醇-水二元体系浮阀精馏塔的工艺设计_化工原理课程设计.doc

南京工业大学 《化工原理》课程设计 设计题目 甲醇-水二元体系浮阀精馏塔的工艺设计 学生姓名 班级、学号 指导教师姓名 夏毅 王海燕 课程设计时间 年 月 日 年 月 日 课程设计成绩 百分制 权重 设计说明书、计算书及设计图纸质量，70% 独立工作能力、综合能力、设计过程表现、设计答辩及回答问题情况，30% 设计最终成绩（五级分制） 指导教师签字 课程名称： 化工原理课程设计 设计题目： 甲醇-水体系浮阀精馏塔的设计 学生姓名： 专业： 化学工程与工艺 班级学号： 设计日期： 2012-12-24至2013-01-06 设计任务： 甲醇-水体系 设计条件及任务： 进料流量：F＝250kmol/h 进料组成：Xf=0.28（摩尔分率） 进料热状态：泡点进料 要求塔顶产品浓度XD=0.99 易挥发组分回收率η≥0.99 前 言 化学工业中塔设备是化工单元操作中重要的设备之一，化学工业和石油工业中广泛应用的诸如吸收、解吸、精馏、萃取、增湿、减湿等单元操作中，精馏操作是最基本的单元操作之一，它是根据混合液中各组分的挥发能力的差异进行分离的。 塔设备一般分为级间接触式和连续接触式两大类。前者的代表是板式塔，后者的代表则为填料塔。一般，与填料塔相比，板式塔具有效率高、处理量大、重量轻及便于检修等特点，但其结构较复杂，阻力降较大。在各种塔型中，当前应用最广泛的是筛板塔和浮阀塔。 浮阀塔的特点： 1．生产能力大，由于塔板上浮阀安排比较紧凑，其开孔面积大于泡罩塔板，生产能力比泡罩塔板大 20%～40%，与筛板塔接近。 2．操作弹性大，由于阀片可以自由升降以适应气量的变化，因此维持正常操作而允许的负荷波动范围比筛板塔，泡罩塔都大。 3．塔板效率高，由于上升气体从水平方向吹入液层，故气液接触时间较长，而雾沫夹带量小，塔板效率高。 4．气体压降及液面落差小，因气液流过浮阀塔板时阻力较小，使气体压降及液面落差比泡罩塔小。 5．塔的造价较低，浮阀塔的造价是同等生产能力的泡罩塔的 50%～80%，但是比筛板塔高 20%～30。 但是，浮阀塔的抗腐蚀性较高（防止浮阀锈死在塔板上），所以一般采用不锈钢作成，致使浮阀造价昂贵，推广受到一定限制。随着科学技术的不断发展，各种新型填料，高效率塔板的不断被研制出来，浮阀塔的推广并不是越来越广。 近几十年来，人们对浮阀塔的研究越来越深入，生产经验越来越丰富，积累的设计数据比较完整，因此设计浮阀塔比较合适。 本次设计就是针对甲醇——水体系，而进行的常压浮阀精馏塔的设计及其辅助设备的选型。 由于此次设计时间紧张，本人水平有限，难免有遗漏谬误之处，恳切希望各位老师指出，以便订正。 2013年1月 目 录 概述…………………………………………………………………………………7 第一章 总体操作方案的确定 ◆1.1操作压强的选择……………………………………………………………7 ◆1.2物料的进料热状态…………………………………………………………7 ◆1.3回流比的确定………………………………………………………………8 ◆1.4塔釜的加热方式……………………………………………………………8 ◆1.5回流的方式方法……………………………………………………………8 第二章 精馏的工艺流程图的确定…………………………………………………9 第三章 理论板数的确定 ◆3.1物料衡算……………………………………………………………………9 ◆3.2物系相平衡数据………………………………………………………… 10 ◆3.3确定回流比…………………………………………………………………11 ◆3.4理论板数NT的计算以及实际板数的确定…………………………………11 ◆3.5实际塔板数的确定…………………………………………………………13 第四章 塔体主要工艺尺寸的确定 ◆4.1各