化工原理课程研发设计分离甲醇—乙醇混合液浮阀精馏塔.doc

四川大学轻纺与食品学院 化工原理课程设计 ——分离甲醇—乙醇混合液的浮阀精馏塔 设计者：姜虹伶 学号：1043091109 班级： 食品2班 联系方式： 邮箱： 指导教师：蒋炜 设计时间：2012.5.20—2012.7.4 四川大学轻纺与食品学院 目录 一、设计任务 - 4 - 二、背景介绍 - 4 - 1 . 精馏原理 - 4 - 2 . 板式塔作用原理 - 4 - 3 . 浮阀塔 - 5 - 三、设计流程图 - 5 - 四、浮阀塔的设计 - 7 - 1 . 全塔物料衡算 - 7 - （1）原料液、馏出液及残液的摩尔分数和均摩尔质量的计算 - 7 - （2) 原料液、馏出液及残液的摩尔流率计算 - 8 - 2 . 加料热状态参数q值的确定 - 8 - （1）进料液、馏出液、残液的温度确定 - 8 - （2）q值的计算 - 9 - （3）q线方程式 - 10 - 3 . 最小回流比的计算 - 10 - （1）相对挥发度的计算 - 10 - （2）平衡方程式 - 11 - （3）最小回流比的计算 - 11 - （4）实际回流比的计算 - 11 - 4 . 精馏段和提馏段的气、液流量 - 12 - (1) 精馏段内气、液流量 - 12 - （2）提馏段内气、液流量 - 13 - 5 . 塔板数的计算 - 13 - （1）逐板计算法 - 13 - （2）塔效率 - 15 - （3）实际塔板数的计算 - 16 - 6 . 塔径的计算 - 16 - (1) 精馏段塔径的计算 - 16 - （2）提馏段塔径的计算 - 20 - （3）塔径的实际值 - 23 - 7. 塔高的确定 - 23 - 五、精馏段塔板结构设计及力学校核 - 24 - 1.溢流装置 - 24 - （1) 降液管的宽度和截面面积的确定 - 24 - （2) 出口溢流堰与进口溢流堰的确定 - 24 - （3) 降液管底隙高度与受液盘的确定 - 25 - 2.板面布置及主要尺寸 - 25 - （1) 板面布置 - 25 - （2) 浮阀的数目与排列 - 26 - 3.浮阀塔板的流体力学校核 - 29 - （1) 塔板压降的校核 - 29 - （2) 液沫夹带的校核 - 29 - （3) 溢流液泛的校核 - 30 - （4) 负荷性能图及操作弹性 - 30 - 六、提馏段塔板结构设计及力学校核 - 34 - 1 . 溢流装置 - 34 - （1) 降液管的宽度和截面面积的确定 - 34 - （2) 出口溢流堰与进口溢流堰的确定 - 34 - （3) 降液管底隙高度与受液盘的确定 - 35 - 2 . 板面布置及主要尺寸 - 35 - （1) 塔板布置 - 35 - （2) 浮阀的数目与排列 - 36 - （3) 校核： - 38 - （4) 校核塔板开孔率 - 38 - 3 . 浮阀塔板的流体力学校核 - 39 - （1) 塔板压降的校核 - 39 - （2) 液沫夹带的校核 - 40 - （3) 溢流液泛的校核 - 40 - （4) 负荷性能图及操作弹性 - 41 - 七、塔顶冷凝器的选用 - 44 - 1.物料衡算 - 44 - 2.换热器选用 - 45 - 3.验算压降 - 46 - （1）验算管程压降 - 46 - （2) 验算管程压降 - 46 - 4. 核算总传热系数 - 47 - （1) 管程给热系数 - 48 - （2) 壳程给热系数 - 48 - （3) 导热系数和传热面积 - 48 - 八、塔接管设计 - 49 - 1.塔顶出料管直径 - 49 - 2.回流管直径 - 49 - 3.进料管直径 - 50 - 4.馏出液管直径 - 50 - 九、设计总结 - 51 - 十、参考文献 - 51 - 设计任务 设计题目：分离甲醇—乙醇混合液的浮阀精馏塔 原料液： 组成甲醇0.6 乙醇0.4 处理量：8800 温度：28℃ 馏出液： 组成 苯0.96 残 液： 组成 苯0.02（均为摩尔分率） 操作压力：常压连续操作 二、背景介绍 1 . 精馏原理 精馏过程的基础依然是混合液组分间挥发度的差异，而塔内的气、液“回流”则是沿塔高不断进行气、液传质实现精馏的必要条件。 沿塔流动的气、液相每经过一块塔板都将发生一次气相的部分冷凝和液相的部分气化，气、液相组成随之发生一次改变，使气相中