文档介绍：化工原理课程设计
甲醇-水分离过程板式精馏塔设计
3 .目录
设计方案的确定说明书及工艺流程草图……………………………………………………………5
2. 精馏塔的物料衡算………………………………………………………………6
原料液及塔顶和塔底的摩尔分率
原料液及塔顶和塔底产品的平均摩尔量
物料衡算
3 塔板数的确定……………………………………………………………………6
理论板层数的求取
相对挥发度的求取
求最小回流比及操作回流比
求精馏塔的气、液相负荷
求操作线方程
采用逐板法求理论板层数
实际板层数的求取
液相的平均粘度
全塔相对挥发度
全塔效率ET 和实际塔板数
4 .精馏塔的工艺条件及有关物性数据的算…………………………………………………………12
操作压力的计算
操作温度计算
平均摩尔质量计算
平均密度计算
气相平均密度计算
液相平均密度计算
液体平均表面张力的计算
液体平均粘度
5. 精馏塔的塔体工艺尺寸计算………………………………………………………………15
塔径的计算
精馏塔有效高度的计算
6. 塔板主要工艺尺寸的计算……………………………………………………………………17
溢流装置计算
堰长Lw
溢流堰高度Wh
弓形降液管宽度Wd和截面积Af
降液管底隙高度h0
塔板布置及浮阀数目与排列
浮阀塔的型号选取
7 .塔板的流体力学验算……………………………………………………………………22
塔板压降
干板阻力hc计算
板上充气液层阻力h1计算
液体表面张力所的阻力hσ的计算
淹塔
液沫夹带
塔板负荷性能图…………………………………………………………………………24
雾沫夹带线
液泛线
液相负荷上限线
漏液线
液相负荷下限线
塔板负荷性能图
设计过程评述和有关问题的讨论……………………………………………………27
………………………………………………………………………………28
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。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。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝,冷凝液在泡点下一部分加回流至塔内,其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。塔釜采用间接蒸汽加热,塔底产品经冷却后送至储罐。本设计使用的是浮阀塔,浮阀塔有生产能力大、操作弹性大、塔板效率高、气体压降及液面落差小和抗腐蚀性较高等优点。甲醇具有腐蚀性,所以浮阀塔适合本设计的要求。
工艺流程草图如下:
2. 精馏塔的物料衡算
原料液及塔顶和塔底的摩尔分率
甲醇的摩尔质量 MA=
水的摩尔质量 MB=
XF==
XD = =
XW ==
原料液及塔顶和塔底产品的平均摩尔质量
MF==
MD=×+(1-) ×=
MW=×+(1-) ×=
物料衡算
塔板数的确定
理论板层数的求取
相对挥发度的求取
根据表1数据可得到不同温度下的挥发度,见表2
表1
温度/℃
x
y
温度/℃
x
y
100