浮阀精馏塔甲醇水化工原理课程设计概述

1、化工原理课程设计任务书一、设计题目及任务设计题目：甲醇-水溶液连续精馏塔设计试设计一座甲醇-水溶液连续精馏塔，年产量为15000+ （学号X 1000）吨，要求甲醇产品产品纯度为98% 99% 99.5% （1-10号同学数据为 98% 11-20号同学数据为 99% 21-30号同学数据为99.5%）,塔顶易挥发组分的回收率为99%,原料液中含甲醇 40% （以上均为质量分数）。b5E2RGbCAP二、操作条件(1)操作压力常压(4)塔底加热蒸汽压力（表压）(2)进料热状态20 C(5)年实际生产时间 7200h(3)回流比 自选(6)其他参数（除给出外）可自选.三、塔板类型自选四、设计内容

2、(1)精馏塔的工艺计算(2)工艺流程图及主体设备图五、设计说明书内容(1)目录(2)设计题目及原始数据（任务书）(3)设计方案的确定及流程说明(4)精馏塔的物料衡算（5）塔板数的确定（用图解法求理论板数需提供用坐标纸绘制甲醇-水溶液的y-x图）（6） 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算（7） 精馏塔的工艺尺寸计算（包括塔底、塔板）（8）塔体的流体力学验算（9）辅助装置的选定（10）设计结果概要或设计一览表（主要设备尺寸、衡算结果等）（11）对设计过程的评述和有关问题的讨论（12）符号表（13）设计参考资料（14）图纸（1号图594 X 841;二号图420X 594,实际打印时可以缩小打印）

3、1、 带控制点及物流量的工艺流程图； 2 号图2、 精馏塔总体结构图（包括主要工艺尺寸、技术特性、接管表、重要附件图等）；1 号图目录1 设计题目及原始数据 . 11.1 设计题目：甲醇 - 水溶液连续精馏塔设计 11.2 操作条件 12 设计方案的确定及流程说明 . 12.1 塔设备的选定 12.1.1 浮阀塔 22.2.2 浮阀类型 22.2 进料热状态 32.3 进料方式 32.3 塔顶冷凝方式 32.4 回流方式 32.5 塔釜加热方式 32.6 总流程说明 43 精馏塔工艺计算 . 43.1 精馏塔的物料衡算 43.1.1 摩尔流量衡算 43.1.2 质量流量衡算 53.2 相对挥发

4、度的计算 . 63.3 最小回流比及操作回流比的确定 74 塔板数的确定 74.1 理论塔板数的计算 74.2 实际塔板数的计算 95 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 105.1 操作温度 105.2 操作压力 105.3 塔顶条件下的流量及物性参数 115.3.1 塔顶气液相平均相对分子质量的计算 115.3.2 塔顶气液相密度的计算 115.3.3 塔顶液相粘度的计算 125.3.4 塔顶液相平均表面张力的计算 125.3.5 塔顶流量 125.4 塔釜条件下的流量及物性参数 135.4.1 塔釜气液相平均相对分子质量的计算 135.4.2 塔釜气液相密度的计算 135.4.3 塔釜

5、液相粘度的计算 145.4.4 塔釜液相平均表面张力的计算 145.4.5 塔釜流量 145.5 进料条件下的流量及物料参数 155.5.1 进料气液相平均相对分子质量的计算 155.5.2 进料气液相密度的计算 155.5.3 进料液相粘度的计算 155.5.4 进料液相平均表面张力的计算 165.5.5 进料流量 165.6 精馏段的流量及物性参数 165.6.1 精馏段气液相平均相对分子质量 165.6.2 精馏段气液相密度 165.6.3 精馏段液相黏度 175.6.4 精馏段液相平均表面张力 175.6.5 精馏段流量 175.7 提馏段的流量及物性参数 175.7.1 提馏段气液相

6、平均相对分子质量 175.7.2 提馏段气液相密度 185.7.3 提馏段液相黏度 185.7.4 提馏段液相平均表面张力 185.7.5 提馏段流量 186 精馏塔工艺尺寸计算 . 206.1 空塔气速的计算 206.1.1 精馏段的计算 206.1.2 提馏段的计算 216.2 塔有效高度 226.3 塔径与实际空塔气速 226.3.1 精馏段的计算 226.3.2 提馏段的计算 226.3.3 实际空塔气速的计算 226.4 溢流装置 236.4.1 堰长 lw 236.4.2 溢流堰高度 hw 23643弓形降液管宽度 W和面积Af 236.4.4 降液管底隙高度 246.5 塔板布置

7、及浮阀数目与排列 256.5.1 浮阀数目计算 256.5.2 塔板布置与浮阀排列 257 塔板流体力学验算 267.1 气相通过浮阀塔板的压强降 267.1.1 干板阻力 267.1.2 板上充气液层阻力 277.1.3 液体表面张力所造成的阻力 277.1.4 压强降的计算 277.2 降液管中清液层高度 287.2.1 液体通过降液管的压头损失 28722降液管Hd的计算 287.3 雾沫夹带 287.3.1 板上液体流经长度 287.3.2 板上液流面积 287.3.3 泛点率 298 塔板负荷性能图 . 308.1 雾沫夹带线 308.1.1 精馏段的计算 308.1.2 提馏段的计

8、算 308.2 液泛线 318.2.1 精馏段的计算 318.2.2 提馏段的计算 328.3 液相负荷上限线 328.4 漏液线 328.4.1 精馏段的计算 338.4.2 提馏段的计算 338.5 液相负荷下限线 338.6 塔板负荷性能图及操作弹性 348.6.1 精馏段 348.6.2 提馏段 358.7 浮阀塔板工艺设计计算结果 369 辅助设备及主要附件的选型设计. 379.1 冷凝器的选择 379.1.1 整体式 379.1.2 自流式 379.1.3 强制循环式 379.2 再沸器的选择 389.3 除沫器的选择 389.4 塔顶蒸汽出口管 399.5 人孔、裙座等附件设计

9、399.5.1 人孔 399.5.2 裙座 399.5.3 吊柱 399.5.4 泵 399.5.5 封头 399.6 预热器的选择 409.7 精馏塔实际高度计算与设计 40设计结果及自我评价 41精馏塔主要工艺尺寸与主要设计参数汇总表 41自我评价 . 42符号说明 42参考文献 44图纸 441 设计题目及原始数据1.1 设计题目：甲醇 - 水溶液连续精馏塔设计试设计一座甲醇-水溶液连续精馏塔，年产量为15000+（ 23X1000） =38000 吨，要求甲醇产品产品纯度为 99.5%（1-10 号同学数据为 98%； 1 1 -20 号同学数 据为 99%；21-30 号同学数据为

10、99.5%），塔顶易挥发组分的回收率为 99%,原料液 中含甲醇 40%（以上均为质量分数） 。 p1EanqFDPw1.2 操作条件1 ） 操作压力 常压（2）进料热状态 20 C3）回流比 自选4）塔底加热热蒸汽压力 0.3MPa （表压）5）年实际生产时间 7200h6）其他参数（除给出外）可自选2 设计方案的确定及流程说明2.1 塔设备的选定化学工业中塔设备是化工单元操作中重要的设备之一， 化学工业和石油工业 中广泛应用的诸如吸收、解吸、精馏、萃取、增湿、减湿等单元操作中，精馏操 作是最基本的单元操作之一， 它是根据混合液中各组分的挥发能力的差异进行分 离的。 DXDiTa9E3d塔设

11、备一般分为级间接触式和连续接触式两大类。 前者的代表是板式塔， 后 者的代表则为填料塔。一般，与填料塔相比，板式塔具有效率高、处理量大、重 量轻及便于检修等特点，但其结构较复杂，阻力降较大。在各种塔型中，当前应浮阀塔浮阀塔的特点： （1）生产能力大，由于塔板上浮阀安排比较紧凑，其开孔面积大于泡罩塔板，生产能力比泡罩塔板大 20%40%与筛板塔接近。5PCzVD7HxA（2）操作弹性大，由于阀片可以自由升降以适应气量的变化，因此维持正 常操作而允许的负荷波动范围比筛板塔，泡罩塔都大。 jLBHrnAILg（3）塔板效率高，由于上升气体从水平方向吹入液层，故气液接触时间较 长，而雾沫夹带量小，塔板

12、效率高。（4）气体压降及液面落差小，因气液流过浮阀塔板时阻力较小，使气体压 降及液面落差比泡罩塔小。（5） 塔的造价较低，浮阀塔的造价是同等生产能力的泡罩塔的50%80%， 但是比筛板塔高 20%30。 xHAQX74J0X但是，浮阀塔的抗腐蚀性较高（防止浮阀锈死在塔板上） ，所以一般采用不 锈钢作成，致使浮阀造价昂贵，推广受到一定限制。近几十年来， 人们对浮阀塔的研究越来越深入， 生产经验越来越丰富， 积累 的设计数据比较完整，因此设计浮阀塔比较合适。 LDAYtRyKfE浮阀类型国内常用的浮阀有三种，F1型、V-4型、T型。V-4型的特点是阀孔被冲压 成向下弯的喷咀形，气体通过阀孔时因流道形状渐变可减小阻力。 T型阀则借助 固定于塔板的支架限制阀片移动范围。浮阀一般