最新分离甲醇、水混合物的板式精馏塔设计化工原理课程设计

分离甲醇、水混合物的板式精馏塔设计化工原理课程设计

课程设计

设计题目分离甲醇、水混合物的板式精馏塔设

计

学生姓名

学号

专业班级化工工艺10-04 指导教师

2013年7月25日

合肥工业大学课程设计任务书

目录

甲醇—水浮阀塔精馏工艺 0

摘要： 0

第一章 绪论 (2)

1.1精馏原理及其在化工生产上的应用 (2)

1.2精馏塔对塔设备的要求 (2)

1.3塔板的类型与选择 (2)

1.4塔设备的选择因素 (3)

第二章 流程的确定和说明 (4)

2.1设计思路 (4)

2.2设计流程 (4)

2.3工艺流程图 (5)

第三章 塔的工艺设计 (6)

3.1工艺计算 (6)

3.1.1料液及塔顶，塔底产品含甲醇摩尔分数 (6)

3.1.2 物系说明 (7)

3.1.3 回流比、塔板数及进料板 (8)

3.1.4 各物理性质的计算 (19)

3.1.5全塔效率及实际塔板数 (21)

3.2塔和塔板主要工艺尺寸计算 (22)

3.2.1塔径 (22)

3.3塔板布置和其余结构尺寸的选取 (24)

3.3.1 溢流装置的确定 (24)

3.3.2 弓形降液管的宽度d W 与降液管的面积f A (26)

3.3.3降液管底隙高度 (27)

3.3.4 安定区与边缘区的确定 (27)

3.3.5 鼓泡区间阀孔数的确定以及排列 (28)

3.4塔板流体力学计算 (30)

3.4.1 气相通过浮阀塔板的压降 (30)

3.4.2 淹塔 (32)

3.4.3 雾沫夹带 (32)

3.5 塔板负荷性能图 (35)

3.5.1雾沫夹带线 (35)

3.5.2液泛线 (36)

3.5.3 漏液线 (38)

3.5.4液相负荷下限 (38)

3.5.5液相负荷上限 (38)

3.6塔板布置与附属设备的计算 (39)

3.6.1进料管 (39)

3.6.2回流管 (40)

3.6.3塔釜出料管 (40)

3.6.4再沸器蒸汽进口管 (40)

3.6.5塔釜蒸汽进气管 (41)

3.6.6简体与封头 (41)

3.6.7除沫器 (42)

3.6.8裙座 (42)

3.6.9吊柱 (42)

3.6.10法兰 (43)

3.7塔总体高度的设计 (43)

3.7.1塔总高（不包括群座） (43)

3.7.2有效高度 (44)

3.8附属设备的设计 (44)

3.8.1 塔顶全凝器的计算及选型 (44)

3.8.2塔底再沸器面积的计算及选型 (48)

3.8.3预热器模拟 (49)

3.8.4离心泵的选择 (51)

3.9机械设备设计 (54)

3.9.1质量载荷 (54)

3.9.2风载荷和风弯矩 (55)

3.9.3塔体的强度及轴向应力计算 (56)

a.塔底危险截面（1-1）的各项轴向应力计算 (56)

b,塔底1-1截面抗压强度及轴向稳定性验算 (56)

3.9.4裙座的强度及稳定性的验算 (56)

3.9.5水压试验时塔的强度和稳定性验算 (57)

1)水压试验时塔体1-1截面的强度条件 (57)

3.9.6裙座基础环设计 (57)

3.9.7地脚螺栓强度设计 (58)

3.10 Aspen全流程模拟 (58)

3.10.1流程绘制 (58)

3.10.2参数设置 (59)

3.10.3模拟结果查 (60)

第四章总结 (63)

4.1 心得体会 (63)

通过这次课程设计使我充分理解到化工原理课程的重要性和实用性，更特别是对精馏原理及其操作各方面的了解和设计，对实际单元操作设计中所涉及的个方面要注意问题都有所了解。通过这次对精馏塔的设计，不仅让我将所学的知识应用到实际中，而且对知识也是一种巩固和提升充实。在老师和同学的帮助下，及时的按要求完成了设计任务，通过这次课程设计，使我获得了很多重要的知识，同时也提高了自己的实际动手和知识的灵活运用能力。 (63)

4.2主要符号说明 (64)

4.3参考文献 (66)

甲醇—水浮阀塔精馏工艺

摘要：

本设计是将甲醇-水混合物采用精馏的方法分离进行提纯或回收有用组分。本设计是以浮阀塔为精馏设备分离甲醇—水混合溶液。首先确定了总体的设计方案和工艺流程图，之后利用Aspen 求出回流比 1.29和理论塔板数26块，模拟预热器，泵，确定蒸汽的参量。然后对塔和塔板的工艺尺寸进行计算,确定了塔高为39.57m，塔径 2.2m。对塔的流体力学进行验证后，符合筛板塔的操作性能。经过对塔设备的强度计算，壁厚5mm，满足设计要求。并进行了塔设备图及车间布置图的绘制。

关键词:

甲醇，精馏、浮阀塔、aspen模拟、核算

Abstract:

This design aims to methanol-water mixture used to carry on the purification method distillation separation or recycled useful components. This

design uses a tower for the distillation equipment to separate methanol-

water mixture. First make sure the overall design and process flow diagram,

using Aspen work out after the reflux ratio of 1.29 and theoretical tower

plate number 26 pieces, and then the tower and the tower of the plate size calculation process, determine the high tower for 39.57 m, 2.2m diameter

tower. To verify the tower of fluid mechanics, accord with screen panel of the

tower of operation performance. After the tower equipment strength calculation,

wall thickness 5 mm, meet the design requirements. And the tower equipment diagram and the drawing of workshop layout.

Keywords:

M ethanol, Distillation, Distillation Tray, Aspen imitate, Check computation