甲醇水溶液常压筛板精馏塔化工原理课程设计.doc

化工单元过程及设备课程设计 设计题目 ： 筛板精馏塔设计 专业班级 ： 化工1303班 姓名 ： xxx 学号 ： 1315010xx 指导教师 ： 张亚刚 完成时间 ： 2016年1月14日 化学与化工学院《化工原理》课程组 制 化工单元过程及设备课程设计 设计 题目 筛板精馏塔的设计 设 计 任 务 及 要 求 设计用于甲醇—水溶液分离的常压筛板精馏塔，原料中含甲醇17%（质量分数，下同），泡点进料，要求塔顶出液浓度98%，塔釜出料浓度0.04%,处理量为9000kg/h,塔效率为0.8。 综合运用《化工原理》和相关先修课程的知识，联系化工生产实际，完成精馏操作过程的设备设计。要求有详细的工艺设计过程（包括计算机辅助计算程序）、工艺尺寸设计、辅助设备选型、设计结果概要及工艺设备条件图（CAD图），编写设计说明书。 指 导 教 师 评 语 成绩： 优良中 指导教师签名： 日期：2016年 月 日 PAGE PAGE I 摘 要 本设计采用浮阀精馏塔分离甲醇-水溶液。通过对原料产品的要求和物性参数的确定及对主要尺寸的计算，工艺设计和附属设备结果选型设计，完成对甲醇-水精馏工艺流程和主体备设计。乙醇-水溶液为非理想物系，利用作图法求出最小回流比为1.2075；由精馏费用模型编程得到最优回流比为2.1735，理论板数为15块，计算出全塔效率为0.8%，则实际板数为19块，其中精馏段7块，提馏段12块，进料位置为第6块。得到精馏塔的塔径2.7米，总高14.48米；板开孔率为10.1%，精馏段操作弹性为3.05，提馏段操作弹性为2.35，塔的流体力学验算，证明各指标数据均符合标准。强度校核表明，该精馏塔满足强度、刚度及稳定性等要求。 PAGE PAGE II 目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u 18098 摘 要 I 14860 1.绪论 1 8622 1.1设计任务 1 25382 1.2分离原料简介 1 15701 2.筛板精馏塔原理及设备简介 2 31734 2.1精馏原理 2 7605 2.2精馏设备 2 4100 2.3工业上对塔设备的主要要求 2 8482 2.4筛板塔的特点 2 10646 3. 装置设备的工艺计算 3 16647 3.1设计方案图（见附录） 3 31673 3.2精馏塔的条件选取 3 20035 3.3精馏的工艺流程图的确定（见附录） 4 32185 3.4筛板精馏塔设计计算 4 11597 3.4.1题目所给数据 4 2842 3.4.2精馏塔的物料衡算 4 30914 3.4.3塔板数的确定 5 29841 3.4.4精馏塔的气液相负荷 8 25856 3.4.5操作线方程的求取 8 4495 3.4.6逐板法求取理论板层数 8 22012 3.4.7实际塔板数的求取 9 8026 3.5精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 9 24700 3.5.1操作温度的计算 9 25041 3.5.2平均摩尔质量 10 31315 3.5.3液体平均表面张力计算 11 23358 3.5.4平均密度的计算 11 31063 3.6精馏塔的塔体工艺尺寸计算 13 23537 3.6.1塔径的计算 13 16164 3.6.2精馏塔有效高度的计算 15 28534 3.7塔板的主要尺寸计算 16 8176 3.7.1溢流装置计算 16 7325 3.8塔板布置 17 17657 3.8.1塔板的分块 17 22195 3.8.2开孔面积计算 17 3915 3.8.3筛孔计算及其排列 18 12703 3.9筛板的流体力学验算 18 26111 3.9.1干板阻力hc计算 18 14268 3.9.2气体通过液层的阻力hl计算 19 29468 3.9.3液体表面张力的阻力计算 20 30630 3.9.4液面落差 21 11450 3.9.5液沫夹带的校核 21 20824 3.10塔板负荷性能图 22 13345 3.10.1漏液线 22 1353 3.10.2液沫夹带线 23 8951 3.10.3液相负荷下限线 24 23918 3.10.4液相负荷上限线 25 24245 3.10.5液泛线 25 18249 3.10.6操作弹性 26 3330 4. 附属设备及主要附件的选型计算 28 12139 4.1附属设备设计 28 22435 4.1.1再沸器 28 12822 4.1.2冷凝器