计算：93、平均摩尔质量计算94、平均密度的计算

2、105、液体表面张力的计算10四、精馏塔的塔体工艺尺寸计算111、精馏段的气液体积流率及塔径112、提馏段的气液体积流率及塔径12五、塔板主要工艺尺寸的计算121、塔有效高度的计算：122、装置计算133、塔板布置13(1)边缘区宽度确定13六、塔板的流体力学验算141、塔板压降142、淹塔验算15七、塔板负荷性能图151、雾沫夹带线152、液泛线153、液相负荷下限线16八、对设计过程的评述和讨论17参考文献1718大连民族学院化工原理课程设计摘要利用混合物中各组分挥发能力的差异，通过液相和气相的回流，使气、

3、液两相逆向多级接触，在热能驱动和相平衡关系的约束下，使得易挥发组分（轻组分）不断从液相往气相中转移，而难挥发组分却由气相向液相中迁移，使混合物得到不断分离，称该过程为精馏。该过程中，传热、传质过程同时进行，属传质过程控制原料从塔中部适当位置进塔，将塔分为两段，上段为精馏段，不含进料，下段含进料板为提馏段，冷凝器从塔顶提供液相回流，再沸器从塔釜提供气相回流。气、液相回流是精馏重要特点。在精馏段,气相在上升的过程中，气相轻组分不断得到精制，在气相中不断地增浓，在塔顶获轻组分产品。在提馏段，其液相在下降的过程中，其轻

4、组分不断地提馏出来，使重组分在液相中不断地被浓缩，在塔釜获得重组分的产品，精馏过程与其他蒸馏过程最大的区别，是在塔两端同时提供纯度较高的液相和气相回流，为精馏过程提供了传质的必要条件。提供高纯度的回流，使在相同理论板的条件下，为精馏实现高纯度的分离时，始终能保证一定的传质推动力。所以，只要理论板足够多，回流足够大时，在塔顶可能得到高纯度的轻组分产品，而在塔釜获得高纯度的重组分产品。通过对精馏塔的运算，主要设备的工艺设计计算—物料衡算、热量衡算、工艺参数的选定、设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算，可以得出精馏塔的

5、各种设计如塔的工艺流程、生产操作条件及物性参数是合理的，以保证精馏过程的顺利进行并使效率尽可能的提高。本设计是以甲醇―水物系为设计物系，以筛板塔为精馏设备分离甲醇和水。筛板塔是化工生产中主要的气液传质设备，此设计针对二元物系甲醇―水的精馏问题进行分析，选取，计算，核算，绘图等，是较完整的精馏设计过程。18大连民族学院化工原理课程设计绪论1、设计方案本设计任务为分离甲醇和水的混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程，因为其具有生产能力大，产品质量稳定等优点。甲醇－水混合液以汽液混合物状态(q=1)送入精馏

6、塔，塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝，一部分入塔回流，一部分采出，塔釜采用再沸器供热（附简单流程图）。该物系属易分离物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的1.2倍。2、设计思路7.塔板负荷性能图6.塔板的流体力学检算5.塔板主要工艺尺寸的计算4.精馏塔的塔体工艺尺寸计算3.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算2.塔板数的确定1.精馏塔的物料衡算8．对设计过程的评述和讨论18大连民族学院化工原理课程设计甲醇－水二元物料板式精馏塔设计一、精馏塔的物料衡算1、原料液及塔顶，塔釜产品的平均摩尔质量甲醇的摩尔质量：水

7、的摩尔质量：原料的摩尔分率：塔顶摩尔分率：塔釜摩尔分率：进料的平均摩尔质量：塔顶的平均摩尔质量：塔釜的平均摩尔质量：2、全塔物料衡算二、塔板数的确定1、相平衡方程的计算：由《化工原理书》可查得如下数据：表1甲醇—水气液平衡数据温度/℃10096.493.591.289.387.784.481.7x00.020.040.060.080.10.150.2y00.1340.230.3040.3650.4180.5170.579温度/℃7875.373.171.269.367.66664.5x0.30.40.50.60

8、.70.80.91y0.6650.7290.7790.8250.870.9150.9581经以上数据拟合，可得相平衡曲线图如下：18大连民族学院化工原理课程设计图1甲醇—气液平衡曲线图拟合得曲线方程：因为泡点进料，所以，故最小回流比为：通常操作回流比为最小回流比的1.1～2.0倍即，这里取.操作回流比为：2、精馏塔气液相负荷精馏段：提馏段：3、操作线方程的确定精馏段操作线方程：提馏段操