化工原理课程设计甲醇水二元筛板精馏塔课程设计.docx

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1、4工学院化工原理课程设计题目甲醇-水二元筛板精储塔设计教学院专业班级学生姓名学生学号指导教师年12月22日任务书1摘要6第1章前言4精储与塔设备简介5体系介绍6筛板塔的特点7设计说明书7第2章设计参数确实定8进料热状态8加热方式8回流比(R)的选择82.4塔顶冷凝水的选择9流程简介及流程图9流程简介9流程图9第3章理论塔板数的计算、实际板数确实定及热量衡算10理论板数计算10第4章精耀塔工艺条件计算10操作压强的选择10操作温度的计算10塔内物料平均分子量、张力、流量及密度的计算11塔径确实定12塔有效高度12整体塔高12第5章塔板主要工艺参数确定12溢流装置13塔板布置及筛孔数目与排列14第

2、6章筛板的力学检验14塔板压降156.2液面落差15液沫夹带15漏液的验算16液泛的验算17第7章塔板负荷性能图18漏液线18雾沫夹带线18液相负荷下限线19液相负荷上限线19液泛线20操作弹性20第8章辅助设备及零件设计20塔顶冷凝器（列管式换热器）20估计换热面积20计算流体阻力21计算传热系数21冷凝水泵21附录21参考文献21致谢21结束语22任务书设计题目：甲醇一水二元筛板精储塔的设计设计条件：常压P=Iatm（绝压）处理量：80kmolh进料组成0.55储出液组成釜液组成0.035（以上均为摩尔分率）加料热状况q=LO塔顶全凝器泡点回流回流比R=（l.l-2.0）Rmin单板压降设

3、计任务：1 .完成该精储塔的工艺设计（包括物料衡算、热量衡算、筛板塔的设计计算）。2 .画出带控制点的工艺流程图（2号图纸）、精僧塔工艺条件图（2号图纸）。3 .写出该精微塔的设计说明书，包括设计结果汇总和设计评价。目录任务书1摘要6第1章前言4精储与塔设备简介5体系介绍6筛板塔的特点7设计说明书7第2章设计参数确实定8进料热状态8加热方式8回流比（R）的选择84 .4塔顶冷凝水的选择9流程简介及流程图9流程简介9流程图9第3章理论塔板数的计算、实际板数确实定及热量衡算10理论板数计算10物料衡算103.1.2相对挥发度确实定10和R确实定10精憎段操作线方程确实定11精悻段和提憎段气液流量确

4、实定12提储段操作线方程确实定12热量衡算12比热容及汽化热的计算12热量衡算13第4章精储塔工艺条件计算14操作压强的选择14操作温度的计算15塔内物料平均分子量、张力、流量及密度的计算154.3.1密度及流量15液相外表张力确实定：16433液体平均粘度计算17塔径确实定18精饵段18提僧段18塔有效高度19整体塔高19第5章塔板主要工艺参数确定20溢流装置20堰长Iw20出口堰高hw20弓形降液管宽度Wd和面积Af20降液管底隙高度21塔板布置及筛孔数目与排列21塔板的分块21边缘区宽度确定21开孔区面积计算21筛孔计算及其排列21第6章筛板的力学检验22塔板压降22干板阻力计算22气体

5、通过液层的阻力HI计算23液体外表张力的阻力计算计算23气体通过每层塔板的液柱高236.2液面落差23液沫夹带24漏液的验算24液泛的验算24第7章塔板负荷性能图25漏液线25雾沫夹带线26液相负荷下限线26液相负荷上限线27液泛线27操作弹性28第8章辅助设备及零件设计30塔顶冷凝器列管式换热器）30估计换热面积30计算流体阻力31计算传热系数32釜残液出料管34回流液管34再沸器蒸汽进口管348.8塔顶蒸汽进冷凝器出口管34冷凝水管358.10进料管35塔底出料管35回流液管35再沸器蒸汽进口管368.14塔顶蒸汽进冷凝器出口管36冷凝水管36冷凝水泵36附录37参考文献40致谢41结束语

6、42任务书1摘要6第1章前言4精馔与塔设备简介5体系介绍6筛板塔的特点7设计说明书7第2章设计参数确实定8进料热状态8加热方式8回流比(R)的选择82.4塔顶冷凝水的选择9流程简介及流程图9流程简介9流程图9第3章理论塔板数的计算、实际板数确实定及热量衡算10理论板数计算10第4章精储塔工艺条件计算10操作压强的选择10操作温度的计算10塔内物料平均分子量、张力、流量及密度的计算H塔径确实定12塔有效高度12整体塔高12第5章塔板主要工艺参数确定12溢流装置13塔板布置及筛孔数目与排列14第6章筛板的力学检验14塔板压降156.2液面落差15液沫夹带15漏液的验算16液泛的验算17第7章塔板负

7、荷性能图18漏液线18雾沫夹带线18液相负荷下限线19液相负荷上限线19液泛线20操作弹性20第8章辅助设备及零件设计20塔顶冷凝器(列管式换热器20估计换热面积20计算流体阻力21计算传热系数21冷凝水泵21附录21参考文献21致谢21结束语22摘要在本次化工原理课程设计中，设计出了甲醇和水的别离设备一精储塔。进料摩尔分数为的甲醇一水溶液，使塔顶产品甲醉的摩尔含量到达，塔底釜液摩尔分数为。综合工艺操作方便、经济及平安等多方面考虑，木设计采用了筛板塔对甲醇-水进行别离提纯，塔板为碳钢材料，按照逐板计算理论板数为120根据经验式算得全塔效率为。塔顶使用全凝器，局部回流，回流比为。实际板数共为22

8、,精储段实际板数为9,提储段实际板数为13,实际加料位置在第10块板。由精储塔的工艺尺寸计算得到塔径，塔总高。通过流体力学验算说明此精镭塔的工艺尺寸符合要求。塔的附属设备中，所有管线均采用无缝钢管。饱和水蒸气走壳程，进料液走管程。关键词：甲醇-水；筛板精储；逐板计算；负荷性能图任务书1摘要6第1章前言4精微与塔设备简介5体系介绍6筛板塔的特点7设计说明书7第2章设计参数确实定8进料热状态8加热方式8回流比（R）的选择82.4塔顶冷凝水的选择9流程简介及流程图9流程简介9流程图9第3章理论塔板数的计算、实际板数确实定及热量衡算10理论板数计算10第4章精储塔工艺条件计算IO操作压强的选择10操作

9、温度的计算10塔内物料平均分子量、张力、流量及密度的计算11塔径确实定12塔有效高度12整体塔高12第5章塔板主要工艺参数确定12溢流装置13塔板布置及筛孔数目与排列14第6章筛板的力学检验14塔板压降156.2液面落差15液沫夹带15漏液的验算16液泛的验算17第7章塔板负荷性能图18漏液线18雾沫夹带线18液相负荷下限线19液相负荷上限线19液泛线20操作弹性20第B章辅助设备及零件设计20塔顶冷凝器列管式换热器）20估计换热面积20计算流体阻力21计算传热系数21冷凝水泵21附录21参考文献21致谢21结束语22第1章前言精僧与塔设备简介蒸馆是别离液体混合物的一种方法，是传质过程中最重要

10、的单元操作之一，蒸镭的理论依据是利用溶液中各组分蒸汽压的差异，即各组分在相同的压力、温度下，其探发性能不同（或沸点不同）来实现别离目的。例如，设计所选取的甲醇-水体系，加热甲醇（沸点64.5C）和水（沸点100.O0C）的混合物时，由于甲醇的沸点较水为低,即甲醇挥发度较水高,故甲醇较水易从液相中汽化出来。假设将汽化的蒸汽全部冷凝，即可得到甲醇组成高于原料的产品，依此进行屡次汽化及冷凝过程，即可将甲醇和水别离。这屡次进行局部汽化成局部冷凝以后，最终可以在汽相中得到较纯的易挥发组分，而在液相中得到较纯的难挥发组分，这就是精馆。5060708090100在工业中，广泛应用精储方法别离液体混合物，从石

11、油工业、酒精工业直至焦油别离，根本有机合成，空气别离等等，特别是大规模的生产中精储的应用更为广泛。蒸储按操作可分为简单蒸储、平衡蒸储、精储、特殊精储等多种方式。按原料中所含组分数目可分为双组分蒸镭及多组分蒸储。按操作压力那么可分为常压蒸镭、加压蒸微、减压（真空）蒸储。此外，按操作是否连续蒸锵和间歇蒸储。工业中的蒸储多为多组分精储，本设计着重讨论常压下的双组分精储，即苯-甲苯体系。在化学工业和石油工业中广泛应用的诸如吸收，解吸，精储，萃取等单元操作中，气液传质设备必不可少。塔设备就是使气液成两相通过紧密接触到达相际传质和传热目的的气液传质设备之O塔设备一般分为阶跃接触式和连续接触式两大类。前者的

12、代表是板式塔，后者的代表那么为填料塔。筛板塔在十九世纪初已应用与工业装置上，但由于对筛板的流体力学研究很少，被认为操作不易掌握，没有被广泛采用。五十年代来，由于工业生产实践，对筛板塔作了较充分的研究并且经过了大量的工业生产实践，形成了较完善的设计方法。筛板塔和泡革塔相比拟具有以下特点：生产能力大于10.5%,板效率提高产量15%左右；而压降可降低30%左右；另外筛板塔结构简单，消耗金属少，塔板的造价可减少40%左右；安装容易，也便于清理检修。本设计讨论的就是筛板塔。体系介绍甲醇、水密度、粘度、外表张力在不同温度下的值:X0y0tc100XytcP甲醇760751743734725716P水甲醇

13、水O甲醇O水筛板塔的特点筛板塔板简称筛板，结构持点为塔板上开有许多均匀的小孔。根据孔径的大小，分为小孔径筛板(孔径为38mm)和大孔径筛板(孔径为1025InI)两类。工业应用小以小孔径筛板为主，大孔径筛板多用于某些特殊场合(如别离粘度大、易结焦的物系)。筛板的优点足结构简单，造价低；板上液面落差小，气体压降低，生产能力较大；气体分散均匀，传质效率较高。其缺点是筛孔易堵塞，不宜处理易结焦、粘度大的物料。应予指出，尽管筛板传质效率高，但假设设计和操作不当，易产生漏液，使得操作弹性减小，传质效率下降.故过去工业上应用较为谨慎。近年来，由于设计和控制水平的不断提高，可使筛板的操作非常精确，弥补了上述缺乏，故应用日趋广泛。在确保精确设计和采用先进控制手段的前提下，设计中可大胆选用。设计说明书1设计单元操作方案简介蒸储过程按操作方式的不同，分为连续蒸储和间歇蒸储两种流程。连续蒸储具有生产能力大,产品质量稳定等优点，工业生产中以连续蒸储为主。间歇蒸帽具有操作灵活、适应性强等优点，但适合于小规模、多品种或多组分物系的初步别离。故别离苯-甲苯混合物体系应采用连续精储过程。蒸储是通过物料在塔内的屡次局部气化与屡次局部冷凝实现别离的，热量自塔釜输入，由冷凝器和冷却剂中的冷却介质将余