甲醇-水溶液连续精馏塔课程设计.doc

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 3.1理论板层数NT的求取…………………………………… 7 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： 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： 精馏装置流程设计与论证 浮阀塔内精馏过程的工艺计算 浮阀塔主要工艺尺寸的确定 塔盘设计 流体力学条件校核、作负荷性能图 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题设备设计。首先根据设计任务，确定操作条件。比如：操作压力的确定、进料状态等的确定。然后设计工艺流程草图。根据确定的方案，确定具体的参数，即一个完整的设计就初步的确定了。最后计算塔的工艺尺寸、浮阀的流体力学演算、塔板的负荷性能，最后根据计算选择合适的辅助设备。 关键词：精馏塔，浮阀塔，精馏塔的附属设备。 一、精馏操作对塔设备的要求和类型 1、对塔设备的要求 精馏所进行的是气(汽)、液两相之间的传质，而作为气(汽)、液两相传质所用的塔设备，首先必须要能使气(汽)、液两相得到充分的接触，以达到较高的传质效率。但是，为了满足工业生产和需要，塔设备还得具备下列各种基本要求： ⑴ 气(汽)、液处理量大，即生产能力大时，仍不致发生大量的雾沫夹带、拦液或液泛等破坏操作的现象。 ⑵ 操作稳定，弹性大，即当塔设备的气(汽)、液负荷有较大范围的变动时，仍能在较高的传质效率下进行稳定的操作并应保证长期连续操作所必须具有的可靠性。 ⑶ 流体流动的阻力小，即流体流经塔设备的压力降小，这将大大节省动力消耗，从而降低操作费用。对于减压精馏操作，过大的压力降还将使整个系统无法维持必要的真空度，最终破坏物系的操作。 ⑷ 结构简单，材料耗用量小，制造和安装容易。 ⑸ 耐腐蚀和不易堵塞，方便操作、、、求出： Xf Xd Xw 1.2.2原料液及塔顶的平均分子量 Mf =0.1579×32.04 +(1-0.1579)×18.02 = 20.23kg/kmol Md =0.9144×32.04 +(1-0.9144)×