化工原理课程设计 分离甲醇—乙醇混合液的浮阀精馏塔--精.doc

四川大学轻纺与食品学院 化工原理课程设计 ——分离甲醇—乙醇混合液的浮阀精馏塔 设计者：姜虹伶 学号：1043091109 班级： 食品2班 联系方式： 邮箱： 指导教师：蒋炜 设计时间：2012.5.20—2012.7.4 四川大学轻纺与食品学院 目录 一、设计任务 - 4 - 二、背景介绍 - 4 - 1 . 精馏原理 - 4 - 2 . 板式塔作用原理 - 4 - 3 . 浮阀塔 - 5 - 三、设计流程图 - 5 - 四、浮阀塔的设计 - 7 - 1 . 全塔物料衡算 - 7 - （1）原料液、馏出液及残液的摩尔分数和均摩尔质量的计算 - 7 - （2) 原料液、馏出液及残液的摩尔流率计算 - 8 - 2 . 加料热状态参数q值的确定 - 8 - （1）进料液、馏出液、残液的温度确定 - 8 - （2）q值的计算 - 9 - （3）q线方程式 - 10 - 3 . 最小回流比的计算 - 10 - （1）相对挥发度的计算 - 10 - （2）平衡方程式 - 11 - （3）最小回流比的计算 - 11 - （4）实际回流比的计算 - 11 - 4 . 精馏段和提馏段的气、液流量 - 12 - (1) 精馏段内气、液流量 - 12 - （2）提馏段内气、液流量 - 13 - 5 . 塔板数的计算 - 13 - （1）逐板计算法 - 13 - （2）塔效率 - 15 - （3）实际塔板数的计算 - 16 - 6 . 塔径的计算 - 16 - (1) 精馏段塔径的计算 - 16 - （2）提馏段塔径的计算 - 20 - （3）塔径的实际值 - 23 - 7. 塔高的确定 - 23 - 五、精馏段塔板结构设计及力学校核 - 24 - 1.溢流装置 - 24 - （1) 降液管的宽度和截面面积的确定 - 24 - （2) 出口溢流堰与进口溢流堰的确定 - 24 - （3) 降液管底隙高度与受液盘的确定 - 25 - 2.板面布置及主要尺寸 - 25 - （1) 板面布置 - 25 - （2) 浮阀的数目与排列 - 26 - 3.浮阀塔板的流体力学校核 - 29 - （1) 塔板压降的校核 - 29 - （2) 液沫夹带的校核 - 29 - （3) 溢流液泛的校核 - 30 - （4) 负荷性能图及操作弹性 - 30 - 六、提馏段塔板结构设计及力学校核 - 34 - 1 . 溢流装置 - 34 - （1) 降液管的宽度和截面面积的确定 - 34 - （2) 出口溢流堰与进口溢流堰的确定 - 34 - （3) 降液管底隙高度与受液盘的确定 - 35 - 2 . 板面布置及主要尺寸 - 35 - （1) 塔板布置 - 35 - （2) 浮阀的数目与排列 - 36 - （3) 校核： - 38 - （4) 校核塔板开孔率 - 38 - 3 . 浮阀塔板的流体力学校核 - 39 - （1) 塔板压降的校核 - 39 - （2) 液沫夹带的校核 - 40 - （3) 溢流液泛的校核 - 40 - （4) 负荷性能图及操作弹性 - 41 - 七、塔顶冷凝器的选用 - 44 - 1.物料衡算 - 44 - 2.换热器选用 - 45 - 3.验算压降 - 46 - （1）验算管程压降 - 46 - （2) 验算管程压降 - 46 - 4. 核算总传热系数 - 47 - （1) 管程给热系数 - 48 - （2) 壳程给热系数 - 48 - （3) 导热系数和传热面积 - 48 - 八、塔接管设计 - 49 - 1.塔顶出料管直径 - 49 - 2.回流管直径 - 49 - 3.进料管直径 - 50 - 4.馏出液管直径 - 50 - 九、设计总结 - 51 - 十、参考文献 - 51 - 设计任务 设计题目：分离甲醇—乙醇混合液的浮阀精馏塔 原料液： 组成甲醇0.6 乙醇0.4 处理量：8800 温度：28℃ 馏出液： 组成 苯0.96 残 液： 组成 苯0.02（均为摩尔分率） 操作压力：常压连续操作 二、背景介绍 1 . 精馏原理 精馏过程的基础依然是混合液组分间挥发度的差异，而塔内的气、液“回流”则是沿塔高不断进行气、液传质实现精馏的必要条件。 沿塔流动的气、液相每经过一块塔板都将发生一次