王勇曹光涛毕业设计设计分离甲醇、水、正丙醇混合物精馏塔

1、Aspen plus模拟精馏塔说明书一、 设计题目根据以下条件设计一座分离甲醇、水、正丙醇混合物的连续操作常压精馏塔：生产能力：100000吨精甲醇/年；原料组成：甲醇70%w，水 28.5%w，丙醇1.5%w；产品组成：甲醇99.9%w；废水组成：水99.5%w；进料温度：323.15K；全塔压降：0.011MPa；所有塔板Murphree 效率0.35。二、 设计要求对精馏塔进行详细设计，给出下列设计结果并利用AutoCAD绘制塔设备图，并写出设计说明。(1).进料、塔顶产物、塔底产物、侧线出料流量；(2).全塔总塔板数N；最佳加料板位置NF；最佳侧线出料位置NP；(3).回流比R；(4)

2、.冷凝器和再沸器温度、热负荷；(5).塔内构件塔板或填料的设计。三、分析及模拟流程1.物料衡算（手算）目的:求解 Aspen 简捷设计模拟的输入条件。内容:(1)生产能力:一年按8000 hr计算，进料流量为100000/(8000*0.7)=17.86 t/hr。(2)原料、塔顶与塔底的组成（题中已给出）：原料组成：甲醇70%w，水28.5%w，丙醇1.5%w；产品:甲醇99.9%w；废水组成：水99.5%w。(3).温度及压降：进料温度：323.15K；全塔压降：0.011MPa；所有塔板Murphree 效率0.35。2.用简捷模块（DSTWU）进行设计计算目的:对精馏塔进行简捷计算，根

3、据给定的加料条件和分离要求计算最小回流比、最小理论板数、理论板数和加料板位置。3.灵敏度分析目的:研究回流比与塔径的关系（NT-R），确定合适的回流比与塔板数；研究加料板位置对产品的影响，确定合适的加料板位置。方法:作回流比与塔径的关系曲线（NT-R），从曲线上找到期望的回流比及塔板数。4. 用详细计算模块（RadFrac）进行计算目的:精确计算精馏塔的分离能力和设备参数。方法:用RadFrac模块进行精确计算，通过设计规定(Design Specs)和变化(Vary)两组对象进行设定，检验计算数据是否收敛，计算出塔径等主要尺寸。5. 塔板设计目的：通过塔板设计(Tray sizing)计算给

4、定板间距下的塔径。方法：在Specification表单中输入该塔段(Trayed section)的起始塔板(Starting stage)和结束塔板(Ending stage)、塔板类型(Tray type)、塔板流型程数(Number of passes)、以及板间距(Tray spacing) 等几何结构参数。 6.塔板核算目的:计算塔板的热负荷。方法：对第5步的计算结果（塔径）按设计规范要求进行必要的圆整，用 RadFrac模块的Tray Rating，对塔进行设计核算。7.设计结果汇总进料塔顶塔底侧线流量/ kmol/h392.386067221.698128165.6879395

5、温度/5064.695.884.7操作压力/atm1回流比1.54309104塔板形式筛板式塔径/m塔板间距/m1.80.5塔板数总塔板数N最佳加料板位置NF最佳侧线出料位置NP523650一. 用简捷模块（DSTWU）进行初步模拟1.连接流股图1-12. 设定全局特性图1-23. 输入化学组分信息图1-34. 选择计算方法和模型图1-45. 输入外部流股信息图1-56. 输入单元模块参数图1-67. 运行程序 图1-78.查看结果图1-8a.流股信息 图1-9b.最小回流比：0.4808477 ；实际回流比：0.63749982 ；最小理论板数：10 ；理论板数：20 ；加料板位置：13。（

6、如图1-10）图1-10图1-11二、灵敏度分析图2-1绘NT-R图图2-2三、 用详细计算模块（RadFrac）进行计算1.将DSTWU模型换成RadFrac模型图3-12.设定配置图3-23.设定流股图3-34.设定压强图3-45.运行程序图3-56.查看结果图3-67.连接侧线出料并计算图3-7图3-8图3-98.加入Murphree 效率并计算图3-10图3-11图3-12图3-139.运行程序图3-1410.查看结果图3-1511.反复计算，直到进料板的甲醇含量接近0.7图3-16图3-17图3-18第36快板的甲醇含量为0.7，满足设计要求，计算完毕。12. 设定设计规定(Desi

7、gn Specs)和变化(Vary)图3-21图3-22图3-23图3-24图3-25图3-26进料、塔顶产物、塔底产物、侧线出料流量图3-27冷凝器参数图3-28再沸器参数图3-29四、 塔板设计塔板类型选为筛板塔；板间距(Tray spacing)选为0.5 m。图4-1图4-2图4-3塔内径：1.76 m，圆整为1.8 m；降液管截面积：0.09999958 ；侧降液管流速：0.01675961m/s ；侧堰长：1280，查文献圆整。图4-4五、塔板核算图5-1图5-2图5-3最大液泛因子：0.7674，小于0.8；最大降液管液位/板间距：0.3138，在0.25-0.5之间，塔径核算成功。齐齐