化工原理课程设计--甲醇-水连续精馏塔的设计

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1、化工原理课程设计题目：甲醇-水连续精馏塔的设计　　　　　　姓名　　　　　　　　　　　学号　　　　　　　　　年级　2011级　　　　　　　　专业　　化学工程与工艺　　　　　　　　系（院）　化学化工学院　　　　　　　指导教师　2013年12月目录一、概述41．精馏操作对塔设备的要求42．板式塔类型43．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

2、的计算及选型24⒈原料贮罐242．产品贮罐25３．原料预热器254．塔顶全凝器265．塔底再沸器266．产品冷凝器277．精馏塔278．管径的设计289．泵的计算及选型2910.参考文献2911.设计评述………………………………………………………......................................2912.操作流程图…………………………………………………..........................................3013.符号说明………………………………………………………..............

3、........................31精馏塔设计任务书（一）设计题目甲醇-水连续精馏塔的设计（二）计任务及操作条件1)进精馏塔的料液含甲醇30%（质量分数，下同），其余为水；2)产品的甲醇含量不得低于95%；3)残液中甲醇含量不得高于0.6%；4)每年实际生产时间：7200小时/年，处理量：54000吨/年；5)操作条件a)塔顶压力：常压b)进料热状态：饱和液体进料(或自选)c)回流比：R=2.0Rmind)加热方式：直接蒸汽e)单板压降：≤0.7kPa（三）板类型筛板塔（四）厂址临沂地区（五）设计内容1、设计说明书的内容1)精馏塔

4、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；9）设计结果汇总10)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（选作）；注:甲醇-水气液平衡组成与温度的关系见课程设计教材。附：汽液平衡数据..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

5、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

6、不易堵塞，方便操作、调节和检修。⑹塔内的滞留量要小。实际上，任何塔设备都难以满足上述所有要求，况且上述要求中有些也是互相矛盾的。不同的塔型各有某些独特的优点，设计时应根据物系性质和具体要求，抓住主要矛盾，进行选型。㈡　板式塔类型气－液传质设备主要分为板式塔和填料塔两大类。精馏操作既可采用板式塔，也可采用填料塔，板式塔为逐级接触型气－液传质设备，其种类繁多，根据塔板上气－液接触元件的不同，可分为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、穿流多孔板塔、舌形塔、浮动舌形塔和浮动喷射塔等多种。板式塔在工业上最早使用的是泡罩塔(1813年)、筛板塔(1832年)，其后，特别

7、是在本世纪五十年代以后，随着石油、化学工业生产的迅速发展，相继出现了大批新型塔板，如S型板、浮阀塔板、多降液管筛板、舌形塔板、穿流式波纹塔板、浮动喷射塔板及角钢塔板等。目前从国内外实际使用情况看，主要的塔板类型为浮阀塔、筛板塔及泡罩塔，而前两者使用尤为广泛。筛板塔也是传质过程常用的塔设备，它的主要优点有：⑴结构比浮阀塔更简单，易于加工，造价约为泡罩塔的60％，为浮阀塔的80％左右。⑵处理能力大，比同塔径的泡罩塔可增加10～15％。⑶塔板效率高，比泡罩塔高15％左右。⑷压降较低，每板压力比泡罩塔约低30％左右。筛板塔的缺点是：⑴塔板安装的水平度要求

8、较高，否则气液接触不匀。⑵操作弹性较小(约2～3)。⑶小孔筛板容易堵塞。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