甲醇水溶液常压筛板精馏塔化工原理课程设计.docx

化工单元过程及设备课程设计 设计题目： 专业班级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 完成时间：  筛板精馏塔设计 化工1303班 XXX 1315010xx 张亚刚 2016年1月14日 化学与化工学院《化工原理》课程组 制 设计 题目 筛板精馏塔的设计 设 计 任 务 及 要 求 设计用于甲醇一水溶液分离的常压筛板精馏塔，原料中含甲醇 17%（质 量分数，下同），泡点进料，要求塔顶出液浓度 98%塔釜出料浓度0.04%, 处理量为9000kg/h,塔效率为0.8。 综合运用《化工原理》和相关先修课程的知识，联系化工生产实际，完 成精馏操作过程的设备设计。要求有详细的工艺设计过程（包括计算机辅助 计算程序）、工艺尺寸设计、辅助设备选型、设计结果概要及工艺设备条件 图（CADS），编写设计说明书。 指 导 教 师 评 语 成绩： 优良中 指导教师签名： 日期：2016年 月 日 摘要 本设计采用浮阀精馏塔分离甲醇-水溶液。通过对原料产品的要求和物性参数的确定及对主要尺寸的计算，工艺设计和附属设备结果选型设计，完成对甲醇 -水精馏工艺 流程和主体备设计。乙醇-水溶液为非理想物系，禾I」用作图法求出最小回流比为1.2075 ； 由精馏费用模型编程得到最优回流比为 2.1735，理论板数为15块，计算出全塔效率为 0.8%,则实际板数为19块，其中精馏段7块，提馏段12块，进料位置为第6块。得到 精馏塔的塔径2.7米，总高14.48米；板开孔率为10.1%,精馏段操作弹性为3.05，提 馏段操作弹性为2.35，塔的流体力学验算，证明各指标数据均符合标准。强度校核表明， 该精馏塔满足强度、刚度及稳定性等要求。 目录 TOC \o 1-5 \h \z \o Current Document 摘要 I \o Current Document 绪论 1 1.1设计任务 1 1.2分离原料简介 1 筛板精馏塔原理及设备简介 2 2.1精馏原理 2. 2.2精馏设备 2. 2.3工业上对塔设备的主要要求 2 2.4筛板塔的特点 2 \o Current Document 装置设备的工艺计算 3 3.1设计方案图（见附录） 3 3.2精馏塔的条件选取 3 3.3精馏的工艺流程图的确定（见附录） 4 3.4筛板精馏塔设计计算 4 3.4.1题目所给数据 4 3.4.2精馏塔的物料衡算 4 3 4.3塔板数的确定 5 3.4.4精馏塔的气液相负荷 8 3.4.5操作线方程的求取 8 3.4.6逐板法求取理论板层数 8 3.4.7实际塔板数的求取 9 3.5精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 9 3.5.1操作温度的计算 9 3.5.2 平均摩尔质量 10 3.5.3液体平均表面张力计算 11 3.5.4平均密度的计算 11 3.6精馏塔的塔体工艺尺寸计算 13 3.6.1塔径的计算 13 3.6.2精馏塔有效高度的计算 15 3.7塔板的主要尺寸计算 16 3.7.1溢流装置计算 16 3.8塔板布置 17 3.8.1塔板的分块 17 3.8.2开孔面积计算 17 3.8.3筛孔计算及其排列 18 3.9筛板的流体力学验算 18 3.9.1干板阻力h计算 18 392气体通过液层的阻力 hl计算 19 3.9.3液体表面张力的阻力计算 20 394液面落差 21 3.9.5液沫夹带的校核 21 3.10塔板负荷性能图 22 3.10.1漏液线 22 3.10.2液沫夹带线 23 3.10.3液相负荷下限线 24 3.10.4液相负荷上限线 25 3.10.5液泛线 25 3.10.6操作弹性 26 附属设备及主要附件的选型计算 28 4.1附属设备设计 28 4.1.1再沸器 28 4.1.2冷凝器 28 4.2塔附件设计 29 接管 29 人孔 30 4.3塔总体高度的设定 30 4.3.1塔的顶部空间高度Ha 30 4.3.2塔的底部空间高度Hb 30 4.3.3裙座高度HS的确定 31 4.3.4塔顶封头HF的确定 31 4.3.5有效塔高的HP确定 31 4.3.6塔立体高度 31 4.4辅助设备的选型 31 4.4.1估计换热面积 31 4.4.2原料预热器 31 设计结果一览表 33 参考文献 36 附图 37 \o Current Document 主要符号说明 39 \o Current Document 结束 42 绪论 1.1设计任务 本次化工原理课程设计我的任务是设计常压筛板精馏塔分离甲醇和水的混合物， 其中，甲醇的含量为17%质量分数，下同)，要求的处理量为9000 (kg/h),泡点进料, 要求塔顶出液浓度98%