甲醇和水分离过程筛板精馏塔方案设计书.docVIP

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。 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。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。间的关系并差取相关数据，确定相对挥发度和回流比求出相平衡方程和操作线方程，然后通过逐板计算法算得理论塔板数并由全塔效率确定实际塔板数，最后对塔高、塔径、溢流装置等各个部件进行计算与核算校验（如负荷性能图），最终得到符合工艺要求的精馏塔并能完成生产任务。 关键词:精馏筛板塔、相平衡方程、操作线方程、回流比、图解法 目录 1.综述 1 1.1塔设备的化工生产中的作用和地位 1 1.2设计方案 1 1.3工艺流程 1 1.4设计方案简介 2 2主要物性数据 2 3工艺计算 3 3.1精馏塔的物料衡算 3 3.2塔板数的确定 3 3.3实际塔板数的求取 5 3.4塔和塔板的主要工艺尺寸计算 6 3.5溢流装置的设计 8 3.6 塔板板面布置 9 3.7 塔板校核 10 3.7.1 降液管液泛 10 3.7.2液沫夹带 11 3.7.3 漏液 11 3.8负荷性能图 12 3.8.1 气液流量的流体力学上下限线 12 3.8.2 塔板工作线 15 4设计总结 15 参考文献 20 1.综述 1.1塔设备的化工生产中的作用和地位 塔设备是化工、石油化工和炼油等生产中最重要的设备之一。它可使气（或汽）液或液液两相进行紧密接触，达到相际传质及传热的目的。可在塔设备中完成的常见操作有：精馏、吸收、解吸和萃取等。此外，工业气体的冷却与回收、气体的湿法静制和干燥，以及兼有气液两相传质和传热的增湿、减湿等。 在化工厂、石油化工厂、炼油厂等中，塔设备的性能对于整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额，以及三废处理和环境保护等各个方面，都有重大的影响。据有关资料报道，塔设备的投资费用占整个工艺设备投资费用的较大比例；它所耗用的钢材重量在各类工艺设备中也属较多。因此，塔设备的设计和研究，受到化工炼油等行业的极大重视。 1.2设计方案 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。 1.3工艺流程 如图1所示。原料液由高位槽经过预热器预热后进入精馏塔内。操作时连续的从再沸器中取出部分液体作为塔底产品（釜残液）再沸器中原料液部分汽化，产生上升蒸汽，依次通过各层塔板。塔顶蒸汽进入冷凝器中全部冷凝或部分冷凝，然后进入贮槽再经过冷却器冷却。并将冷凝液借助重力作用送回塔顶作为回流液体，其余部分经过冷凝器后被送出作为塔顶产品。为了使精馏塔连续的稳定的进行，流程中还要考虑设置原料槽。产品槽和相应的泵,有时还要设置高位槽。且在适当位置设置必要的仪表（流量计、温度计和压力表）。以测量物流的各项参数。 图1精馏过程的工艺流程项目 分子式 分子量 沸点℃ A 32 水B 18 100 表二 不同塔径的板间距 塔径 800—1200 1400—2400 2600—6600 板间距 300、350、400、450、500 400、450、500、550、600、650、700 450、500、550、600、650、700、750、800 3工艺计算 3.1精馏塔的物料衡算 甲醇的分子式为,千摩尔质量为32，水的分子式为,千摩尔质量为18。原料液的平均千摩尔质量为 所以 即采出率为: 由上式求出塔顶馏出液量为 则塔釜残液量为 3.2塔板数的确定 查化工手册得甲醇和水的t-x-y关系 T/℃ x y 100 0 0 92.9 0.0531 0.2834 82.3 0.1818 0.5775 74.2 0.4403 0.7659 66.9 0.8741 0.9194 64.5 1 1 图2甲醇和水的t-x-y 由可得q线与平衡线的交点坐标（xq，yq）为（0.45，0.65）,则最小回流比为 取回流比 则精馏塔的气液负荷： 精馏段： 提馏段：由于泡点进料 所以 精馏段操作线方程： 已知，故根据提馏段和q线方程用图解法解得理论塔板数. 图3理论板数图解 由x-y画梯级