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沈阳化工大学 化工原理课程设计 说明书 设计题目： 甲醇—水连续填料精馏塔 设计者： 李欣 专业： 制药工程 班级： 制药1102班 学号： 指导老师： 王国胜 2014年5月12 日 ~ 2014年6月12 日 成绩： 目录 前言 3 符号说明 6 一、设计任务书 9 （一）设计题目： 9 （二）设计要求： 9 （三）主要内容: 9 （四）设计概述 10 二、设计的方案介绍 13 1、进料的热状况 13 2、精馏塔的操作压力 13 3、精馏塔加热与冷却介质的确定 14 4、回流比的确定 14 5、填料的选择 15 三、工艺流程图及其简单说明 16 1、工艺流程图(见下图所示) 16 2、工艺流程简介 16 3、精馏塔塔顶的冷凝方式 17 4、塔顶的回流方式 17 5、精馏塔塔釜的加热方式 18 四、操作条件及精馏塔工艺计算： 18 (一)物料衡算 18 (二)理论塔板数的确定 20 (三)热量衡算 28 五、精馏塔工艺条件及有关物性的计算 33 1、塔顶条件下的流量及物性参数 33 2、塔底条件下的流量及物性参数： 36 3、进料条件下的流量及物性参数： 37 4、精馏段的流量及物性参数： 40 六、精馏塔塔体工艺尺寸计算 42 1、塔径的计算 42 2、塔高的计算 45 3、填料层压力降的计算 46 七、附属设备及主要附件的选型计算 47 1、冷凝器的选用 47 2、加热器的选用 48 3、塔内管径的计算及选择 48 4、离心泵的选用 49 5、液体分布器的选取 50 6、气体入塔分布 50 7、除雾沫器 51 8、塔釜设计 51 八、设计方案讨论 54 1、个人经验 54 2、不足之处 55 3、个人总结 56 九、参考文献 57 参考文献1： 57 参考文献2： 58 （一）前言 58 （二）填料塔技术 58 （三）填料塔的流体力学性能 61 （四）填料的选择 63 （五）填料塔的内件 63 （六） 工艺流程的现状和发展趋势 65 十、甲醇－水填料精馏塔设计条件图（见附图） 71 前言 精馏是分离液体混合物（含可液化的气体的混合物）最常用的一种单元操作，在化工、炼油、石油化工等工业中得到广泛的应用。精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置，又称为蒸馏塔。有板式塔与填料塔两种主要类型。根据操作方式又可分为连续精馏塔与间歇精馏塔。 蒸气由塔底进入，与下降液进行逆流接触，两相接触中，下降液中的易挥发(低沸点)组分不断地向蒸气中转移，蒸气中的难挥发(高沸点)组分不断地向下降液中转移，蒸气愈接近塔顶，其易挥发组分浓度愈高，而下降液愈接近塔底，其难挥发组分则愈富集，达到组分分离的目的。由塔顶上升的蒸气进入冷凝器，冷凝的液体的一部分作为回流液返回塔顶进入精馏塔中，其余的部分则作为馏出液取出。塔底流出的液体，其中的一部分送入再沸器，热蒸发后，蒸气返回塔中，另一部分液体作为釜残液取出。 精馏塔的工作原理是根据各混合气体的汽化点（或沸点）的不同，控制塔各节的不同温度，达到分离提纯的目的。 化工生产常需进行液体混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的，精馏操作在化工、石油化工、轻工等工业生产中中占有重要的地位。为此，掌握气液相平衡关系，熟悉各种塔型的操作特性，对选择、设计和分析分离过程中的各种参数是非常重要的。 要想把低纯度的甲醇水溶液提升到高纯度，要用连续精馏的方法，因为甲醇和水的挥发度相差不大。精馏是多数分离过程，即同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程，因此可使混合液得到几乎完全的分离。化工厂中精馏操作是在直立圆形的精馏塔内进行的，塔内装有若干层塔板或充填一定高度的填料。为实现精馏分离操作，除精馏塔外，还必须从塔底引入上升蒸汽流和从塔顶引入下降液。可知，单有精馏塔还不能完成精馏操作，还必须有塔底再沸器和塔顶冷凝器，有时还要配原料液预热器、回流液泵等附属设备，才能实现整个操作。 ??本次设计的精馏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。 ??本设计包括设计方案的选取，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，辅助设备的选型， 工艺流程图，主要设备的工艺条件图等内容。通过对精馏塔的运算，调试出塔的工艺流程、生产操