精馏设计.doc

目 录 1 概述 1 2 工艺流程图及流程说明 2 2.1 工艺流程图 2 2.2 工艺流程说明及设计任务书 3 3 设备形式的选择 3 4 工艺计算 3 4.1 全塔物料衡算 3 4.2 塔板数的确定 4 4.2.1常压下甲醇-乙醇系统的t-x(y)数据 4 4.2.2 确定操作回流比 5 4.2.3操作线方程的确定 6 4.2.4理论塔板数 6 4.2.5实际塔板数 7 4.3 塔径及塔板结构尺寸的确定 8 4.3.1 精馏段 8 4.3.2提馏段 16 4.4 塔高 25 4.5 精馏装置附属设备的设计 26 4.5.1 接管 26 4.5.2储罐的选择 28 4.5.3冷凝器的选型 29 4.5.4再沸器的选型 30 5 设计结果汇总表 32 6 参考文献 33 8 致谢 36 1 概述 精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置，又称为蒸馏塔。有板式塔与填料塔两种主要类型。根据操作方式又可分为连续精馏塔与间歇精馏塔。工业上对精馏塔塔设备的主要要求是：（1）生产能力大；（2）传热、传质效率高；（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，材料耗用量少；（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。蒸馏的基本原理是将液体混合物部分气化,利用其中各组份挥发度不同（相对挥发度，α）的特性，实现分离目的的单元操作。蒸馏按照其操作方法可分为：简单蒸馏、闪蒸、精馏和特殊精馏等。本节以两组分的混合物系为研究对象，蒸气由塔底进入。蒸发出的气相与下降液进行逆流接触，两相接触中，下降液中的易挥发(低沸点)组分不断地向气相中转移，气相中的难挥发(高沸点)组分不断地向下降液中转移，气相愈接近塔顶，其易挥发组分浓度愈高，而下降液愈接近塔底，其难挥发组分则愈富集，从而达到组分分离的目的。2 工艺流程图及流程说明 2.1 工艺流程图 图3-1 甲醇-乙醇精馏工艺流程图 2.2 工艺流程说明 ⑴原料液：甲醇-乙醇的混合液贮存在原料储存罐中，经原料液泵送入原料液预处理器中进行预热，然后送入精馏塔中进行精馏分离。 ⑵从塔顶出来的甲醇蒸汽经冷凝器冷凝后，一部分送入回流罐，让回流泵送回精馏塔产生下降液体；一部分经馏出液冷却器冷却后送入甲醇储罐中贮藏起来，用甲醇外输泵输送到下一工序。 ⑶丛塔底出来的乙醇液体一部分经再沸器加热后再送回精馏塔提供上升蒸汽；一部分经塔釜冷凝器冷却后，经塔釜泵送入到乙醇储存罐中贮存起来，用乙醇外输泵输送到下一工序。/h 原料中甲醇含量：40%+0.004X(摩尔分数， X为学号的后两位） 设计要求：塔顶甲醇的含量不低于96%(摩尔分数) 塔底甲醇的含量不高于4%(摩尔分数) 操作压力 常压 进料热状况 q=0.7 回流比 自选 单板压降 ≤0.8KPa 3. 设备形式的选择 本设计选择板式精馏塔，塔板为浮阀式。（选择依据自己查，本质就是本设计用浮阀塔的优点） 4. 工艺计算 4.1 确定塔顶、塔底物料量及组成(坐标纸作气液平衡图) 4.2 确定塔板数和进料位置 4.3 塔径及塔板结构尺寸的确定 4.3.1 精馏段 （1）塔径的确定 （2）溢流装置 （3）塔板布置及浮阀数排列 （4）塔板流体力学验算 （5）塔板负荷性能图 (坐标纸作图) 4.3.2提馏段 （1）塔径的确定 （2）溢流装置 （3）塔板布置及浮阀数排列 （4）塔板流体力学验算 （5）塔板负荷性能图(坐标纸作图) 5.参考文献 6.设计心得 3 设备形式的选择 本设计选择板式精馏塔，塔板为浮阀式。 浮阀塔板的结构特点是在塔板上开有若干个阀孔，每个阀孔装有一个可上下浮动的阀片，阀片本身连有几个阀腿，插入阀孔后将阀腿底脚拨转90°，以限制阀片升起的最大高度，并防止阀片被气体吹走。阀片周边冲出几个略向下弯的定距片，当气速很低时，由于定距片的作用，阀片与塔板呈点接触而坐落在阀孔上，在一定程度上可防止阀片与板面的粘结。浮阀的类型很多，国内常用的F1型、V-4型及T型等 。 浮阀塔优点： ① 生产能力大； ② 操作弹性大； ③ 塔板效率较高，； ④塔板结构及安装较泡罩简单，重量较轻 。 4 工艺计算 4.1 全塔物料衡算 设原料液中：设 A组分－甲醇； B组分－乙醇 由任务书知：生产能力为年处理甲醇-乙醇混合物34560吨每年；原料中甲醇；塔顶；塔底；进料热状况为；单板压降；甲醇的摩尔质量；乙醇的摩尔质量。 原料液的摩尔质量 原料液进料量 故 4.2 塔板数的确定 4.2.1常压下甲醇-乙醇系