甲醇和水分離过程筛板精馏塔设计.docVIP

新疆工业高等专科学校 课程设计任务书 2学年 2 学期 2011年 7 月5日 专业 应用化工技术 班级 应化09—4 （2）班 课程名称 精馏塔设计 设计题目 筛板精馏塔的设计 指导教师 李培 起止时间 2011/7/4—2011/7/9 周数 1 设计地点 教学楼 设计目的： 1着重加深学生对于化工原理理论知识的掌握。 2积极引导学生去思考，培养他们灵活运用所学知识去解决问题的能力，以及查阅资料、处理数据的能力。 设计任务或主要技术指标： 设计一个生产能力为5000kg/h，原料中甲醇含量为45%（摩尔分数，以下同），分离要求为塔顶甲醇含量不低于95%；塔底甲醇含量不高于1%；常压下操作，塔顶采用全凝器，饱和液体进料的筛板精馏塔。 设计进度与要求： 1拟订题目和课程设计指导书（包括课程设计目的、内容、要求、进度、成绩评定等），制定具体考核形式（一般应采用平常情况和答辩相结合方式）并于课程设计开始时向学生公布。 2完整的课程设计应由设计草稿书和任务书组成。草稿书不上交系里，是备指导老师检查之用，以督促学生按时完成设计及防止学生间抄袭。任务书应上交按照指定格式编排好的电子版及打印版。7月8日前上交系里。 主要参考书及参考资料： 1.陈敏恒等。化工原理，上、下册，第三版.北京：化学工业出版社，2006 2.《化学工程手册》编辑委员会.化学工程手册，第一版，第一篇，第13篇.北京：化学工业出版社，1979 3.陈英南。常用化工单元设备的设计.上海：华东理工大学出版社，2005 4.卢焕章。石油化工基础数据手册.北京：化学工业出版社，1982 5.祁存谦等。化工原理，上、下册，第二版.北京：化学工业出版社，2009 6.张立新等。传质与分离技术.北京：化学工业出版社，2009 摘要 精馏是利用液体混合物中各组分挥发性的差异对其进行加热，然后进行多次混合蒸气的部分冷凝和混合液的部分加热汽化以达到分离目的的一种化工单元操作。精馏操作应在塔设备中完成，塔设备提供气液两相充分接触的场所，有效地实现气液两相间的传热、传质，以达到理想的分离效果，因此它在石油化工生产中得到广泛应用。 该设计选用逐级接触式的筛板塔作为分离设备，一个完整的板式塔主要是由圆柱形塔体、塔板、降液管、溢流堰、受液盘及气体和液体进、出口管等部件组成，这就需要对各个部件做出选择并给出合理的工艺尺寸,因此我们对精馏塔进行物料衡算，由间的关系并差取相关数据，确定相对挥发度和回流比求出相平衡方程和操作线方程，然后通过逐板计算法算得理论塔板数并由全塔效率确定实际塔板数，最后对塔高、塔径、溢流装置等各个部件进行计算与核算校验（如负荷性能图），最终得到符合工艺要求的精馏塔并能完成生产任务。 关键词:精馏筛板塔、相平衡方程、操作线方程、回流比、图解法 目录 1.综述 1 1.1塔设备的化工生产中的作用和地位 1 1.2设计方案 1 1.3工艺流程 1 1.4设计方案简介 2 2主要物性数据 2 3工艺计算 3 3.1精馏塔的物料衡算 3 3.2塔板数的确定 3 3.3实际塔板数的求取 5 3.4塔和塔板的主要工艺尺寸计算 6 3.5溢流装置的设计 8 3.6 塔板板面布置 9 3.7 塔板校核 10 3.7.1 降液管液泛 10 3.7.2液沫夹带 11 3.7.3 漏液 11 3.8负荷性能图 12 3.8.1 气液流量的流体力学上下限线 12 3.8.2 塔板工作线 15 4设计总结 15 参考文献 20 1.综述 1.1塔设备的化工生产中的作用和地位 塔设备是化工、石油化工和炼油等生产中最重要的设备之一。它可使气（或汽）液或液液两相进行紧密接触，达到相际传质及传热的目的。可在塔设备中完成的常见操作有：精馏、吸收、解吸和萃取等。此外，工业气体的冷却与回收、气体的湿法静制和干燥，以及兼有气液两相传质和传热的增湿、减湿等。 在化工厂、石油化工厂、炼油厂等中，塔设备的性能对于整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额，以及三废处理和环境保护等各个方面，都有重大的影响。据有关资料报道，塔设备的投资费用占整个工艺设备投资费用的较大比例；它所耗用的钢材重量在各类工艺设备中也属较多。因此，塔设备的设计和研究，受到化工炼油等行业的极大重视。 1.2设计方案 本设计任务为分离甲醇-水混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏。 1.3工艺流程 如图1所示。原料液由高位槽经过预热器预热后进入精馏塔内。操作时连续的从再沸器中取出部分液体作为塔底产品（釜残液）再沸器中原料液部分汽化，产生上升蒸汽，依次通过各层塔板。塔顶蒸汽进入冷凝器中全部冷凝或部分冷