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化工原理课程设计甲醇和水

化工原理课程设计甲醇和水
化工原理课程设计甲醇和水

目录

摘要 (3)

Abstract (3)

引言 (1)

第1章设计条件与任务 (2)

1.1设计条件 (2)

1.2设计任务 (2)

第2章设计方案的确定 (3)

2.1操作压力 (3)

2.2进料方式 (3)

2.3加热方式 (3)

2.4热能的利用 (3)

第3章精馏塔的工艺设计 (5)

3.1全塔物料衡算 (5)

3.1.1原料液、塔顶及塔底产品的摩尔分数 (5)

3.1.2原料液、塔顶及塔底产品的平均摩尔质量 (5)

3.1.3物料衡算进料处理量 (5)

3.1.4物料衡算 (5)

3.2实际回流比 (6)

3.2.1最小回流比及实际回流比确定 (6)

3.2.2操作线方程 (7)

3.2.3汽、液相热负荷计算 (7)

3.3理论塔板数确定 (7)

3.4实际塔板数确定 (7)

3.5精馏塔的工艺条件及有关物性数据计算 (8)

3.5.1操作压力计算 (8)

3.5.2操作温度计算 (8)

3.5.3平均摩尔质量计算 (8)

3.5.4平均密度计算 (9)

3.5.5液体平均表面张力计算 (10)

3.6精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (12)

3.6.1塔径计算 (12)

3.6.2精馏塔有效高度计算 (13)

第4章塔板工艺尺寸的计算 (14)

4.1精馏段塔板工艺尺寸的计算 (14)

4.1.1溢流装置计算 (14)

4.1.2塔板设计 (15)

4.2提馏段塔板工艺尺寸设计 (15)

4.2.1溢流装置计算 (15)

4.2.2塔板设计 (16)

4.3塔板的流体力学性能的验算 (16)

4.3.1精馏段 (16)

4.3.2提馏段 (18)

4.4板塔的负荷性能图 (19)

4.4.1精馏段 (19)

4.4.2提馏段 (21)

第5章板式塔的结构 (23)

5.1塔体结构 (23)

5.1.1塔顶空间 (23)

5.1.2塔底空间 (23)

5.1.3人孔 (23)

5.1.4塔高 (23)

5.2塔板结构 (24)

第6章附属设备 (24)

6.1冷凝器 (24)

6.2原料预热器 (24)

第7章接管尺寸的确定 (26)

7.1蒸汽接管 (26)

7.1.1塔顶蒸汽出料管 (26)

7.1.2塔釜进气管 (26)

7.2液流管 (26)

7.2.1进料管 (26)

7.2.2回流管 (26)

7.2.3塔釜出料管 (26)

第8章附属高度确定 (28)

8.1筒体 (28)

8.2封头 (28)

8.3塔顶空间 (28)

8.4塔底空间 (28)

8.5人孔 (28)

8.6支座 (28)

8.7塔总体高度 (28)

第9章设计结果汇总 (30)

设计小结与体会 (32)

参考文献 (33)

摘要

课程设计不同于平时的作业,在设计中需要我们自己做出决策,即自己确定方案、选择流程、查取资料、进行过程和设备计算,并要求自己的选择作出论证和核算,经过反复的分析比较,择优选定最理想的方案和合理的设计。所以,课程设计是培养提高学生独立工作能力的有益实践。对我们以后的设计方面有很大的帮助。

主要任务是:全塔物料衡算、操作回流比和理论塔板数的确定,计算冷凝器的热负荷,计算精馏段、提馏段的塔板效率,确定实际塔板数,塔径的估算,板式塔的工艺尺寸的计算(溢流装置和塔板的设计计算),流体力学性能的校核(板压力降、液面落差、液沫夹带、漏液、及液泛),塔板的负荷性能图的绘制(液相负荷下限线、液相负荷上限线、漏液先、液沫夹带线和溢流液泛线),塔的结构确定(塔体结构和塔板结构)附属设备的选型(塔顶冷凝器,塔底再沸器的,原料预热器换热面积)接管尺寸的确定,绘制精馏塔系统工艺流程图和装备图。

本次设计的是年处理量为25000 t.a-1甲醇和水的溶液,采用直接蒸汽加热,泡点进料。进过确定方案计算和核算,得到操作回流比为1.5,理论塔板数为10块,实际板数为25,塔板效率为42.43%,估算塔径为800mm,塔的总体高度为18.19m,堰长为0.42m,堰高为0.044m(精)0.0373m(提),筛孔直径为0.004m,筛孔数目为2250,板间距0.40m,塔的操作弹性1.29(精)1.75(提)。

关键词:精馏塔、设计、效率、塔板、人孔、塔间距

Abstract

Course design is different from the usual operation, the design decisions that need our own, that his identification of programs, select the process, accessing information, carry out the process and equipment calculation and asked to demonstrate their choice and accounting, through repeated analysis comparison, the best option be selected and reasonable design. Therefore, the curriculum is to train students to work independently to improve the useful practice. The design of our future is very helpful.

Main tasks : full tower material balance, operating reflux ratio and theoretical plate number of identified, the condenser heat load calculation, calculation of distillation section, stripping section tray efficiency, to determine the actual number of trays, column diameter estimate the size of plate column calculation process (overflow devices and plate design and calculation), Hydrodynamic Performance Verification (plate pressure drop, liquid level drop, entrainment, weeping, and flooding), tray mapping of the load performance (lower line liquid load, liquid load limit line, leaking first, entrainment flooding line and overflow line), determined the structure of tower (the tower structure and tray configuration) ancillary equipment Selection (tower condenser, reboiler bottom of the column, the raw material preheater heat transfer area) to determine the size to take over, drawing flow chart of distillation systems and equipment plan.

This design is the annual processing capacity of 20000 ta-1 solution of methanol and water, direct steam heating, bubble point feed. Been to determine the program computation and accounting, are operating reflux ratio of 1.16, theoretical plate number 15, the actual plate number was 32, tray efficiency was 43.8%, estimate the tower diameter of 700mm, the overall tower height 18.19m, weir length 0.42m, weir height is 0.044m (fine) 0.0373m (mentioned), sieve diameter is 0.004m, the number of mesh 2250, plate spacing 0.40m, Tower's operating flexibility 1.29 (fine) 1.75 (mention) .

Keywords: distillation column, design, efficiency, trays, manholes, tower spacing

引言

在炼油、石油加工、精细化工、食品、医药等部门,塔设备属于使用量大,应用面广的重要单元设备。塔设备广泛用于蒸馏、吸收、萃取、洗涤、传热的单元操作中。所以塔设备的研究与设计一直是国内外学者普遍关注的重要课题。

塔设备按其结构形式基本上可以分为两类:板式塔和填料塔。板式塔为逐板接触式汽液传质设备,它具有结构简单、安装方便、压降低,操作弹性大,持液量小等优点。同时也有投资费用较高,填料易堵塞等缺点。

本设计目的是分离甲醇-水混合液,采用筛板式精馏塔。

塔型的选择因素很多,主要有物料性质、操作条件、塔设备的制造安装和维修等。

1、与物性有关的因素

(1)本设计任务为分离甲醇-水混合物,对于二元混合物的分离,应该使用连续精馏。

(2)易起泡的物系在板式塔中有较严重的雾沫夹带现象或引起液泛,应选填料塔。本设计为甲醇和水,可选用板式塔。

(3)对于有悬浮物或容易聚合物系的分离,为防止堵塞,宜选用板式塔。

2、与操作条件有关的因素

(1)对于有侧线进料和出料的工艺过程,选用板式塔为适宜;

(2)对于液体喷淋密度极小的工艺过程,若采用填料塔,填料层得不到充分润湿,使其分离效率明显下降,故宜选用板式塔。

在设计过程中应考虑到设计的精馏塔具有较大的生产能力满足工艺要求,另外还要有一定的潜力。节省能源,综合利用余热。经济合理,冷却水进出口温度的高低,一方面影响到冷却水用量。另一方面影响到所需传热面积的大小。即对操作费用和设备费用均有影响,因此设计是否合理的利用热能R等直接关系到生产过程的经济问题。

本课程设计的主要内容是过程的物料衡算,塔的工艺计算、结构设计和校核。

第1章设计条件与任务

1.1设计条件

在常压操作的连续板式精馏塔内分离甲醇-水混合物。塔釜直接蒸汽加热,生产能力和产品的质量要求如下:

生产能力:年处理甲醇-水混合液25000吨(300天/年)

原料:甲醇(含50%质量分数,下同)的常温液体

分离要求:塔顶甲醇含量不低于99%

塔低甲醇含量不高于2%

操作条件:①塔顶压力:4kPa(表压);②进料热状态:泡点进料;③回流比:自选;④单板压降≤0.7kPa。

建厂地址:武汉

1.2设计任务

1 全塔物料衡算、操作回流比和理论塔板数的确定。

2 计算冷凝器和再沸器热负荷。

3 计算精馏段、提馏段的塔板效率,确定实际塔板数。

4 估算塔径。

5 板式塔的工艺尺寸计算,包括溢流装置与塔板的设计计算。

6 塔板的流体力学性能校核,包括板压力降、液面落差、液沫夹带、漏液及液泛的校核。

7 绘制塔板的负荷性能图。塔板的负荷性能图由液相负荷下限线、液相负荷上限线、漏液线、液沫夹带线和溢流液泛线确定。

8 塔的结构确定,包括塔体结构与塔板结构。

塔体结构:塔顶空间,塔底空间,人孔(手孔),支座,封头,塔高等。

塔板结构:采用分块式塔板还是整块式塔板。

9 塔的附属设备选型,包括塔顶冷凝器、塔底(蒸馏釜的换热面积,原料预热器的换热面积与泵的选型(视情况而定)。

10 精馏塔各接管尺寸的确定。

11 绘制精馏塔系统工艺流程图。

12 绘制精馏塔装配图。

13 编写设计说明书。

14计算机要求:编写程序、CAD绘图等。

15 英语要求:撰写英文摘要。

16 设计说明书要求:逻辑清楚,层次分明,书写工整,独立完成。

第2章设计方案的确定

设计方案选定是指确定整个精馏装置的流程、主要设备的结构型式和主要操作条件。所选方案必须:①能满足工艺要求,达到指定的产量和质量;②操作平稳,易于调节;③经济合理;④生产安全。在实际的设计问题中,上述四项都必须兼顾考虑。

课程设计方案选定所涉及的主要内容有:操作压力,进料状况,加热方式及其热能的利用。2.1操作压力

精馏可在常压、加压或减压下进行,确定操作压力主要是根据处理物料的性质、技术上的可行性和经济上的合理性来考虑。

一般来说,常压精馏最为简单经济,若物料无特殊要求,应尽量在常压下操作。对于沸点低,常压下为气态的物料必须在加压下进行精馏。加压操作可提高平衡温度,有利于塔顶蒸汽冷凝热的利用,或可以使用较便宜的冷却剂,减少冷凝、冷却费用。在相同塔径下,适当提高操作压力还可提高塔的处理能力,但增加塔压,也提高了再沸器的温度,并且相对挥发度也有所下降。对于热敏性和高沸点物料常用减压精馏。降低操作压力,组分的相对挥发度增大,有利于分离。减压操作降低了平衡温度,这样可以只用较低温位的加热剂。但降低压力也导致塔径增大和塔顶蒸汽冷凝温度的降低,且必须使用抽真空的设备,增加了相应的设备和操作费用。本设计为塔顶压力(表压)4kPa 下操作。

2.2进料方式

进料的热状态指进料的q值,q的定义为使每千摩尔进料变成饱和蒸汽所需的热量与每千摩尔进料的汽化潜热之比。进料状态主要有五种:冷进料、泡点进料、气、液混合进料、饱和蒸汽进料、过热蒸气进料等。其中泡点进料的操作比较容易控制,并且不受季节气温的影响;另外,泡点进料时,精馏段与提馏段的塔径相同,在设计和制造时也比较方便。所以本设计操作选择泡点进料,即

q=1。

2.3加热方式

精馏塔通常设置再沸器,采用间接蒸汽加热,以提供足够的能量。若待分离的物系为某种轻组分和水的混合物,往往可采用直接蒸汽加热方式,即把蒸汽直接通入塔釜汽化釜液。这样,只需在塔釜安装鼓泡管,可以省去一个再沸器,并且可以利用压力较低的蒸汽来进行加热,操作费用和设备费用均可降低。但在塔顶轻组分回收率一定时,由于蒸汽冷凝水的稀释作用,使残液轻组分浓度降低,所需的塔板数略有增加。对于某些物系(如酒精—水),低浓度时的相对挥发度很大,所增加的塔板数不多,此时采用直接蒸汽加热是合适的。若釜液粘度很大,用间壁式换热器加热困难,此时用直接蒸汽加热可取得良好的效果。

2.4热能的利用

蒸馏过程的原理是多次进行部分汽化和冷凝,因此,热效率很低,通常进入再沸器的能量仅有5%左右被有效的利用。所以,蒸馏系统的热能利用问题应值得认真考虑。

塔顶蒸汽冷凝放出的热量是大量的,但其能位较低,不可能直接用来作塔釜的热源。但可用作低温热源,或通入废热锅炉,产生低压蒸汽,供别处使用。或可采用热泵技术,提高温度后再用于加热釜液。

此外,通过蒸馏系统的合理设置,也可取得节能的效果。例如,可采用设置中间再沸器和中间

冷凝器的流程,因为设置中间再沸器,可利用温度比塔底低的热源,而中间冷凝器则可回收温度比塔顶高的热量。

第3章 精馏塔的工艺设计

3.1全塔物料衡算

3.1.1原料液、塔顶及塔底产品的摩尔分数

甲醇(CH 3OH )的摩尔质量:kmol kg M A /04.32= 水(H 2O )的摩尔质量:kmol kg M B /02.18= 则各部分的摩尔分数为:

9824.0102

.18

01.004

.3299.004.3299

.0=+=

-+=B

D A D A

D D M w M w M w x (3.1)

3600.0102

.1850.004

.3250.004.3250.0=+

=

-+

=

B

F A

F A

F F

M w M w M w x

(3.2)

0113

.0102

.1898.004

.3202.004.3202

.0=+

=-+=B

W

A W A

w W

M w M w M w x

(3.3) 3.1.2原料液、塔顶及塔底产品的平均摩尔质量

kmol kg M x M x M kmol kg M x M x M kmol kg M x M x M B W A W W B F A F F B D A D D /18.1802.18)0113.01(04.320113.0)1(/07.2302.18)3600.01(04.323600.0)1(/79.3102.18)9824.01(04.329824.0)1(=?-+?=-+==?-+?=-+==?-+?=-+= )

6.3()5.3()

4.3( 3.1.3物料衡算进料处理量

h kmol M F F

/51.150243001000

25000=??=

(3.7)

3.1.4物料衡算

总物料衡算(直接蒸汽加热):

W D S F +=+ (3.8)

轻组分(甲醇)衡算:

W D F W x Dx Fx += (3.9)

由恒摩尔流假设得:

D R D L S )1(+=+= (3.10)

求解得到:

S V RD F L D R S RD F W Rx x x x F

D W

D W F =+=+=+=+-=;;)1(;;

3.2实际回流比

由数据手册查的甲醇-水(101.325kPa )的物系汽液平衡数据如下:

表3.1 常压下的甲醇-水的气液平衡数据

t/℃ x y t/℃ x

100 0 0 75.3 0.4 96.4 0.02 0.134 73.1 0.5 93.5 0.04 0.234 71.2 0.6 91.2 0.06 0.304 69.3 0.7 89.3 0.08 0.365 67.6 0.8 87.7 0.1 0.418 66 0.9 84.4 0.15 0.517 65 0.95 81.7 0.2 0.579 64.5 1 78 0.3 0.665

3.2.1最小回流比及实际回流比确定

根据101.325KPa 下,甲醇-水的汽液平衡组成关系绘出甲醇-水x-y 图(见图3.2),泡点进料,所以q=1,即q 为一条直线。此时, X e =X F =0.5

由上表的内插法求得:

705

.0==e y 8039.03600

.0.0714.0714

.09824.0min =--=--=

e e e D x y y x R

通过Excel 软件,算得min (1.2~2)R R =下对应的塔板数并作图如下:

1012141618

20

22

24

1.1

1.3 1.5

1.7 1.9

2.1

R/Rmin

N

N=10

min

1.5R

R = ,

kmol/h

21.116;kmol/h 06.214;kmol/h 21.116;kmol/h 06.214;kmol/h 69.52=====∴V L S W D

3.2.2操作线方程

(1)精馏段操作线方程: 2348.07166.0111+=+++=+n D n n x R x x R R

y (3.11)

(2)提馏段操作线方程: 0337.06713.11-=-=+n w n n x x s

w

x s w y (3.12) 3.2.3汽、液相热负荷计算

(1)精馏段:

1138.72kmol/h V (1)72.26kmol/h L RD R D ===+=

(2)提馏段:

22166.05kmol/h V 72.26kmol/h

L W S ====

3.3理论塔板数确定

3.4实际塔板数确定

板效率与塔板结构、操作条件、物质的物理性质及流体力学性质有关,它反应了实际塔板上传

质过程进行的程度。板效率可用奥康奈尔公式计算:

0.2450.49() (3.12)T L E αμ-=

注:α——塔顶与塔底平均温度下的相对挥发度

L μ——塔顶与塔底平均温度下的液相粘度mPa s

(1)实际板层数的初步求取 设2.40E T =,则

精馏段实际板层数: 1542.06 N ==精 提馏段实际板层数:1042.04 N ==提

总实际板层数:

25N N N =+=提精

(2)塔板总效率估算 ①操作压力计算

塔顶操作压力:kPa 3.10543.101P P P D =+=+=表当地

每层塔板压降:0.7kPa p =?

塔顶操作压力:

kPa 8.122257.0P D =?+=w P

②操作温度的计算;塔顶温度用内插法,C 65.0t D ?=,C 105.10t w ?= 平均温度:

C 85.05105.10)/2(65.0)/2t (t t w

D m ?=+=+=

③相对挥发度的计算:

塔顶相对挥发度:

46

.2)9578.01/()9824.01(9578

.0/9824.0)1/()1(/1111=--=--=

x y x y D α 塔顶相对挥发度:

24

.8)

0111.01/()0824.01(0111

.0/0847.0)1/()1(/2222=--=--=

x y x y w α 平均相对挥发度:50.424.846.2=?==W D ααα

④C 85.05?=m t 时,查得s mPa 4.0?=L μ,

⑤ 塔板总效率的估算。根据%43.420.4) 0.49(4.5 )0.49('E -0.245 -0.245L T =?==αμ,且

%1%43.0'?=-T T E E ,则%43.42E =T ,15%43.426

==精N ,10%43.424==提N ,

则251015=+=N

3.5精馏塔的工艺条件及有关物性数据计算

3.5.1操作压力计算

塔顶操作压力:101.34105.3kPa D P =+=;

每层塔板压降:0.7kPa P ?=;

操作压力:kPa 7.1207.022=?+=D F P P

塔顶操作压力:kPa 3.10543.101P P P D =+=+=表当地 塔顶操作压力:kPa 8.122257.0P D =?+=w P

(1)精馏段平均压力 113kPa

2

)

7.1203.105(21=+=+=

F D m P P P (2)提馏段平均压力: 123.15kPa

2

)6.1257.120(22=+=+=Pw P P F m 3.5.2操作温度计算 前面已求得:

塔顶温度C 78.29t D ?= 进料板的温度: C 82.04t F ?= 塔底的温度:C 95.34t w ?=

(1)精馏段平均温度: C

80.162

82.04

78.292t m1?=+=+=

F D t t (2)提馏段平均温度: C

88.692

82.0495.342t m2?=+=+=F w t t 3.5.3平均摩尔质量计算

塔顶平均摩尔质量:0.9578x 0.9824,y x 11D ===

ol 40.78kg/km 18.020.8115)-(146.070.81151=?+?=+=B D A D LDM )M -x (M x M (3.21)

kg/kmol 25.4118.020.171646.070.82841=?+?=+=B D A D VDM )M -y (M y M (3.22)

进料板平均摩尔质量:

kg/kmol 07.2718.020.676246.070.32381=?+?=+=B F A F VFM )M -y (M y M kg/kmol 40.3418.020.414146.070.58591=?+?=+=B F A F LFM )M -x (M x M

塔底平均摩尔质量:

kg/kmol 50.1818.020.982046.070.01801=?+?=+=B w A w LWM )M -x (M x M kg/kmol 70.2218.020.832446.070.16761=?+?=+=B W A W VWM )M -y (M y M

(1)精馏段平均摩尔质量:kg/kmol 93.332/)07.2778.40(=+=LM M

kg/kmol 83.372/)40.3425.41(=+=VM M

(2)提馏段平均摩尔质量:kg/kmol 78.222/)50.1807.27('=+=LM M kg/kmol 55.282/)70.2240.34('=+=VM M

3.5.4平均密度计算

气相平均密度计算:由理想气体状态方程,即

(3.31)m Vm

Vm m

P M RT ρ=

液相平均密度计算:

Lm i i

1

=

(3.32)ρωρ

注:i ω——为该物质的质量分数

塔顶平均密度计算:由C 65.0t D ?=,查手册得3

A 744.4kg/m =ρ,3

B kg/m 973=ρ

3

LDM 759.2kg/m

0.083/9730.917/7441/)1(/1=+=-+=

B D A D ρωρωρ

进料板平均密度计算:由04.822=t ,查手册得3

A 737.3kg/m =ρ,3

B kg/m 969=ρ

质量分数:

55

.002

.186762.007.46323.007

.463238.0F =?+??=

α 3

LFM kg/m 20.8260.45/9690.55/737.31

/)1(/1=+=-+=

B A A A ρωρωρ

塔底平均密度计算:由C 95.34t w ?=,查手册得3

A 703kg/m =ρ, 3

B kg/m 960=ρ

045

.002

.189820.007.460180.007

.460180.0W =?+??=

α 3

LWM kg/m 46.9440.955/960.0.045/7031

/)1(/1=+=-+=

B W A W ραραρ

(1)精馏段平均密度:

气相:

3

M VM M VM kg/m 46.1)15.27316.80(314.883

.37113RT M P =+??==

ρ

液相: 3

LFM LD M LM 792.7kg/m

826.20)/2(759.2)/2(=+=+=ρρρ

(2)提馏段平均密度:

气相:

3

M VM M kg/m 17.1)15.27369.88(314.855

.2815.123'RT 'M 'P 'VM

=+??==

ρ

液相: 3

LFM LD M LM 885.33kg/m

944.46)/2826.20()/2''('=+=+=ρρρ

3.5.5液体平均表面张力计算

对于二元有机物-水溶液表面张力可用下试计算:

1/41/41/4 (3.36)m sW W sO O σ?σ?σ=+

并用下列关联式求出sW ?,sO ?

2/3

2/3

lg()

1

lg()

0.411()(

) (3.37)()

()

;q

W O sW sO q sW sO O O W W W W W

W W O O O O O W W O O W

O

W O W

O

B A B Q

A V Q q T V q

x V x V x V x V x V x V M M V V ??????σσ??ρρ=+==+==-=+=+=

=

注:下标W 表示水,O 表示有机物;

W V ——表示水的摩尔体积;O V ——有机物的摩尔体积。

(未修改:(1)精馏段平均表面张力:由171.965C m t =?,查表得:17.65mN/m O σ=;

63.98mN/m W σ=;33750/;976.62/O W kg m kg m ρρ==;0.56O x =;10.44W O x x =-=

带入上述公式计算得:121.92mN/m m σ=

(2)提馏段平均表面张力:由288.488C m t =?,查表得:

16.27mN/m O σ=;

61.00mN/m W σ=;33728/;966.28/O W kg m kg m ρρ==;0.09O x =;10.91W O x x =-=

带入上述公式计算得:142.59mN/m m σ=) 3.5.6液体平均黏度计算

液体平均黏度计算公式:

lg lg (3.38)Lm i i x μμ=∑

塔顶平均黏度计算:由C 65.0t D ?=,查手册得s mPa 34.0?=A μ,s mPa 46.0?=B μ得到:

466/046.0lg 0176.034.0lg 9824.0lg lg lg -=+=+=B B A A LDM x x μμμ

s mPa 342.0?=LDM μ

进料板平均黏度计算:由C 78.25t F ?=,查手册得s mPa 29.0?=A μ,s mPa 37.0?=B μ得到:

464.037.0lg 6924.029.0lg 3076.0lg lg lg -=+=+=B B A A LFM x x μμμ

s mPa 344.0?=LFM μ

塔底平均黏度计算:由C 105.1t w ?=,查手册得s mPa 215.0?=A μ,s mPa 249.0?=B μ得到:

s

mPa 213.0?=LWM μ

(1)精馏段液体平均黏度 s 0.343mPa 0.342)(0.344)/2(?=+=+=LF LD LM μμμ (2)提馏段液体平均黏度:s 0.279mPa 0.213)(0.344)/2''('?=+=+=LF LD LM μμμ

3.6精馏塔的塔体工艺尺寸计算

3.6.1塔径计算

(1)精馏段

精馏段的气、液相体积流率为:

/s m 837.0142

.1360061

.2921.11636003.1=??==

M L VM S M V V ρ

/s m 000594.032

.802360089

.2676.6336003;1=??==

M LM S M L L ρ

0188.0)142

.132.802(3600837.03600000594.0)(36003600)(21

2121=??=??=V L S S V L s s V L V L ρρρρ 取板间距 0.45m H T =,板上液层高度0.05m L h =则: 0.40m 0.05-0.45h -H L T ==

0.0825

C 20=

0841

.0)20

22

(0825.0)20(21

2

1

20=?==L

C C σm/s 2275.2142

.1142

.132.8020841.0max =-?=-=V V L C

u ρρρ

取安全系数为0.8,则空塔气速为: 1.782m/s 2.22750.80.8max =?==u u

m 773.0782

.014.3837

.3044''

=??==u Vs D π

按标准塔径圆整后为:0.8m D =

截塔面积为: 2

2

2

m 5024.04

80.01415.34=?==D A T π 实际空塔气速: s m A Vs u T /666.15024

.0837.0===

8.0748.02275

.2666

.1max

?==

u u

(2)提馏段

提馏段的气、液相体积流率为:/s m 001337.0624

.9003600255

.2006.214'3600''31=??==

LM LM S M L L ρ

/s m 8242.09931

.0360043

.2321.116'3600''32=??==

VM VM S M V V ρ

查史密斯关

0509.0)9133

.0625.900(36008242.03600001337.0)''(3600'3600')(212121=??=??=V L S S V L s s V L V L ρρρρ 取板间距,0.45m H T =板上液层高度0.05m L h =则: 0.40m 0.05-0.45h -H L T ==

查图得: 0.085C 20=,009654.0)20

80.37(0825.0)20(2

1

2

1

20=?==L

C C σ

m/s 03.39133

.09133

.0625.90009625.0''''max =-?=-=V V L C

u ρρρ 取安全系数为0.6,则空塔气速为: 1.641m/s 3.300.60.6max =?==u u

m 760.0818

.114.38242

.044''

=??==u Vs D π

按标准塔径圆整后为: 0.8m D =

截塔面积为: 2

2

2

m 5024.04

80.01415.34=?==D A T π 实际空塔气速: s m A Vs u T /641.15024

.08242.0===

6.0542.003

.3641

.1max

?==

u u 3.6.2精馏塔有效高度计算

在进料板上方开一个人孔,精馏段开2个人孔,高度为0.6m;

塔板有效高度为:12.2m 0.631)-(Np Z =?+=

第4章 塔板工艺尺寸的计算

4.1精馏段塔板工艺尺寸的计算

4.1.1溢流装置计算

因塔径D=0.8m ,可选用单溢流弓形降液管,采用凹型受液盘。各项计算如下: 4.1.1.1堰长w l

取m D l W 48.08.06.06.0=?== 4.1.1.2溢流堰高度ow h

由w L ow h h h =-,选用平直堰,堰上液层高度

m

00749.048

.03600000594.01100084.2)(100084.23

2

32=???==)( l L E h w h ow

取板上清液层高度50mm L h =,故m 0423.000749.05.00=-=-=W W h h h L 4.1.1.3弓形降液管宽度d W 和截面积f A

由0.60w l D =查弓形降液管参数图得:0.055f T

A A =;

0.11d

W D

= 故

2

f d 0.02512m

0.5024 0.05A m,084.08.0105.0=?==?=W 则

验算液体在降液管中停留时间,即:

)(503.193600

00594.0002512

.036003600设计合理s s l H A h

T

f >=???=

=

τ

故降液管设计合理。 4.1.1.4降液管底隙高度0h

mm

mm ho hw h hw h u l L h w h 006.03.12303.4230mm,0.363m

0.006-0.20m,m 0177.007

.048.0000594

.0360000'

0?=-=-===?=?=

=

取则

故降液管底隙高度设计合理。

4.1.2塔板设计

4.1.2.2边缘区宽度确定

取人口安定区宽度为m W W s s 06.0'==,边缘区宽度为 m W 035

.0c =。 4.1.2.3开孔区面积的计算

开孔区面积a A 计算:开孔面积为 )sin 180(212

2

2

a r

x

r x r x A -+-=π 其中 m W W D x s d 256.0)06.0084.0(28

.0)(2=+-=+-=

; m W D r c 365.0035.02

8.02=-=-=; 故:2122

2

a m 326.0365

.0256

.0sin 180365.01415.3256.0365.0256.02=?+-?

=-)(A 4.1.2.4筛孔计算及其排列

本物系无腐蚀性,可选用板厚3mm δ=碳钢板,取筛孔直径,5mm d o = 筛孔按正三角形排列,取孔中心距:

mm d t o 5.1255.25.2=?==

筛孔数目:个2410)105.12(326

.0155.1155.12

32=??==

-t A n a 开孔率为:开孔率为:;)()(%5.145

.21907.0907

.02

2=?==t d o φ 精馏段每层板上的开孔面积是:

2

00473.0326.0145.0m Ae A =?==φ

气体通过筛孔的气速为:

s

m A V u S /7.170473

.0837.000===

4.2提馏段塔板工艺尺寸设计

4.2.1溢流装置计算 4.2.1.1溢流堰高度ow h

由w L ow h h h =-,选用平直堰,堰上液层高度:

m

0132.048

.03600001337.01100084.2)(100084.23

2

32=???==)( l L E h w h ow

取板上清液层高度50mm L h =,故m 0368.00132.005.00=-=-=W W h h h L 4.2.1.3弓形降液管宽度d W 和截面积f A

由0.60w l D =查弓形降液管参数图得:0.055f T

A A =;

0.11d

W D

= 故

2

f d 0.02512m

0.5024 0.05A m,084.08.0105.0=?==?=W 则

验算液体在降液管中停留时间,即:

)(503.193600

00594.0002512

.036003600设计合理s s l H A h

T

f >=???=

=

τ

故降液管设计合理。

4.2.1.4降液管底隙高度0h

m

mm ho hw h u l L h w h 006.08.9308.3930mm,0.25m)

-(0.20m m 0398.007

.048.0001337

.036000'

0?=-=-=?=?=

=

故降液管底隙高度设计合理。

4.2.2塔板设计

与精馏段塔板设计相同,但气体通过筛孔的流速不同:

气体通过筛孔的气速:

s

m A V u S /4.170473

.08242.000===

4.3塔板的流体力学性能的验算

4.3.1精馏段 4.3.1.1塔板压降

(1)干板阻力c h 计算

2000.051(

)() (4.8)V

c L

u h c ρρ= 由

0 1.33

d δ=,查

00.772

c =,所以有

液柱则m 0382.0)32

.802142

.1()772.073.24(

051.02=?=c h 。 (3) 气体通过液层的阻力1h 的计算

化工原理甲醇—水连续填料精馏塔

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: 专业: 学号: 指导老师: 2007年7 月13日

目录 一、设计任务书 (1) 二、设计的方案介绍 (1) 三、工艺流程图及其简单说明 (2) 四、操作条件及精熘塔工艺计算 (4) 五、精熘塔工艺条件及有关物性的计算 (14) 六、精馏塔塔体工艺尺寸计算 (19) 七、附属设备及主要附件的选型计算 (23) 八、参考文献 (26) 九、甲醇-水精熘塔设计条件图

一、设计任务书 甲醇散堆填料精馏塔设计: 1、处理量:12000 吨/年(年生产时间以7200小时计算) 2、原料液状态:常温常压 3、进料浓度:41.3%(甲醇的质量分数) 塔顶出料浓度:98.5%(甲醇的质量分数) 塔釜出料浓度:0.05%(甲醇的质量分数) 4、填料类型:DN25金属环矩鞍散堆填料 5、厂址位于沈阳地区 二、设计的方案介绍 1、进料的热状况 精馏操作中的进料方式一般有冷液加料、泡点进料、汽液混合物进料、饱和蒸汽进料和过热蒸汽加料五种。本设计采用的是泡点进料。这样不仅对塔的操作稳定较为方便,不受厦门季节温度影响,而且基于恒摩尔流假设,精馏段与提馏段上升蒸汽的摩尔流量相等,因此塔径基本相等,在制造上比较方便。 2、精熘塔的操作压力 在精馏操作中,当压力增大,混合液的相对挥发度减小,将使汽相和液相的组成越来越接近,分离越来越难;而当压力减小,混合液的相对挥发度增大,α值偏离1的程度越大,分离越容易。但是要保持精馏塔在低压下操作,这对设备的要求相当高,会使总的设备费用大幅度增加。在实际设计中,要充分考虑这两

甲醇-水精馏课程设计—化工原理课程设计

甲醇-水分离过程板式精馏塔的设计 1.设计方案的确定 本设计任务为分离甲醇和水混合物。对于二元混合物的分离,应采用连续精馏流程。设计中采用泡点进料,将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝,冷凝液在泡点下一部分回流至塔内,其余部分经产品冷凝冷却后送至储罐。该物系属易分离物系,最小回流比较小,故操作回流比取最小回流比的1.8倍。塔釜采用间接蒸汽加热①。 2.精馏塔的物料衡算 2.1.原料液及塔顶、塔顶产品的摩尔分率 甲醇的摩尔质量M A=32.04kg/kmol 水的摩尔质量M B=18.02 kg/kmol x F= 0.46/32.04 0.324 0.46/32.040.54/18.02 = + x D= 0.95/32.04 0.914 0.95/32.040.05/18.02 = + x W= 0.03/32.04 0.0171 0.03/32.040.97/18.02 = + 2.2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 M F=0.324*32.04(10.324)*18.0222.56 +-=kg/kmol M D=0.914*32.04(10.914)*18.0230.83 -=kg/kmol M W=0.0171*32.04(10.0171)*18.0218.26 +-=kg/kmol 2.3.物料衡算 原料处理量F= 30000*1000 184.7 24*300*22.56 =kmol/h 总物料衡算184.7=D+W 甲醇物料衡算184.7*0.324=0.914D+0.0171W 联立解得D=63.21 kmol/h W=121.49 kmol/h 3.塔板数的确定 3.1.理论塔板层数N T的求取 3.1.1.由手册查的甲醇-水物系的气液平衡数据

化工原理课程设计,甲醇和水的分离精馏塔的设计

郑州轻工业学院 ——化工原理课程设计说明书 课题:甲醇和水的分离 学院:材料与化学工程学院 班级: 姓名: 学号: 指导老师: 目录 第一章流程确定和说明 (2) 1.1.加料方式 (2)

1.2.进料状况 (2) 1.3.塔型的选择 (2) 1.4.塔顶的冷凝方式 (2) 1.5.回流方式 (3) 1.6.加热方式 (3) 第二章板式精馏塔的工艺计算 (3) 2.1物料衡算 (3) 2.3 塔板数的确定及实际塔板数的求取 (5) 2.3.1理论板数的计算 (5) 2.3.2求塔的气液相负荷 (5) 2.3.3温度组成图与液体平均粘度的计算 (6) 2.3.4 实际板数 (7) 2.3.5试差法求塔顶、塔底、进料板温度 (7) 第三章精馏塔的工艺条件及物性参数的计算 (9) 3.1 平均分子量的确定 (9) 3.2平均密度的确定 (10) 3.3. 液体平均比表面积张力的计算 (11) 第四章精馏塔的工艺尺寸计算 (12) 4.1气液相体积流率 (12) 4.1.1 精馏段气液相体积流率: (12) 4.1.2提馏段的气液相体积流率: (13) 第五章塔板主要工艺尺寸的计算 (14) 5.1 溢流装置的计算 (14) 5.1.1 堰长 (14) 5.1.2溢流堰高度: (15) 5.1.3弓形降液管宽度 (15) 5.1.4 降液管底隙高度 (16) 5.1.5 塔板位置及浮阀数目与排列 (16) 第六章板式塔得结构与附属设备 (24) 6.1附件的计算 (24) 6.1.1接管 (24) 6.1.2 冷凝器 (27) 6.1.3再沸器 (28) 第七章参考书录 (28) 第八章设计心得体会 (29)

甲醇水筛板精馏塔课程设计

化学与化学工程学院 《化工原理》专业课程设计 设计题目常压甲醇-水筛板精馏塔设计 姓名:潘永春 班级:化工101 学号: 2010054052

指导教师:朱宪 荣 课程设计时间2013、6、8——2013、6、20 化工原理课程设计任务书 专业:化学与化学工程学院:化工101 姓名:潘永春 学号20100054052 指导教师朱宪荣 设计日期:2013 年6月8日至2013年6月20日 一、设计题目:甲醇-水精馏塔的设计 二、设计任务及操作条件: 1、设计任务 生产能力(进料)413.34Kmol/hr

操作周期8000小时/年 进料组成甲醇0.4634 水0.5366(质量分率下同) 进料密度233.9Kg/m3 平均分子量22.65 塔顶产品组成>99% 塔底产品组成<0.04% 2、操作条件 操作压力 1.45bar (表压) 进料热状态汽液混合物液相分率98% 冷却水20℃ 直接蒸汽加热低压水蒸气 塔顶为全凝器,中间汽液混合物进料,连续精馏。 3、设备形式筛板式或浮阀塔 4、厂址齐齐哈尔地区 三、图纸要求 1、计算说明书(含草稿) 2、精馏塔装配图(1号图,含草稿)

一.前言 5 1.精馏与塔设备简介 5 2.体系介绍 5 3.筛板塔的特点 6 4.设计要求: 6 二、设计说明书7 三.设计计算书8 1.设计参数的确定8 1.1进料热状态 8 1.2加热方式8 1.3回流比(R)的选择 8 1.4 塔顶冷凝水的选择8 2.流程简介及流程图8 2.1流程简介8 3.理论塔板数的计算与实际板数的确定9 3.1理论板数计算9 3.1.1物料衡算9

甲醇-水溶液连续精馏塔课程设计91604

目录 设计任务书 一、概述 1、精馏操作对塔设备的要求和类型 (4) 2、精馏塔的设计步骤 (5) 二、精馏塔工艺设计计算 1、设计方案的确定 (6) 2、精馏塔物料衡算 (6) 3、塔板数的确定 (7) 的求取 (7) 3.1理论板层数N T 3.2实际板层数的求取 (8) 4、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 4.1操作温度的计算 (11) 4.2平均摩尔质量的计算 (11) 4.3平均密度的计算 (12) 4.4液相平均表面张力计算 (12) 4.5液体平均粘度计算 (13) 5、精馏塔塔体工艺尺寸计算 5.1塔径的计算 (14) 5.2精馏塔有效高度的计算 (15) 6、塔板主要工艺尺寸计算 6.1溢流装置计算 (16) 6.2塔板的布置 (17) 6.3浮阀计算及排列 (17) 7、浮阀塔流体力学性能验算 (19) 8、塔附件设计 (26) 7、精馏塔结构设计 (30)

7.1设计条件 (30) 7.2壳体厚度计算………………………………………………… 7.3风载荷与风弯矩计算………………………………………… 7.4地震弯矩的计算………………………………………………… 三、总结 (27) 化工原理课程设计任务书 一、设计题目: 甲醇-水溶液连续精馏塔设计 二、设计条件: 年产量: 95%的甲醇17000吨 料液组成(质量分数): (25%甲醇,75%水) 塔顶产品组成(质量分数): (95%甲醇,5%水) 塔底釜残液甲醇含量为6% 每年实际生产时间: 300天/年,每天24小时连续工作 连续操作、中间加料、泡点回流。 操作压力:常压 塔顶压力4kPa(表压) 塔板类型:浮阀塔 进料状况:泡点进料 单板压降:kPa 7.0 厂址:安徽省合肥市 塔釜间接蒸汽加热,加热蒸汽压力为0.5Mpa 三、设计任务 完成精馏塔的工艺设计,有关附属设备的设计和选型,绘制精馏塔系统工艺流程图和精馏塔装配图,编写设计说明书. 设计内容包括: 1、 精馏装置流程设计与论证 2、 浮阀塔内精馏过程的工艺计算 3、 浮阀塔主要工艺尺寸的确定 4、 塔盘设计 5、 流体力学条件校核、作负荷性能图 6、 主要辅助设备的选型 四、设计说明书内容 1 目录 2 概述(精馏基本原理) 3 工艺计算 4 结构计算 5 附属装置评价 6 参考文献 7 对设计自我评价 摘要:设计一座连续浮阀塔,通过对原料,产品的要求和物性参数的确定及对主

甲醇精馏的方法

1.4.2 甲醇精馏的典型工艺流程甲醇精馏产生工艺有多种,分为单塔精馏,双塔精馏,三塔精馏与四塔精馏(即三塔加回收塔) (1) 单塔流程描述 采用铜系催化剂低压法合成甲醇,由于粗甲醇中不仅还原性杂质的含量大大减少,而且二甲醚的含量几十倍地降低,因此在取消化学净化的同时,可将预精馏及甲醇-水-重组分的分离在一台主精馏塔内同时进行,即单塔流程,就能获得一般工业上所需要的精甲醇。单塔流程更适用于合成甲基燃料的分离,很容易获得燃料级甲醇。 单塔流程(见图1.1)为粗甲醇产品经过一个塔就可以采出产品。粗甲醇塔中部加料口送入,轻组分由塔顶排出,高沸点的重组分在进料板以下若塔板处引出,水从塔底排出,产品甲醇在塔顶以下若干块塔板引出。 (2) 双塔流程描述 双塔工艺是由脱醚塔,甲醇精馏塔或者主塔组成。主塔在工厂中产量在100万吨/年以下,仅仅能提供简单的过程,所以设备和投资较低。 传统的工艺流程,是最早用于30MPa压力下以锌铬催化剂合成粗甲醇的精制。主要步骤有:中和、脱醚、预精馏脱轻组分杂质、氧化净化、主精馏脱水和重组分,最终得到精甲醇产品。在传统工艺流程上,取消脱醚塔和高锰酸钾的化学净化,只剩下双塔精馏(预精馏塔和主精馏塔)。其高压法锌铬催化剂合成甲醇和中、低压法铜系催化剂合成甲醇都可适用。 从合成工序来的粗甲醇入预精馏塔,此塔为常压操作。为了提高预精馏塔后甲醇的稳定性,并尽可能回收甲醇,塔顶采用两级冷凝。塔顶经部分冷凝后的

大部分甲醇、水及少量杂质留在液相作为回流返回塔,二甲醚等轻组分(初馏分)及少量的甲醇、水由塔顶逸出,塔底含水甲醇则由泵送至主精馏塔。主精馏塔操作压力稍高于预精馏塔,但也可以认为是常压操作,塔顶得到精甲醇产品,塔底含微量甲醇及其它重组分的水送往水处理系统(见图1.2)。 (3) 三塔流程描述 三塔工艺是由脱醚塔,加压精馏塔和常压精馏塔组成,形成二效精馏与二甲醇精馏塔甲醇产品的镏出物的混合物。三塔流程(见图1.3)的主要特点是,加压塔塔顶冷凝潜热用作常压塔塔釜再沸器的热源,形成双效精馏二效精馏,因此热量交换在加压塔顶部和常压塔底部之间进行。这种形式节省大约30%~40%的能源,同时降低了循环冷却水的速度。 从合成工序来的粗甲醇入预精馏塔,在塔顶除去轻组分及不凝气,塔底含水甲醇由泵送加压塔。加压塔操作压力为57bar(G),塔顶甲醇蒸气全凝后,部分作为回流经回流泵返回塔顶,其余作为精甲醇产品送产品储槽,塔底含水甲醇则进常压塔。同样,常压塔塔顶出的精甲醇一部分作为回流,一部分与加压塔产品混合进入甲醇产品储槽。 (4) 四塔流程描述 四塔流程(见图1.4)包含预精馏塔、加压精馏塔、常压精馏塔和甲醇回收塔。粗甲醇经换热后进入预精馏塔,脱除轻组分后(主要为不凝气、二甲醚等),塔底甲醇及高沸点组分加压后进入加压精馏塔,加压精馏塔顶的气相进入冷凝蒸发器,利用加压精馏塔和常压精馏塔塔顶、塔底的温差,为常压塔塔底提供热源,同时对加压塔塔顶气相冷凝。冷凝后的精甲醇进入回流罐,一部分作为加压塔回流,一部分作为精甲醇产品出装置,加压塔塔底的甲醇、高沸组分、

甲醇-水分离过程板式精馏塔设计

滨州学院 课程设计任务书 一、课题名称 甲醇——水分离过程板式精馏塔设计 二、课题条件(原始数据) 原料:甲醇、水溶液 处理量:3200Kg/h 原料组成:33%(甲醇的质量分率) 料液初温:20℃ 操作压力、回流比、单板压降:自选 进料状态:冷液体进料 塔顶产品浓度:98%(质量分率) 塔底釜液含甲醇含量不高于1%(质量分率) 塔顶:全凝器 塔釜:饱和蒸汽间接加热 塔板形式:筛板 生产时间:300天/年,每天24h运行 冷却水温度:20℃ 设备形式:筛板塔 厂址:滨州市 三、设计内容 1、设计方案的选定 2、精馏塔的物料衡算 3、塔板数的确定 4、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算(加热物料进出口温度、密度、粘度、比热、导热系数) 5、精馏塔塔体工艺尺寸的计算 6、塔板主要工艺尺寸的计算 7、塔板的流体力学验算

8、塔板负荷性能图(精馏段) 9、换热器设计 10、馏塔接管尺寸计算 11、制生产工艺流程图(带控制点、机绘,A2图纸) 12、绘制板式精馏塔的总装置图(包括部分构件)(手绘,A1图纸) 13、撰写课程设计说明书一份 设计说明书的基本内容 ⑴课程设计任务书 ⑵课程设计成绩评定表 ⑶中英文摘要 ⑷目录 ⑸设计计算与说明 ⑹设计结果汇总 ⑺小结 ⑻参考文献 14、有关物性数据可查相关手册 15、注意事项 ⑴写出详细计算步骤,并注明选用数据的来源 ⑵每项设计结束后列出计算结果明细表 ⑶设计最终需装订成册上交 四、进度计划(列出完成项目设计内容、绘图等具体起始日期) 1、设计动员,下达设计任务书0.5天 2、收集资料,阅读教材,拟定设计进度1-2天 3、初步确定设计方案及设计计算内容5-6天 4、绘制总装置图2-3天 5、整理设计资料,撰写设计说明书2天 6、设计小结及答辩1天

甲醇精馏塔设计说明书

设计条件如下: 操作压力:105.325 Kpa(绝对压力) 进料热状况:泡点进料 回流比:自定 单板压降:≤0.7 Kpa 塔底加热蒸气压力:0.5M Kpa(表压) 全塔效率:E T=47% 建厂地址:武汉 [ 设计计算] (一)设计方案的确定 本设计任务为分离甲醇- 水混合物。对于二元混合物的分离,应采用连续精馏流程。设计中采用泡点进料,将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝,冷凝液在泡点下一部分回流至塔内,其余部分经产品冷却后送至储罐。 该物系属易分离物系,最小回流比较小,故操作回流比取最小回流比的2 倍。塔釜采用间接蒸气加热,塔底产品经冷却后送至储罐。 (二)精馏塔的物料衡算 1、原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 甲醇的摩尔质量:M A=32 Kg/Kmol 水的摩尔质量:M B=18 Kg/Kmol x F=32.4% x D=99.47% x W=0.28% 2、原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 M F= 32.4%*32+67.6%*18=22.54 Kg/Kmol M D= 99.47*32+0.53%*18=41.37 Kg/Kmol M W= 0.28%*32+99.72%*18=26.91 Kg/Kmol 3、物料衡算 3 原料处理量:F=(3.61*10 3)/22.54=160.21 Kmol/h 总物料衡算:160.21=D+W 甲醇物料衡算:160.21*32.4%=D*99.47%+W*0.28% 得D=51.88 Kmol/h W=108.33 Kmol/h (三)塔板数的确定 1、理论板层数M T 的求取 甲醇-水属理想物系,可采用图解法求理论板层数 ①由手册查得甲醇-水物搦的气液平衡数据,绘出x-y 图(附表) ②求最小回流比及操作回流比 采用作图法求最小回流比,在图中对角线上,自点e(0.324 ,0.324)作垂线ef 即为进料线(q 线),该线与平衡线的交战坐标为(x q=0.324,y q=0.675) 故最小回流比为R min= (x D- y q)/( y q - x q)=0.91 取最小回流比为:R=2R min=2*0.91=1.82 ③求精馏塔的气、液相负荷 L=RD=1.82*51.88=94.42 Kmol/h V=(R+1)D=2.82*51.88=146.30 Kmol/h

南昌大学甲醇-水连续精馏塔的课程设计

化工原理课程设计 一、设计题目 甲醇-水连续精馏塔的设计 二、设计条件 1、常压操作:p=1atm 2、进精馏塔的料液含甲醇61%(质量),其余为水 3、产品的甲醇含量不得低于99%(质量) 4、残液中甲醇含量不得高于3%(质量) 5、生产能力为日处理(24h)66.5吨粗甲醇 三、设计内容 3.1:设计方案的确定及流程说明 3.1.1:选择塔型 精馏塔属气—液传质设备。气—液传质设备主要有板式塔和填料塔两大类。该塔设计生产时日要求较大,由板式塔与填料塔比较知:板式塔直径放大时,塔板效率较稳定,且持液量较大,液气比适应范围大,因此本次精馏塔设备选择板式塔。 筛板塔是降液管塔板中结构最简单的,制造维修方便,造价低,相同条件下生产能力高于浮阀塔,塔板效率接近浮阀塔。本次设计为分离甲醇与水,所以由各方面条件考虑后,本次设计应用筛板塔。 3.1.2:精馏方式 由设计要求知,本精馏塔为连续精馏方式 3.1.3:装置流程的确定 为获取也液相产品,采用全凝器。 含甲醇61%(质量分数)的甲醇-水混合液经过预热器,预热到泡点进料。进入精馏塔后分离,塔顶蒸汽冷凝后有一部分作为产品经产品冷却器冷却后流入甲醇贮存罐,一部分回流再进入塔中,塔底残留液给再沸器加热后,部分进入塔中,部分液体作为产品经釜液冷却器冷却后流入釜液贮存罐。 3.1.4:操作压强的选择 常压操作可减少因加压或减压操作所增加的增、减压设备费用和操作费用,提高经济效益,在条件允许下常采用常压操作,因此本精馏设计选择在常压下操作。 3.1.5:进料热状态的选择 泡点进料时,塔的操作易于控制,不受环境影响。饱和液体进料时进料温度不受季节、气温变化和前段工序波动的影响,塔的操作比较容易控制。此外,泡点进料,提馏段和精馏段塔径大致相同,在设备制造上比较方便。冷液进塔虽可减少理论板数,使塔高降低,但精馏釜及提馏段塔径增大,有不利之处。所以根据设计要求,可采用泡点进料,q=1。 3.1.6:加热方式 本次采用间接加热,设置再沸器 3.1.7:回流比的选择 选择回流比,主要从经济观点出发,力求使设备费用和操作费用最低,一般经验值为:R=(1.2~2)Rmin 经后面简捷法计算对应理论板数N时,可知,R=2Rmin时,理论板数最少,所以回流比选择为最小回流比的2倍。

年产10万吨甲醇精馏工段设计毕业设计

毕业设计设计题目:年产10万吨甲醇精馏工段工艺设计

毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名:日期: 指导教师签名:日期: 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名:日期:

学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名:日期:年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名:日期:年月日 导师签名:日期:年月日

甲醇-水精馏塔化工原理课程设计

南京工业大学 《化工原理》课程设计 设计题目 常压甲醇-水筛板精馏塔设计 学生姓名 陈献富 班级、学号 化工070313 指导教师姓名 刘晓勤、王晓东 课程设计时间2010年6月14日-2010年6月25日 课程设计成绩 指导教师签字

化学化工学院 课程名称化工原理课程设计 设计题目常压甲醇-水筛板精馏塔设计 学生姓名周佳佳专业化学工程与工艺 班级学号1001090605 设计日期2010 年6 月14 日至2009 年6 月25日 设计条件及任务: 设计体系:甲醇-水体系 设计条件: 进料量:F= 200 kmol/h 进料浓度:Z F= 0.35 (摩尔量分数) 进料状态:q= 1.08 操作条件: 塔顶压强为4kPa(表压),单板压降不大于0.7kPa。 塔顶冷凝水采用深井水,温度t=12℃; 塔釜加热方式:间接蒸汽加热,采用3kgf/cm2(表压)水蒸汽 全塔效率:E T = 52% 分离要求:X D= 0.995(质量分数);X W= 0.002(质量分数); 回流比:R/R min =1.6 指导教师刘晓勤、王晓东 2010年6月11日

目录

绪论 1.精馏简介 蒸馏是分离液体混合物的一种方法,是一种属于传质分离的。广泛应用于炼油、、轻工等领域。蒸馏的理论依据是利用溶液中各组分蒸汽压的差异,即各组分在相同的压力、温度下,其挥发性能不同(或沸点不同)来实现分离目的。以本设计所选取的甲醇-水体系为例,加热甲醇(沸点64.5℃)和水(沸点100.0℃)的混合物时,由于甲醇的沸点较低(即挥发度较高),所以甲醇易从液相中汽化出来。若将汽化的蒸汽全部冷凝,即可得到甲醇组成高于原料的产品,依此进行多次汽化及冷凝过程,即可将甲醇和水分离。经过多次部分汽化部分冷凝,最终在汽相中得到较纯的易挥发组分,而在液相中得到较纯的难挥发组分,这就是精馏。 在工业精馏设备中,使部分汽化的液相与部分冷凝的气相直接接触,以进行气液相际传质,结果是气相中的难挥发组分部分转入液相,中的易挥发组分部分转入气相,也即同时实现了液相的部分汽化和气相的部分冷凝。 蒸馏按操作可分为简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏、特殊精馏等多种方式。按原料中所含组分数目可分为双组分蒸馏及多组分蒸馏。按操作压力则可分为常压蒸馏、加压蒸馏、减压(真空)蒸馏。此外,按操作是否连续蒸馏和间歇蒸馏。工业中的蒸馏多为多组分精馏,从石油工业、酒精工业直至焦油分离,基本有机合成,空气分离等等,特别是 大规模的生产中精馏的应用更为广泛。本设计着重讨论常压下甲醇-水双组分体系精馏。 2.塔设备简介 塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设备。根据塔内气液 接触件的结构型式,可分为板式塔和填料塔两大类。板式塔内设置一定数量踏板,气 体以鼓泡活喷射形式穿过板上液层进行质、热传递,气液相组成成阶梯变化,属逐级 接触逆流操作过程。填料塔内有定高度的填料层,液体自塔顶沿填料表面下流,气体 逆流而上(也有并流向下者)与液相接触进行质、热传递,气相组成沿塔高连续变化,属微分接触操作过程。 工业上对塔设备的主要要求:(1)生产能力大;(2)传质、传热效率高;(3) 气流的摩擦阻力小;(4)操作稳定,适应性强,操作弹性大;(5)结构简单,材料 消耗少;(6)制造安装容易,操作维修方便。此外还要求不易堵塞、耐腐蚀等。 实际上,任何塔设备都难以满足上述所有要求,因此,设计者应根据塔型特点、物 系性质、生产工艺条件、操作方式、设备投资、操作与维修费用等技术经济评价以及 设计经验等因素,依矛盾的主次,综合考虑,选择适宜的塔型。

甲醇精馏塔的设计

《化工设备设计基础》课程设计 题目:甲醇精馏塔的设计 年级:2011级 专业:化学工程与工艺 学号:0116 姓名:高鑫政 指导老师:徐琼 湖南师范大学树达学院 2014 年6 月4 日《化工设备机械基础》课程设计成绩评定栏 设计任务:甲醇精馏塔的设计 完成人:高鑫政学号:0116 评定基元评审要素评审内涵满分评分 设计说明书, 40% 格式规范 设计说明书是否符合 规定的格式要求 10 内容完整 设计说明书是否包含 所有规定的内容 10 设计方案 选材是否合理标准件 选型是否符合要求 10 工艺计算 过程 工艺计算过程是否正 确、完整和规范 10 设计图纸, 30% 图纸规范 图纸是否符合规范、标 注清晰 10 与设计吻合 图纸是否与设计计算 的结果完全一致 15

图纸质量设计图纸的整体质量 的全面评价 5 答辩成绩, 30% PPT质量 PPT画面清晰,重点突 出 10 内容表述答辩表述是否清楚10 回答问题回答问题是否正确10 100 评阅人签名:总分: 评分说明:储罐设计作品的总分=(设计说明书成绩+设计图纸成绩)*0.9+答辩成绩 塔设备设计作品的总分=设计说明书成绩+设计图纸成绩+答辩成绩 设计任务书(十六) 题目:甲醇精馏塔的设计 设计内容: 根据给定的工艺参数设计一筛板塔,具体包括塔体、裙座材料的选择;塔体及封头的壁厚计算及其强度、稳定性校核、筒体和裙座的水压试验应力校核、裙座结构设计及强度校核;塔设备的结构设计;基础环、地脚螺栓计算等 已知工艺参数: 塔体内径/mm 2000 塔高/mm 31000 计算压力/MPa 1.2 设计温度/o C 200 设置地区长沙地震设防烈度8 场地土类Ⅱ类设计地震 分组第二组设计基本地震 加速度 0.2g 地面粗糙度B类塔盘数52 塔盘存留介质100

甲醇-水分离板式精馏塔的设计资料

河西学院 Hexi University 化工原理课程设计 题目: 甲醇-水板式分离精馏塔设计学院: 化学化工学院 专业: 化学工程与工艺 学号: 2014210036 姓名: 张小宝 指导教师: 冯敏 2016 年11 月29日

化工原理课程设计任务书一、设计题目 甲醇-水分离板式精馏塔设计 二、设计任务及操作条件 1.设计任务 生产能力(进料量)5万吨/年 操作周期每年300天,每天24小时运行 进料组成含甲醇46% (质量分率,下同) 塔顶产品组成甲醇含量不低于99.7% 塔底产品组成甲醇含量不高于0.5% 2.操作条件 操作压力常压 进料热状态自选 塔底加热蒸汽压力0.3MPa(表压) 单板压降≤0.7kPa 3.设备型式筛板或浮阀塔板 4.厂址张掖 三、设计内容 1.设计方案的选择及流程说明 2.塔的工艺计算 3.主要设备工艺尺寸设计 (1)塔径、塔高及塔板结构尺寸的确定 (2)塔板的流体力学校核 (3)塔板的负荷性能图 (4)总塔高、总压降及接管尺寸的确定 4.辅助设备选型与计算 5.设计结果汇总 6.工艺流程图及精馏工艺条件图 7.设计评述

目录 1 概述 (1) 1.1 精馏原理及其在化工生产上的应用..................................... (1) 1.2 精馏塔对塔设备的要求 (1) 1.3 常用板式塔类型及本设计的选型 (2) 1.4 流程的确定和说明 (2) 2 精馏塔的物料衡算 (2) 2.1 原料液及塔顶和塔底的摩尔分率 (2) 2.2 原料液及塔顶和塔底产品的平均摩尔质量 (3) 2.3 物料衡算 (3) 3 塔板数的确定 (3) 3.1 理论板层数 N的求取 (3) T 3.1.1 相对挥发度的求取 (3) 3.1.2 求最小回流比及操作回流比 (4) 3.1.3 求精馏塔的气、液相负荷 (5) 3.1.4 求操作线方程 (5) 3.1.5 采用图解法求理论板层数 (6) 3.2 实际板层数的求取 (6) 3.2.1 液相的平均粘度 (6) 3.2.2 精馏段和提馏段的相对挥发度 (7) 3.2.3 全塔效率E T和实际塔板数 (7) 4 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (7) 4.1 操作压力的计算 (7) 4.2 操作温度计算 (8) 4.3 平均摩尔质量计算 (8) 4.4 平均密度计算 (9) 4.4.1 气相平均密度计算 (9) 4.4.2 液相平均密度计算 (9)

年产3.0万吨二甲醚装置分离精馏工段的设计_毕业设计

兰州交通大学毕业设计(论文) 年产3.0万吨二甲醚装 置分离精馏工段的设计 学院:化学与生物工程学院 专业:化学工程与工艺

年产3.0万吨二甲醚装置分离精馏工段的设计 摘要 随着社会的发展,能源问题日益成为人们所关注的热门话题,二甲醚作为燃料可代替液化石油气成为可能。二甲醚的合成技术来源主要有甲醇脱水法和一步直接合成法,甲醇脱水法有甲醇液相脱水法和甲醇气相脱水法。相比于甲醇合成法,一步合成法具有流程短、投资省、能耗低且可获得较高的单程转化率的优点。 制取二甲醚的最新技术是从合成气直接制取,相比较甲醇脱水制二甲醚而言,一步法合成二甲醚因为体系存在有未反应完的合成气以及二氧化碳,要得到纯度较高的二甲醚,分离过程比较复杂。合成气法现多采用浆态床反应器,其结构简单,便于移出反应热,易实现恒温操作,它可直接利用CO含量高的煤基合成气,还可在线卸载催化剂。本设计主要针对分离中的精馏工序进行工艺设计,分离二甲醚、甲醇和水三元体系。一步反应后产物分为气液两相,气相产物二甲醚被吸收剂吸收后送入解吸装置,液相甲醇、水进入甲醇分离系统对甲醇进行提纯,以便甲醇的再循环,部分二甲醚根据要求的纯度,从第二精馏塔加入。在设计过程中涉及到二甲醚分离塔的工艺计算包括物料衡算、热量衡算、操作条件等;设备的计算包括塔板数、塔高、塔径等;还有附属设备主要是换热器和泵的设计与选型。最后再通过流体力学演算证明各指标数据是否符合标准。 关键词:二甲醚合成分离三元体系精馏 Annual output of 30,000 tons of dimethyl ether distillation section in the design of separation device Abstract With the development of society, the energy problem has become the hot topic of concern, two ether as fuel can replace liquefied petroleum gas become possible. Two ether synthesis technology the main source of methanol dehydration method and one-step direct synthesis, methanol dehydration of methanol liquid-phase dehydration and methanol gas dehydration. Compared to methanol synthesis, one step synthesis

甲醇水筛板精馏塔课程设计

甲醇水筛板精馏塔课程设计 《化工原理》专业课程设计设计题目常压甲醇-水筛板精馏塔设计姓名:潘永春班级:化工101 学号:xx054052 指导教师:朱宪荣课程设计时间xx、6、8xx、6、20 化工原理课程设计任务书专业:化学与化学工程学院:化工101 姓名:潘永春学号 xx0054052 指导教师朱宪荣设计日期:xx 年6月8日至 xx年6月20日 一、设计题目: 甲醇-水精馏塔的设计 二、设计任务及操作条件: 1、设计任务生产能力(进料)4 13、34Kmol/hr操作周期8000小时/年进料组成甲醇0、4634 水0、5366(质量分率下同)进料密度2 33、9Kg/m3 平均分子量 22、65塔顶产品组成 >99%塔底产品组成 <0、04% 2、操作条件操作压力 1、45bar (表压)进料热状态汽液混合物液相分率98% 冷却水20℃ 直接蒸汽加热低压水蒸气塔顶为全凝器,中间汽液混合物进料,连续精馏。 3、设备形式筛板式或浮阀塔 4、厂址齐齐哈尔地区

三、图纸要求 1、计算说明书(含草稿) 2、精馏塔装配图(1号图,含草稿)一、前言 51、精馏与塔设备简介 52、体系介绍 53、筛板塔的特点 64、设计要求:6 二、设计说明书7三、设计计算书 81、设计参数的确定 81、1进料热状态 81、2加热方式 81、3回流比(R)的选择 81、4 塔顶冷凝水的选择 82、流程简介及流程图 82、1流程简介 83、理论塔板数的计算与实际板数的确定 93、1理论板数计算 93、1、1物料衡算 93、1、2 q线方程 93、1、3平衡线方程103、1、4 Rmin和R的确定103、1、5精馏段操作线方程的确定103、1、6精馏段和提馏段气液流量的

产吨甲醇精馏段工艺毕业设计方案

中国矿业大学银川学院 本科毕业设计 < 2018 届) 题目年产15万吨甲醇制乙烯精馏工段工 艺设计 系别化学工程系 专业化学工程与工艺 年级 2018级 学生姓名刘雅慧 指导教师信振洋 2018年4月 10日

1.设计年产15万吨甲醇精馏段,年开车时间7920小时,工艺采用以煤制气为原料合成粗甲醇,经预精馏塔、加压精馏塔和常压精馏塔分离后得到精甲醇的新节能型三塔工艺流程开发的 2.计算条件: ①原料气组成 CH3OH H2O CH3CH2OH 轻馏分杂醇 Wt% 95 3.72 0.1 1.11 0.07 ②精甲醇收集:99.6% ③废水中甲醇含量:50ppm 3.设计要求: ①编写计算说明书,其中包括综述,工艺路线选择,物料衡算与工艺计算,主要塔设备计算,热量衡算等。 ②图纸<3张):甲醇精馏段带控制点工艺流程图,平面布置图,工段主要物料管道图,精馏塔图,主要设备图等 ③说明书可以电脑打字,图纸均为CAD绘图 摘要

甲醇是一种极重要的有机化工原料,最早由木材和木质素干馏制得,故俗称木醇,是最简单的饱和脂肪组醇类的代表物,是碳一化学的基础产品。无色、透明、高度挥发、易燃液体、略有酒精味,分子式C-H4-O。甲醇工业的迅速发展,是由于甲醇是多种有机产品的基本原料和重要溶剂,广泛用于有机合成、染料、医药、涂料和国防等工业。由甲醇转化为汽油方法的研究成果,从而开辟了由煤转化为汽车燃料的途径。 近年来,随着甲醇下属产品的开发,特别是甲醇燃料的推广应用,甲醇的需求大幅度上升。为了满足经济发展对甲醇的需求,开展了此3000t/a的甲醇工程。设计的主要内容是进行物料衡算,塔设备简捷法计算、热量衡算、换热器计算等工艺计算。本设计本着符合国情、技术先进和易得、经济、环保的原则,采用煤炭为原料;利用GSP气化工艺造气;NHD净化工艺净化合成气体;低压下利用列管均温合成塔合成甲醇;三塔精馏工艺精制甲醇;此外严格控制三废的排放,充分利用废热,降低能耗,保证人员安全与卫生。 关键词:甲醇。精馏。物料衡算;热量衡算

甲醇和水分离过程筛板精馏塔设计

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

甲醇-水精馏化工原理课程设计

《化工原理课程设计》报告 10000kg/h 甲醇~水 精馏装置设计

一、概述 (3) 1.1 设计依据 (3) 1.2 技术来源 (3) 1.3 设计任务及要求 (3) 二、计算过程 (4) 1 设计方案及设计工艺的确定 (4) 1.1 设计方案 (4) 1.2.设计工艺的确定 (4) 1.3、工艺流程简介 (4) 2. 塔型选择 (5) 3. 操作条件的确定 (5) 3.1 操作压力 (5) 3.2 进料状态 (5) 3.3加热方式的确定 (6) 3.4 热能利用 (6) 4. 有关的工艺计算 (6) 4.1精馏塔的物料衡算 (9) 4.1.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 (9) 4.1.2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (10) 4.1.3物料衡算 (10) 4.2 塔板数的确定 (10) 4.2.1 理论板层数NT的求取 (10) 4.2.3 热量衡算 (12) 4.3 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (14) 4.3.1 操作压力的计算 (14)

4.3.3 平均摩尔质量的计算 (15) 4.3.4 平均密度的计算 (15) 4.3.5 液相平均表面力的计算 (16) 4.3.6 液体平均粘度的计算 (17) 4.4 精馏塔的塔底工艺尺寸计算 (18) 4.4.1塔径的计算 (18) 4.4.2 精馏塔有效高度的计 (19) 4.5 塔板主要工艺尺寸的计算 (19) 4.5.1溢流装置的计算 (19) 4.5.2 塔板布置 (21) 4.6 筛板的流体力学验算 (24) 4.6.1 塔板压降 (24) 4.6.2 液面落差 (25) 4.6.3 液沫夹带 (26) 4.6.4 漏液 (26) 4.6.5 液泛 (27) 4.7 塔板负荷性能图 (27) 4.7.1、液漏线 (27) 4.7.2、液沫夹带线 (28) 4.7.3、液相负荷下限线 (29) 4.7.4、液相负荷上限线 (29) 4.7.5、液泛线 (29) 5.热量衡算 (32) 5.1塔顶换热器的热量衡算 (33)

年产8万吨甲醇精馏工艺设计(毕业设计)

· 中国矿业大学银川学院 本科毕业设计 ( 15 届) 题目年产8万吨甲醇精馏装置 工艺设计 : 系别化学工程系 专业班级化学工程与工艺(2)班 学生姓名曾豪 指导教师苗泽凯

教务处制 2015年4月25日^ 中文题目:年产8万吨甲醇精馏装置工艺设计毕业设计共54页 图纸共 4张 说明书共1页 完成日期:15年05月01日 答辩日期:15年05月16日 、 ;

《 : 摘要 本设计是对年产8万吨甲醇精馏装置工艺设计,长期以来,甲醇都是被作为农药,医药,染料等行业的工业原料,但随着科技的进步与发展,甲醇将被应用于越来越多的领域,为了使甲醇的利用更有竞争力,以便得到更纯度的甲醇而设计,设计中所采用的方法,归纳统计法、逐板计算法、演绎推理法。 本设计是以板式塔作为气液传质设备进行原料的分离,通过对精馏工艺进行物料衡、热量衡算、附属设备的选型计算,得到工艺数据从而绘制精馏塔的负荷性能图,确定操作线,分析结果确定设计是否符合要求。 本设计进料组成:水含量%(摩尔分数,下同),甲醇含量%;塔釜产品组成:水含量%,甲醇含量%。通过设计得到的结论:泡点进料,精馏塔塔径,塔高,理论塔板数为19块,实际塔板数为38块,其实实际塔板数精馏段为21块,提馏段为17块,从第22块开始进料,全塔效率%。 本设计通过各工段的计算、分析、绘图,结果基本符合设计要求。 — 关键词:甲醇;精馏段;提馏段;板式塔;性能图。

; 目录 1 概述 (7) ( 甲醇的生产现状及应用 (7) 甲醇的合成方法及工艺 (7) 甲醇的合成所用的原料 (7) 甲醇合成方法 (7) 甲醇的生产工艺及进展 (8) 甲醇的精馏工艺 (8) 2 设计任务 (9) 设计内容 (9) , 本设计所选的工艺流程 (9) 操作条件的选择 (10) 设计依据 (11) 3 精馏工段的物料衡算 (12)

甲醇-水填料精馏塔的课程设计

摘要: 填料塔为连续接触式的气液传质设备,与板式塔相比,不仅结构简单,而且具有生产能力大,分离填料材质的选择,可处理腐蚀性的材料,尤其对于压强降较低的真空精馏操作,填料塔更显示出优越性。本文以甲醇-水的混合液为研究对象,因甲醇-水系统在常压下相对挥发度相差较大,较易分离,所以此设计采用常压精馏。根据物料性质、操作条件等因素选择填料塔,此设计采用泡点进料、塔底再沸器和塔顶回流的方式,将甲醇—水进行分离的填料精馏塔。通过甲醇—水的相关数据,对全塔进行了物料衡算和热料衡算,得出精馏产品的流量、组成和进料流量、组成之间的关系,进而得到精馏塔的理论板数。分析了进料、塔顶、塔底、提馏段、精馏段的流量及其物性参数。对精馏段和提留段的塔径及填料层高度进行了计算,以确定塔的结构尺寸。对塔内管径、液体分布器、筒体壁厚进行了选型计算,从而得到分离甲醇—水混合物液的填料精馏塔。 关键词:填料塔;流量;回流比;理论板数;工艺尺寸

第一章:设计任务书 (1) 一、设计题目 (1) 二、操作条件 (1) 三、填料类型 (1) 四、设计内容 (2) 第二章:工艺设计计算 (2) 一、设计方案的确定 (2) 二、精馏塔的物料衡算 (3) 三、理论塔板数的确定 (3) 四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (8) 五、精馏塔塔体工艺尺寸的计算 (10) 六、填料层压降的计算 (13) 七、筒体壁厚的计算 (14) 八、管径的计算 (14) 九、液体分布器简要设计 (16) 第三章:结论 (18) 一、设计感想 (18) 二、全章主要主要符号说明 (19) 三、参考资料: (20)

第一章:设计任务书 一、设计题目 在抗生素类药物生产过程中,需要用甲醇溶媒洗涤晶体,洗涤过滤后产生废 甲醇溶液,其组成为含甲醇46%、水54%(质量分数),另含有少量的药物固体微 粒。为使废甲醇溶液重复利用,拟建立一套填料精馏塔,以对废甲醇溶媒进行精 馏得到含水量≤0.3%(质量分数)的甲醇溶媒。设计要求废甲醇溶媒的处理量为 4t/h,塔底废水中甲醇含量≤0.5%(质量分数)。 二、操作条件 1、操作压力为常压 2、进料热状态自选(饱和) 3、回流比自选 4、塔底加热蒸汽压力0.3MPa(表压) 三、填料类型 因甲醇溶媒中含有少量的药物固体微粒,应选用金属散装填料,以便定期拆卸和清理。填料类型和规格自选。

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