化工原理下课程设计.doc

化工原理（下）课程设计 题目： 处理量为55000吨/年的分离甲醇-水体系精馏分离板式塔设计 学 院：新科学院 专 业：生物工程 班 级：生工 *** 姓 名： 李** 学 号：2010****** 指导老师： 乔** 2012年5月13日 甲醇的介绍以及精馏工艺设计摘要 甲醇俗称木醇，是最简单的饱和脂肪组醇类的代表物。无色、透明、高度挥发、易燃液体,略有酒精气味,分子式。 近年来，世界甲醇的生产能力发展速度较快。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的溶剂，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，从而开辟了由煤转换为汽车燃料的途径。近年来碳一化学工业的发展，甲醇制乙醇、乙烯、乙二醇、甲苯、二甲苯、醋酸乙烯、醋酐、甲酸甲酯和氧分解性能好的甲醇树脂等产品，正在研究开发和工业化中。甲醇化工已成为化学工业中一个重要的领域。 我国的甲醇市场随着国际市场的原油价格在变化,总体的趋势是走高。随着原油价格的进一步提升，作为有机化工基础原料—甲醇的价格还会稳步提高。国内又有一批甲醇项目在筹建。这样，选择最好的工艺利设备，同时选用最合适的操作方法是至关重要的。 本计为分离甲醇－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加回流至塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐，设计对其生产过程和主要设备进行了物料衡算、塔设备计算、热量衡算、换热器设计等工艺计算。 由于设计中对文献的收索、查阅、记录都不全，设备的计算及选型都有较大的问题存在，从而选取的操作点的不是在最好的范围内，影响了设计的优良性。 目录 一、概要 - 5 - 1 设计题目 - 5 - 2 设计任务及操作条件 - 5 - 3 设计内容 - 5 - 4 参考资料 - 5 - 二、计算过程 - 6 - 1 设计方案的确定 - 6 - 2 精馏塔的物料衡算 - 6 - 2.1 原料液及塔顶和塔底的摩尔分率 - 6 - 2.2 原料液及塔顶和塔底产品的平均摩尔质量 - 6 - 2.3 物料衡算 - 6 - 3 塔板数的确定 - 7 - 3.1 理论板层数的求取 - 7 - 3.1.1 相对挥发度的求取 - 7 - 3.1.2 求最小回流比及操作回流比 - 7 - 3.1.3 求精馏塔的气、液相符合 - 8 - 3.1.4 求操作线方程 - 8 - 3.1.5 采用逐板法求理论板层数 - 8 - 3.2 实际板层数的求取 - 9 - 3.2.1 液相的平均粘度 - 9 - 3.2.2 精馏段和提馏段的相对挥发度 - 10 - 3.2.3 全塔效率和实际塔板数 - 10 - 4 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 - 10 - 4.1 操作压力计算 - 10 - 4.2 操作温度计算 - 11 - 4.3 平均摩尔质量计算 - 11 - 4.4 平均密度的计算 - 11 - 4.4.1 气相平均密度计算 - 11 - 4.4.2 液相平均密度计算 - 12 - 4.5 液体平均表面张力的计算 - 12 - 5 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 - 13 - 5.1塔径计算 - 13 - 5.2 精馏塔有效高度的计算 - 14 - 6 塔板主要工艺尺寸的计算 - 15 - 6.1 溢流装置计算 - 15 - 6.1.1 堰长 - 15 - 6.1.2 溢流堰高度 - 15 - 6.1.3 弓形降液管宽度和截面积 - 15 - 6.1.4 降液管底隙高度 - 16 - 6.2 塔板布置 - 16 - 6.2.1 塔板的分块 - 16 - 6.2.2 边缘区宽度确定 - 16 - 6.2.3 开孔区面积计算 - 16 - 6.2.4 筛孔计算及排列 - 17 - 7 塔板的流体力学验算 - 17 - 7.1塔板压降 - 17 - 7.1.1 干板阻力计算 - 17 - 7.1.2 气体通过液层的阻力计算 - 18 - 7.1.3