化工原理课程的设计甲醇水溶液连续精溜塔.doc

课程设计任务书 1、 设计题目: 甲醇------水溶液连续精溜塔 2、 设计条件: 处理量：t/a(15000) 料液组成（质量分数）：（40%） 塔顶产品组成（质量分数）：（99.5%） 塔顶易挥发组分回收率：（99%） 每年实际生产时间：330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 进料状况：泡点进料 塔釜间接蒸汽加热，加热蒸汽压力为0.3Mpa 塔顶冷凝水用冷却水的进出口温度差20～40℃ 3、 设计要求: (1)、 精溜塔装置流程设计与论证 (2)、 浮阀塔内精溜过程的工艺计算 (3)、 浮阀塔主要工艺尺寸的确定 (4)、塔盘设计 (5)、 流体力学条件校核、作负荷性能图 目录 一、.精馏塔工艺设计计算 6 1.1 设计方案的确定 6 1.2 精馏塔物料衡算 6 1.3 塔板数的确定 7 1.4 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 10 1.4.1用内差法求塔顶、塔釜、进料板的温度 10 1.4.2实际板层数的求取 10 1.4.3平均摩尔质量计算 11 1.4.4平均密度计算 12 1.4.5液体平均粘度计算 14 二、. 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 15 2.1 塔径的计算 15 2.2 精馏塔有效高度的计算 17 三、塔板主要工艺尺寸的计算 18 3.3.1溢流装置计算 18 3.3.2 塔板布置 19 3.3.3 浮阀计算及其排列 20 3.3.4 浮阀塔的流体力学性能验算 21 3.3.5液泛及液沫夹带 22 四．塔板的负荷性能图 23 五．塔的附属设备的计算 32 摘要及关键词Abstract and Keywords 摘要 化工生产中所处理的原料中间产品几乎都是由若干组分组成的混合物，其中大部分是均相混合物。生产中为满足要求需将混合物分离成较纯的物质。 float valve tower(column) 浮阀塔是最早应用于工业生产的设备之一，五十年代之后通过大量的工业实践逐步改进了设计方法和结构近年来与浮阀塔一起成为化工生中主要的传质设备为减少对传质的不利影响可将塔板的液体进入区制成突起的斜台状这样可以降低进口处的速度使塔板上气流分布均匀。浮阀塔多用不锈钢板或合金制成，使用碳刚的比率较少。实际操作表明，筛板塔在一定程度的漏夜状态下操作使其板效率明显下降其操作的负荷范围较袍罩塔窄，但良好的塔其操作弹性仍可达到2-3。蒸馏是分离均相混合物的单元操作，精馏是最常用的蒸馏方式，是组成化工生产过程的主要单元操作。精馏是典型的化工操作设备之一。进行此次课程设计的目的是为了培养综合运用所学知识,来解决实际化工问题的能力,做到能独立进行化工设计初步训练，为以后从事设计工作打下坚实的基础。 关键字：精馏 浮阀 溢流 .精馏塔工艺设计计算 一. 设计计算 1.1设计方案的确定及概述 本设计任务为分离甲醇—水混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。精馏是指由不同挥发度的组分所组成的混合液，在精馏塔中同时多次地进行部分气化和部分冷凝，使其分离成几乎纯态组分的过程。塔顶蒸汽冷凝回流和塔釜溶液再汽化是精馏高成婚度分离的充分必要条件。【1】 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。塔顶上升的蒸汽采用全冷凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。该物系属易分离物系，最小回流比较小，故采用最小回流比的2倍。塔釜采用直接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。 1.2精馏塔物料衡算 1.2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 甲醇的摩尔质量 MA=32 kg/kmol 水的摩尔质量 MB=18 kg/kmol 用公式x=求出： 原料液的摩尔分率：xF==0.273 同理：xD=0.99 1.2.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 MF=0.273×32 +(1-0.273)×18 =21.82kg/kmol MD=0.99×32+(1-0.99)×18=31.86kg/kmol 1.2.3物料衡算 原料处理量 F==86.8kmol/h 总物料衡算 F=D+W 甲醇的物料衡算FxF=DxD+Wxw 100%=0.99 联立求解 D=23.6kmol/h W=63.2kmol/h x=0.0038 故塔釜的摩尔分率MW=0.0038×32+(1-0.0038)×18=18.05kg/kmol 1.3塔板数的确定 1.3.1理论板层数NT的求取 甲醇—水属理想物系，可采用图解法求理论板数 1.3.1.1由手册查得甲醇—水物系的气液平衡数据，绘出x—y图， x y x y x y 0.00 0.000 0.15 0.517 0.70 0.870 0.02 0.134 0.