化工原理甲醇—水连续填料精馏塔

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化工原理课程设计甲醇和水.doc

摘要 (3)

Abstract (3)

引言 (1)

第1章设计条件与任务 (2)

1.1设计条件 (2)

1.2设计任务 (2)

第2章设计方案的确定 (3)

2.1操作压力 (3)

2.2进料方式 (3)

2.3加热方式 (3)

2.4热能的利用 (3)

第3章精馏塔的工艺设计 (5)

3.1全塔物料衡算 (5)

3.1.1原料液、塔顶及塔底产品的摩尔分数 (5)

3.1.2原料液、塔顶及塔底产品的平均摩尔质量 (5)

3.1.3物料衡算进料处理量 (5)

3.1.4物料衡算 (5)

3.2实际回流比 (6)

3.2.1最小回流比及实际回流比确定 (6)

3.2.2操作线方程 (7)

3.2.3汽、液相热负荷计算 (7)

3.3理论塔板数确定 (7)

3.4实际塔板数确定 (7)

3.5精馏塔的工艺条件及有关物性数据计算 (8)

3.5.1操作压力计算 (8)

3.5.2操作温度计算 (8)

3.5.3平均摩尔质量计算 (8)

3.5.4平均密度计算 (9)

3.5.5液体平均表面张力计算 (10)

3.6精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (11)

3.6.1塔径计算 (11)

3.6.2精馏塔有效高度计算 (13)

第4章塔板工艺尺寸的计算 (14)

4.1精馏段塔板工艺尺寸的计算 (14)

4.1.1溢流装置计算 (14)

4.1.2塔板设计 (15)

4.2提馏段塔板工艺尺寸设计 (15)

4.2.1溢流装置计算 (15)

4.2.2塔板设计 (16)

4.3塔板的流体力学性能的验算 (16)

4.3.1精馏段 (16)

4.3.2提馏段 (18)

4.4板塔的负荷性能图 (19)

化工原理课程设计,甲醇和水的分离精馏塔的设计

郑州轻工业学院

——化工原理课程设计说明书

课题：甲醇和水的分离

学院：材料与化学工程学院

班级：

姓名：

学号：

指导老师：

第一章流程确定和说明 (2)

1.1.加料方式 (2)

1.2.进料状况 (2)

1.3.塔型的选择 (2)

1.4.塔顶的冷凝方式 (2)

1.5.回流方式 (3)

1.6.加热方式 (3)

第二章板式精馏塔的工艺计算 (3)

2.1物料衡算 (3)

2.3 塔板数的确定及实际塔板数的求取 (5)

2.3.1理论板数的计算 (5)

2.3.2求塔的气液相负荷 (5)

2.3.3温度组成图与液体平均粘度的计算 (6)

2.3.4 实际板数 (7)

2.3.5试差法求塔顶、塔底、进料板温度 (7)

第三章精馏塔的工艺条件及物性参数的计算 (9)

3.1 平均分子量的确定 (9)

3.2平均密度的确定 (10)

3.3. 液体平均比表面积张力的计算 (11)

第四章精馏塔的工艺尺寸计算 (12)

4.1气液相体积流率 (12)

4.1.1 精馏段气液相体积流率： (12)

4.1.2提馏段的气液相体积流率： (13)

第五章塔板主要工艺尺寸的计算 (14)

5.1 溢流装置的计算 (14)

5.1.1 堰长 (14)

5.1.2溢流堰高度： (15)

5.1.3弓形降液管宽度 (15)

5.1.4 降液管底隙高度 (16)

5.1.5 塔板位置及浮阀数目与排列 (16)

第六章板式塔得结构与附属设备 (24)

6.1附件的计算 (24)

6.1.1接管 (24)

6.1.2 冷凝器 (27)

6.1.3再沸器 (28)

第七章参考书录 (28)

化工原理课程设计——水与甲醇精馏精典版

前言............................................... 错误!未定义书签。第一节设计方案.................................................... 5 1.1操作条件的确定 ................................................ 5 1.操作压力的确定 ................................................ 5 2.进料状态 ...................................................... 5 3．加热方式 ..................................................... 6 4.回流比 ........................................................ 6 1.2确定设计方案的原则 ............................................ 7 第二节工艺流程图................................................... 7 第三节板式精馏塔的工艺计算........................................ 8 3.1 物料衡算 ...................................................... 8 3.3 理论塔板数的计算 .............................................. 9 3.4实际板数的确定 ............................................... 11 第四节塔径塔板工艺尺寸的确定...................................... 13 4.1 各设计参数 .. (13)

化工原理课程设计__分离甲醇水混合液的浮阀精馏塔设计

XX大学化学工程学院

化工原理课程设计

——分离甲醇—水混合液的浮阀精馏塔

设计者: 贺水流

学号：1043082025

班级：过控一班

：

： 286409969qq..

指导教师：夏素兰

设计时间：2013.1.5—2013.2.20

XX大学化学工程学院

Sichuan Institute of Chemical Technology

一、设计任务

设计题目：分离甲醇—水混合液的浮阀精馏塔

原料液：

组成：甲醇45% 水55%

处理量：4000kg/h

温度：30˚C

馏出液：

组成：甲醇99.5%

残液：

组成：甲醇1.5%（均为质量百分数）

操作压力：常压连续操作

二、背景介绍

1 . 精馏原理

精馏过程的基础是混合液组分间挥发度的差异，而塔内的气、液“回流”则是沿塔高不断进行气、液传质实现精馏的必要条件。

沿塔流动的气、液相每经过一块塔板都将发生一次气相的部分冷凝和液相的部分气化，气、液相组成随之发生一次改变，使气相中轻组分得到一次增浓，液相中重组分得到一次增浓。其结果最终可在塔顶得到轻组分含量很高的蒸气相（馏出液）产品，而在塔底得到重组分含量很高的釜液产品，从而实现混合液体的高纯度分离。

利用混合物中各组分挥发能力的差异，通过液相和气相的回流，使气、液两相逆向多级接触，在热能驱动和相平衡关系的约束下，使得易挥发组分（轻组分）不断从液相往气相中转移，而难挥发组分却由气相向液相中迁移，使混合物得到不断分离，称该过程为精馏。该过程中，传热、传质过程同时进行，属传质过程控制。其精馏塔如图3-1所示。原料从塔中部适当位置进塔，将塔分为两段，上段为精馏段，不含进料，下段含进料板为提留段，冷凝器从塔顶提供液相回流，再沸器从塔底提供气相回流。气、液相回流是精馏重要特点。

甲醇-水精馏塔

合肥学院

Hefei University

化工原理课程设计题目: 甲醇—水连续精馏塔的设计

系别: 生物与环境工程系

专业: 14生工（2）班

学号:

姓名:

指导教师: 于宙老师

2016年 12 月 18 日

一、前言............................................. 错误!未定义书签。

1.1精馏塔对塔设备的要求...................................... - 5 -

1.2常用板式塔类型及本设计的选型.............................. - 6 -

二、设计任务书要求及流程的确定和说明............................. - 8 -

2.1设计名称.................................................. - 8 -

2.2设计条件.................................................. - 8 -

2.3设计任务.................................................. - 8 -

2.4设计思路................................................. - 10 -

2.5设计流程................................................. - 10 -

三、精馏塔的工艺计算............................................ - 10 -

甲醇-水填料精馏塔的课程设计

摘要：

填料塔为连续接触式的气液传质设备，与板式塔相比，不仅结构简单，而且具有生产能力大，分离填料材质的选择，可处理腐蚀性的材料，尤其对于压强降较低的真空精馏操作，填料塔更显示出优越性。本文以甲醇-水的混合液为研究对象，因甲醇-水系统在常压下相对挥发度相差较大，较易分离，所以此设计采用常压精馏。根据物料性质、操作条件等因素选择填料塔，此设计采用泡点进料、塔底再沸器和塔顶回流的方式，将甲醇—水进行分离的填料精馏塔。通过甲醇—水的相关数据，对全塔进行了物料衡算和热料衡算，得出精馏产品的流量、组成和进料流量、组成之间的关系，进而得到精馏塔的理论板数。分析了进料、塔顶、塔底、提馏段、精馏段的流量及其物性参数。对精馏段和提留段的塔径及填料层高度进行了计算，以确定塔的结构尺寸。对塔内管径、液体分布器、筒体壁厚进行了选型计算，从而得到分离甲醇—水混合物液的填料精馏塔。

关键词：填料塔；流量；回流比；理论板数；工艺尺寸

第一章：设计任务书 (1)

一、设计题目 (1)

二、操作条件 (1)

三、填料类型 (1)

四、设计内容 (2)

第二章：工艺设计计算 (2)

一、设计方案的确定 (2)

二、精馏塔的物料衡算 (3)

三、理论塔板数的确定 (3)

四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (8)

五、精馏塔塔体工艺尺寸的计算 (10)

六、填料层压降的计算 (13)

七、筒体壁厚的计算 (14)

八、管径的计算 (14)

九、液体分布器简要设计 (16)

第三章：结论 (18)

一、设计感想 (18)

二、全章主要主要符号说明 (19)

化工原理课程设计,甲醇和水的分离精馏塔的设计

- -- 郑州轻工业学院

——化工原理课程设计说明书

课题：甲醇和水的分离

学院：材料与化学工程学院

班级：

姓名：

学号：

指导老师：

第一章流程确定和说明 (2)

1.1.加料方式 (2)

1.2.进料状况 (2)

1.3.塔型的选择 (2)

1.4.塔顶的冷凝方式 (3)

1.5.回流方式 (3)

1.6.加热方式 (3)

第二章板式精馏塔的工艺计算 (3)

2.1物料衡算 (4)

2.3 塔板数的确定及实际塔板数的求取 (5)

2.3.1理论板数的计算 (5)

2.3.2求塔的气液相负荷 (6)

2.3.3温度组成图与液体平均粘度的计算 (6)

2.3.4 实际板数 (7)

2.3.5试差法求塔顶、塔底、进料板温度 (8)

第三章精馏塔的工艺条件及物性参数的计算 (9)

3.1 平均分子量的确定 (9)

3.2平均密度的确定 (10)

3.3. 液体平均比表面积张力的计算 (12)

第四章精馏塔的工艺尺寸计算 (13)

4.1气液相体积流率 (13)

4.1.1 精馏段气液相体积流率： (13)

4.1.2提馏段的气液相体积流率： (14)

第五章塔板主要工艺尺寸的计算 (15)

5.1 溢流装置的计算 (15)

5.1.1 堰长 (15)

5.1.2溢流堰高度： (15)

5.1.3弓形降液管宽度 (16)

5.1.4 降液管底隙高度 (16)

5.1.5 塔板位置及浮阀数目与排列 (17)

第六章板式塔得结构与附属设备 (25)

6.1附件的计算 (25)

6.1.1接管 (25)

6.1.2 冷凝器 (30)

6.1.3再沸器 (30)

第七章参考书录 (31)

化工原理课程设计精馏塔

化工原理课程设计任务书

(一)设计题目

在抗生素类药物生产过程中,需要用甲醇溶液洗涤晶体,洗涤过滤后产生废甲醇溶液,其组成为含甲醇46%、水54%（质量分数），另含有少量的药物固体微粒。为使废甲醇溶液重复利用，拟建立一套填料精馏塔，以对废甲醇溶液进行精馏，得到含水量≤0.3%（质量分数）的甲醇溶液。设计要求废甲醇溶液的处理量为 3.6万吨/年，塔底废水中甲醇含量≤0.5%（质量分数）。

(二)操作条件

1)操作压力常压

2)进料热状态自选

3)回流比自选

4)塔底加热蒸汽压力0.3Mpa（表压）

(三)填料类型

因废甲醇溶液中含有少量的药物固体微粒，应选用金属散装填料，以便于定期拆卸和清洗。填料类型和规格自选。

(四)工作日

每年工作日为300天，每天24小时连续运行。

(五)设计内容

1、设计说明书的内容

1)精馏塔的物料衡算；

2)塔板数的确定；

3)精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算；

4)精馏塔的塔体工艺尺寸计算；

5)填料层压降的计算；

6)液体分布器简要设计；

7)精馏塔接管尺寸计算；

8)对设计过程的评述和有关问题的讨论。

摘要

甲醇最早由木材和木质素干馏制的，故俗称木醇，这是最简单的饱和脂肪组醇类的代表物。无色、透明、高度挥发、易燃液体。略有酒精气味。近年来，世界甲醇的生产能力发展速度较快。甲醇工业的迅速发展，是由于甲醇是多种有机产品的基本原料和重要的溶剂，广泛用于有机合成、染料、医药、涂料和国防等工业。由甲醇转化为汽油方法的研究成果，从而开辟了由煤转换为汽车燃料的途径。近年来碳化学工业的发展，甲醇制乙醇、乙烯、乙二醇、甲苯、二甲苯、醋酸乙烯、醋酐、甲酸甲酯和氧分解性能好的甲醇树脂等产品，正在研究开发和工业化中。甲醇化工已成为化学工业中一个重要的领域。

化工原理课程设计填料精馏塔

课程设计说明书

课程名称：化工原理课程设计

设计题目：甲醇—水分离过程填料精馏塔的设计

学生姓名：陈强

学号：200905020035

专业班级：化学工程与工艺（2）班

指导教师：路有昌

2011 年11 月15 日

课程设计任务书

甲醇—水物系的气液平衡数据

温度/℃ 液相中甲醇的摩尔分数气相中甲醇的摩尔分数温度/℃ 液相中甲醇的摩尔分数气相中甲醇的

摩尔分数

100 0 0 75.3 0.4 0.729 96.4 0.02 0.134 73.1 0.5 0.779 93.5 0.04 0.234 71.2 0.6 0.825 91.2 0.06 0.304 69.3 0.7 0.87 89.3 0.08 0.365 67.6 0.8 0.915 87.7 0.1 0.418 66 0.9 0.958 84.4 0.15 0.517 65 0.95 0.979 81.7 0.2 0.579 64.5 1 1 78 0.3 0.665

在抗生素类药物生产过程中，需要用甲醇溶媒洗涤晶体，洗涤过滤后产生的废甲醇溶媒，其组成为含甲醇46%，水56%（质量分数），另含少量的药物固体颗粒。为使废甲醇溶媒重复利用，拟建立一套填料精馏塔，以对废甲醇溶媒进行精馏，得到含水量≦0.3%（质量分数），的甲醇溶媒。设计要求甲醇溶媒的处理量为3吨/小时。塔底废水中甲醇含量≦0.5%（质量分数）。

设计中采用泡点进料，甲醇常压下的沸点为64.8℃，故可采用常压操作。塔顶上升蒸汽用全冷凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷凝器冷却后送至储槽。因所分离物系的重组分为水，故选用直接蒸汽加热方式，釜残液直接排放。

甲醇-水填料精馏塔的课程设计

摘要：

关键词：填料塔；流量；回流比；理论板数；工艺尺寸

第一章：设计任务书 (1)

一、设计题目 (1)

二、操作条件 (1)

三、填料类型 (1)

四、设计内容 (2)

第二章：工艺设计计算 (2)

一、设计方案的确定 (2)

二、精馏塔的物料衡算 (3)

三、理论塔板数的确定 (3)

四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (8)

五、精馏塔塔体工艺尺寸的计算 (10)

六、填料层压降的计算 (13)

七、筒体壁厚的计算 (14)

八、管径的计算 (14)

九、液体分布器简要设计 (16)

第三章：结论 (18)

一、设计感想 (18)

二、全章主要主要符号说明 (19)

化工原理课程设计报告4万吨年甲醇水板式精馏塔设计

百度文库- 让每个人平等地提升自我

1 《化工原理课程设计》报告

4万吨/年甲醇~水板式精馏塔设计

百度文库 - 让每个人平等地提升自我

一、概述 (4)

设计背景 ..................................................................................................... 4 设计条件 ..................................................................................................... 5 设计要求 ..................................................................................................... 6 设计说明书的主要内容 . (6)

二：计算过程 (7)

1. 塔型选择 (7)

2. 操作条件的确定 (7)

操作压力 (7)

加热方式 (7)

热能利用 (8)

3. 物料的工艺计算 (8)

相对挥发度 (9)

可根据平衡线图（图3-1）查得塔顶、塔底温度 (9)

回流比R 的确定 (12)

物料平衡 (15)

①精馏段操作方程： (16)

1.570.9570.6110.37211

2.57 2.57

D x R y x x x R R =

+=+=+++ ................................. 16 精馏段液体的摩尔流量： 1.5745.14270.873/L RD kmol h ==⨯= ................ 16 气体的摩尔流量：()1 2.5745.142116.015/V R D kmol h =+=⨯= (16)

厦门大学课程设计-甲醇-水精馏

化工原理课程设计说明书

设计题目：甲醇—水系统甲醇回收

设计者：

专业：

学号：

指导老师：

厦门大学化学工程与生物工程系

200 年月日

厦门大学化学工程与生物工程系

化工原理课程设计任务书

设计题目：15000吨/年甲醇—水系统甲醇回收精馏塔设计

设计条件：泡点进料，塔顶压强109.5kPa，冷却水温28℃，加热蒸汽压力0.2 MPa（表压）

处理量：15000吨/年

进料浓度：19%甲醇（质量）

处理要求：塔顶浓度≥98.5% （质量）

塔底浓度≤0.2% （质量）

年工作小时：7200小时

专业：

学号：

姓名：

指导老师：

201 年月日

设计方案简介 (4)

工艺设计说明 (4)

精馏塔的设计计算 (6)

精馏塔工艺计算 (9)

精馏塔主要工艺设计 (14)

填料塔结构设计 (19)

塔附件的选型与设计 (23)

设计结果概要 (31)

塔强度设计和稳定校核 (31)

参考文献 (40)

结束语 (40)

设计方案简介

精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作，在石油化工等工业中得到广

泛应用。精馏过程在能量剂或质量剂推动下，使气液两项多次直接接触和分离，

利用液相混合物中各组分的挥发度的不同，使易挥发组分由液相向气相转移，难

挥发组分由气相向液相转移，实现原料混合液中各组分的分离。根据生产上的不

同要求，精馏操作可以是连续的或间歇的，有些特殊的物系还可采用衡沸精馏或

萃取精馏等特殊方法进行分离。本方案设计了一座填料精馏塔并采用连续精馏方

式来完成回收甲醇的任务。。

工艺设计说明

1.塔型选择

一个精馏塔的分离能力或分离出的产品纯度如何，与原料体系的性质、操作条件以及塔的性能有关。实现精馏过程的气、液传质设备，主要有两大类，板式塔和填料塔。

化工原理甲醇—水精馏塔设计

沈阳化工大学化工原理课程设计说明书

专业: 制药工程

班级：制药1102

学号：

设计时间：2014.5.20----2014.6.20

成绩：

化工原理课程设计任务书

设计题目：

分离甲醇-水混合液的填料精馏塔

二原始数据及条件

生产能力：年生产量甲醇1万吨（年开工300天）

原料：甲醇含量为30%（质量百分数，下同）的常温液体

分离要求：塔顶甲醇含量不低于95%，塔底甲醇含量不高于0.3%。

建厂地区：沈阳

三设计要求

（一）.一份精馏塔设计说明书，主要内容要求：

（1）.前言

（2）.流程确定和说明

（3）.生产条件确定和说明

（4）.精馏塔设计计算

（5）.主要附属设备及附件选型计算

（6）.设计结果列表

（7）.设计结果的自我总结与评价

（8）.注明参考和试用的设计资料

（9）.结束语

（二）．绘制一份带控制点工艺流程图。

（三）．制一份精馏塔设备条件图

四．设计日期：2013年5月20日至6月20日

前言

精馏塔分为板式塔和填料塔两大类。填料塔又分为散堆填料和规整填料两种。板式塔虽然结构较简单，适应性强，宜于放大，在空分设备中被广泛采用。但是，随着气液传热、传质技术的发展，对高效规整填料的研究，一些效率高、压降小、持液量小的规整填料的开发，在近十多年内，有逐步替代筛板塔的趋势。实际生产中，在精馏柱及精馏塔中精馏时，上述部分气化和部分冷凝是同时进行的。对理想液态混合物精馏时，最后得到的馏液(气相冷却而成)是沸点低的B物质，而残液是沸点高的A物质，精馏是多次简单蒸馏的组合。精馏塔底部是加热区，温度最高；塔顶温度最低。精馏结果，塔顶冷凝收集的是纯低沸点组分，纯高沸点组分则留在塔底。

甲醇-水分离连续精馏塔工艺流程

连续精馏塔课程设计说明书

题目名称:甲醇-水分离连续精馏塔工艺流程

系部：化学与环境工程系

专业班级：煤化11-7（民）班

学生姓名：阿布来提.吐鲁甫

学号： 2011232513

指导教师：李亮晨

完成日期:2014年6月15号至2014年7月10号

精馏是借助回流技术来实现高纯度和高回收率的分离操作，在抗生素药物生产中，需要甲醇溶媒洗涤晶体，洗涤过滤后产生废甲醇溶媒，然后对甲醇溶媒进行精馏。操作一般在塔设备中进行，塔设备分为两种，板式塔和填料塔。符合性能图，它对自行设计, 改进现有设备生产状况都较为重要。随着对填料塔的研究和开发，性能优良的填料塔必将大量用于工业生产中。

关键词：精馏，填料塔，设备设计。

1、设计任务书 (5)

2、设计的方案介绍 (5)

2.1、操作压力的确定 (5)

2.2、板式塔的分类与要求 (5)

2.3、回流比的确定 (6)

3、工艺流程图及其简单说明 (6)

3.1、精馏塔的冷凝方式和加热 (6)

3.2、工艺流程图 (7)

4、精馏塔的工艺条件 (7)

5、精馏塔物料衡算 (8)

5.1、溢流装置的设计 (8)

5.2、甲醇摩尔分率的转换 (9)

5.3、塔板版面布置............................. 错误!未定义书签。

5.4、塔板校核 (10)

6、塔板负荷性能图............................. 错误!未定义书签。

6.1、漏液线 (12)

6.2、液体流量下限线 (12)

6.3、液体流量上限线 (12)

6.4、液沫夹带 (12)

6.5、液泛线 (13)

甲醇-水溶液连续精馏塔课程设计

设计任务书

一、概述

1、精馏操作对塔设备的要求和类型 (4)

2、精馏塔的设计步骤 (5)

二、精馏塔工艺设计计算

1、设计方案的确定 (6)

2、精馏塔物料衡算 (6)

3、塔板数的确定 (7)

的求取 (7)

3.1理论板层数N

3.2实际板层数的求取 (8)

4、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算

4.1操作温度的计算 (11)

4.2平均摩尔质量的计算 (11)

4.3平均密度的计算 (12)

4.4液相平均表面张力计算 (12)

4.5液体平均粘度计算 (13)

5、精馏塔塔体工艺尺寸计算

5.1塔径的计算 (14)

5.2精馏塔有效高度的计算 (15)

6、塔板主要工艺尺寸计算

6.1溢流装置计算 (16)

6.2塔板的布置 (17)

6.3浮阀计算及排列 (17)

7、浮阀塔流体力学性能验算 (19)

8、塔附件设计 (26)

7、精馏塔结构设计 (30)

7.1设计条件 (30)

7.2壳体厚度计算…………………………………………………

7.3风载荷与风弯矩计算…………………………………………

7.4地震弯矩的计算…………………………………………………

三、总结 (27)

化工原理课程设计任务书

一、设计题目: 甲醇-水溶液连续精馏塔设计

二、设计条件:

年产量: 95%的甲醇17000吨

料液组成(质量分数): (25%甲醇，75%水)

塔顶产品组成(质量分数): (95%甲醇，5%水)

塔底釜残液甲醇含量为6%

每年实际生产时间: 300天/年,每天24小时连续工作

连续操作、中间加料、泡点回流。

操作压力：常压

塔顶压力4kPa(表压)

甲醇—水连续填料精馏塔方案及对策书

化工原理课程设计说明书

设计题目：甲醇—水连续填料精馏塔

设计者：

专业：化工工艺

学号：

指导老师：

2005年07月20日

一、前言 (3)

二、工艺流程说明 (4)

三、精馏塔的设计计算

1.由质量分率求甲醇水溶液的摩尔分率 (5)

2.全塔物料衡算 (5)

，R (5)

3.采用图解法，求解R

Min

4.填料塔压力降的计算 (6)

5.D、Z、P 计算 (7)

6.计算结果列表 (14)

四、辅助设备的选型计算

7.储槽的选型计算 (15)

8.换热器的选型计算 (16)

9.主要接管尺寸的选型计算 (19)

10.泵的选型计算 (21)

11.流量计选取 (21)

12.温度计选取 (22)

13.压力计选取 (22)

五、设备一览表 (23)

六、选用符号说明 (24)

七、参考文献 (25)

八、结束语 (25)

前言

甲醇俗称木醇，木精，是一种大宗有机化学品，它不仅容易运输和储藏，而且可以作为很多有机化学品的中间原料。由它可以加工成的有机化学品有100余种，广泛用于有机合成、染料、医药、涂料和国防等工业。随着近年来技术的发展和能源结构的改变，甲醇开辟了新的用途。甲醇是较好的人工合成蛋白质的原料，目前，世界上已经有30万吨的甲醇制蛋白质的工业装置在运行。甲醇是容易运输的清洁燃料，可以单独或与汽油混合作为汽车燃料，从而开辟了由煤转换为汽车燃料的途径。用孟山都法可以将甲醇直接合成醋酸。随着近年来碳一化学工业的发展，甲醇制乙醇、乙烯、乙二醇、甲苯、醋酸乙烯、醋酐、甲酸甲酯和氧分解性能好的甲醇树脂等产品，正在研究开发和工业化中。此外，甲醇在工业应用和实验室中是十分重要的溶剂。许多反应在甲醇作为溶剂时产率非常好。虽然有一定的毒性，但相对于其它有机溶剂来说，还是比较安全的。

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化工原理课程设计说明书

设计题目：甲醇—水连续填料精馏塔

设计者：

专业：

学号：

指导老师：

2007年7 月13日

一、设计任务书 (1)

二、设计的方案介绍 (1)

三、工艺流程图及其简单说明 (2)

四、操作条件及精熘塔工艺计算 (4)

五、精熘塔工艺条件及有关物性的计算 (14)

六、精馏塔塔体工艺尺寸计算 (19)

七、附属设备及主要附件的选型计算 (23)

八、参考文献 (26)

九、甲醇－水精熘塔设计条件图

一、设计任务书

甲醇散堆填料精馏塔设计：

1、处理量：12000 吨/年(年生产时间以7200小时计算)

2、原料液状态：常温常压

3、进料浓度：41.3%(甲醇的质量分数)

塔顶出料浓度：98.5%(甲醇的质量分数)

塔釜出料浓度：0.05%(甲醇的质量分数)

4、填料类型：DN25金属环矩鞍散堆填料

5、厂址位于沈阳地区

二、设计的方案介绍

1、进料的热状况

精馏操作中的进料方式一般有冷液加料、泡点进料、汽液混合物进料、饱和蒸汽进料和过热蒸汽加料五种。本设计采用的是泡点进料。这样不仅对塔的操作稳定较为方便，不受厦门季节温度影响，而且基于恒摩尔流假设，精馏段与提馏段上升蒸汽的摩尔流量相等，因此塔径基本相等，在制造上比较方便。

2、精熘塔的操作压力

在精馏操作中，当压力增大，混合液的相对挥发度减小，将使汽相和液相的组成越来越接近，分离越来越难；而当压力减小，混合液的相对挥发度增大，α值偏离1的程度越大，分离越容易。但是要保持精馏塔在低压下操作，这对设备的要求相当高，会使总的设备费用大幅度增加。在实际设计中，要充分考虑这两

个方面的影响，我们一般采用的是常压精馏。如果在常压下无法完成操作，可以在一定条件下进行小幅度的减压或者增压来改变混合液的相对挥发度，实现精馏分离。对于甲醇—水二元混合物系统在常压的情况下，相对挥发度的差异很大，容易分离。因此在考虑多方面因素之后，本设计采用的常压精馏，即塔顶的操作压力控制在101.325kpa 下。

由于本设计精馏塔不是很高，故可近似忽略每层塔板的压降。在实际计算当中，将全塔近似看做是在恒压下操作。

3、精馏塔加热与冷却介质的确定

在实际加热中，由于饱和水蒸气冷凝的时候传热的膜系数很高，可以通过改变蒸汽压力准确控制加热温度。水蒸气容易获取，环保清洁不产生环境污染，并且不容易使管道腐蚀，成本降低。因此，本设计是以133.3℃ 总压是300 kpa 的饱和水蒸汽作为加热介质。

冷却介质一般有水和空气。在选择冷却介质的过程中，要因地制宜充分考虑。厦门市地处亚热带，夏天室外平均气温25℃。因此，计算选用25℃ 的冷却水，选择升温10℃，即冷却水的出口温度为35℃。

4、回流比的确定

塔顶回流是保证精馏塔连续稳态操作的必要条件之一，并且回流比是影响精馏分离设备投资费用和操作费用的重要因素，也影响混合液的分离效果。适宜的回流比是操作费用和设备费用之和为最低时候的回流比。通常适宜回流比的数值范围为：min )0.2~1.1(R R =

根据经验，考虑操作费用和设备费用两方面因素，因此选用min 2R R =。

5、填料的选择

填料是填料塔的核心构件，它提供了气液两相相接触传质与传热的表面，与塔内件一起决定了填料塔的性质。填料按装填方式可分为散装填料和规整填料。

本设计选用散装填料――散装金属环距鞍填料。

环距鞍填料将环形填料和鞍形填料两者的优点集于一体，其综合性能优于鲍尔环和阶梯环，又由于本设计的物系为甲醇－水不易腐蚀，故选用金属环距鞍填料D N=25mm。

三、工艺流程图及其简单说明

1、工艺流程图(附图一)

2、工艺流程简介

来自贮槽的原料液经高压泵进入预热器预热到一定温度之后进入精馏塔，塔顶冷凝器将上升蒸汽冷凝成液体，其中一部分作为塔顶产品取出，另一部分重新引回塔顶作为回流液。最终塔顶出来的甲醇产品再经过一个冷却器冷却后进入甲醇贮槽。塔釜设有再沸器。加热的液体产生蒸汽再次回到塔底，沿塔上升，同样在每层塔板上进行汽液两相的热质交换。塔釜的另一部分釜液经冷却器后排入下水道。

加热蒸汽分为两路，分别进入预热器和再沸器作为加热介质。降温后的液体水或者是部分水蒸汽随管道排进下水道。同样，冷却水分为三路，分别进入冷凝器、甲醇产品的冷却器和塔釜的冷却器，充分换热均匀之后，全部排入下水道。

在流程设计伤，釜出液为100℃左右的高温水，热值高，将其送回热水循环管路用于高炉产蒸汽，具有节能的特点。塔顶采用分段冷凝泡点回流，也是出于节能考虑。在流量控制上采用自动控制，有利于节约劳动力，并使过程控制精确，

并可实现计算机控制，有利于连续生产。在检修方面充分考虑到泵的日常维护，因此运用双泵设计便于实际生产中的不停车检修。

3、精馏塔塔顶的冷凝方式

塔顶冷凝采用全凝器，用水冷凝。甲醇和水不反应，并且也容易被水冷凝，塔顶出来的汽相温度不高，故本设计选用全凝器。

4、塔顶的回流方式

对于小型塔采用重力回流，回流冷凝器一般安装在比精熘塔略高的地方，液体依靠自身的重力回流。但是必须保证冷凝器内有一定持液量，或加入液封装置防止塔顶汽相逃逸至冷凝器内。本设计采用重力回流，全凝器放置略高于塔顶的位置，并且设置流量计检测和保证冷凝器内的液面高度。

5、精熘塔塔釜的加热方式

加热方式分为直接蒸汽和间接蒸汽加热。间接蒸汽加热是通过再沸器使釜液部分汽化，维持原来的浓度，重新再进入塔底。使上升蒸汽与回流下来的冷液再进行热质交换。这样减少了理论板数，从而降低了成本，但是也存在着增加加热装置的缺点。综合考虑以上两方面因素，本设计选用间接蒸汽加热。

四、操作条件及精熘塔工艺计算：

1 操作条件与基础数据

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