甲醇-水二元物料板式精馏塔设计
甲醇_水精馏塔设计报告
《化工原理课程设计》报告一、概述................................................................. - 5 -1.1 设计依据......................................................... - 5 -1.2 技术来源......................................................... - 5 -1.3设计任务及要求................................................... - 5 -二、计算过程............................................................. - 6 -2. 1 设计方案....................................................... - 6 -2.2 塔型选择......................................................... - 6 -2.3工艺流程简介..................................................... - 6 -2.4 操作条件的确定................................................... - 7 -2.41 操作压力.................................................... - 7 -2.4.2 进料状态................................................... - 7 -2.4.3 热能利用................................................... - 7 -2.5 有关的工艺计算................................................... - 7 -2.5.1精馏塔的物料衡算............................... 错误!未定义书签。
甲醇水溶液板式精馏塔课程设计
原料温度： 20℃ 处理量： 5 万吨/年
原料组成： 甲醇的质量分数 WF=0.55 产品要求： 塔顶甲醇的质量分数 WD=0.97，塔底甲醇的质量分数 WW=0.02 生产时间： 300 天/年 冷却水进口温度：25℃
-9-
加热剂： 单板压降:
0.3MPa 饱和水蒸汽 ≤0.7kPa
生产方式：连续操作，泡点回流 五、 设计说明书内容(指设计说明书正文中包括的主要设计内容，根据目录列出大标 题即可) 6． 设计方案的确定 7． 带控制点的工艺流程图的确定 8． 操作条件的选择（包括操作压强、进料状态、加热剂、冷却剂、回流比） 9． 塔的工艺计算 (1) 全塔物料衡算 (2) 最佳回流比的确定 (3) 理论板及实际板的确定 (4) 塔径的计算 (5) 降液管及溢流堰尺寸的确定 (6) 浮阀数及排列方式（筛板孔径及排列方式）的确定 (7) 塔板流动性能的校核（液沫夹带校核，塔板阻力校核，降液管液泛校核，液体 在降液管内停留时间校核，严重漏液校核） (8) 塔板负荷性能图的绘制 (9) 塔板设计结果汇总表 10． 辅助设备工艺计算
化工与制药学院
课程设计说明书
课题名称 甲醇-水溶液板式精馏塔课程设计 专业班级 精细化工 01 学生学号 1206210306 1206210301 1206210322 学生姓名 学生成绩 指导教师 课题工作时间 杜 治 平 2014.12.22—2015.1. 郝张升 陈林周 王曙光
课程设计任务书
专业 化学工程与工艺 年 班级 月 12 精化 01 学生姓名
发题时间：
日化工原理课程设计任务书
一．设计题目：5 万吨/年甲醇-水溶液精馏塔设计 二．设计条件： 原料： 甲醇、 水
原料温度： 20℃ 处理量： 5 万吨/年
化工原理课程设计甲醇------水二元物料板式精溜塔
化工原理教研室化工原理课程设计设计题目：甲醇------水二元物料板式精溜塔设计者姓名：指导教师：系别：化学工程系专业：化学工程与工艺班级：学号：说明书共27 页图纸共张设计时间年月至年月完成时间2007 年01月02 日于课程设计任务书1, 设计题目: 甲醇------水二元物料板式精溜塔2, 设计条件:(1), 加料组成:(2), 进料组成: ;(3), 溜出液组成:(4), 釜液组成:(5), 加料状态: .q=1（6）, 塔顶压力: p=100kpa（7），单板压降≦0.7kPa3, 设计要求:(1), 精溜塔工艺设计计算;(2), 精溜工艺过程流程图;(3), 精溜塔设备结构图;(5), 设计说明书.目录1.前言 (7)2.精馏塔工艺设计计算 (8)2.1 设计方案的确定 (8)2.2 精馏塔物料衡算 (8)2.3 塔板数的确定 (8)2.4 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (10)2.4.1 平均摩尔质量计算 (10)2.4.2 平均密度计算 (11)2.4.3 液相平均表面张力计算 (12)2.4.4 液体平均粘度计算 (12)3.板式塔主要工艺尺寸的设计计算 (13)3.1 塔径的计算 (13)3.2 精馏塔有效高度的计算 (14)3.3 塔板主要工艺尺寸的计算 (14)3.3.1溢流装置计算 (14)3.3.2 塔板布置 (15)3.3.3 浮阀计算及其排列 (16)3.3.4 浮阀塔的流体力学性能验算 (17)3.3.5塔板的负荷性能图 (19)3.3.6小结 (22)4.塔的附属设备的计算 (23)4.1热量衡算 (23)4-2塔顶冷凝器的设计计算 (24)4-2-1初选换热器 (24)4-2-2传热系数的校核 (27)5.1计算机程序 (30)摘要及关键词Abstract and Keywords摘要化工生产中所处理的原料中间产品几乎都是由若干组分组成的混合物，其中大部分是均相混合物。
甲醇—水分离板式精馏塔设计
目录设计任务书 (3)1概述 (4)1.1 设计方案的选择 (4)1.2 设计流程说明 (5)2塔的工艺计算 (6)2.1 物性参数 (6)2.2 回收塔的物料衡算 (7)2.2.1 原料液及塔顶和塔底产品的组成 (7)2.2.2 物料衡算 (7)2.3 物料的进料热状况 (7)2.4 理论板层数的求取 (9)2.4.1 求操作线方程 (9)2.4.2 求相对挥发度 (9)2.4.3 逐板法求理论板层数 (9)2.5 实际板层数的求取 (11)2.5.1 塔板效率的估算 (11)2.5.2 实际塔板数的计算 (12)3主要设备工艺尺寸设计 (12)3.1 各设计参数 (12)3.1.1 操作压力的计算 (12)3.1.2 操作温度的计算 (12)3.1.3 平均摩尔质量计算 (12)3.1.4 气相平均密度计算 (13)3.1.5 液相平均密度计算 (13)3.1.6 液相平均表面张力计算 (14)3.1.7 液体平均黏度 (14)3.2 塔体工艺尺寸计算 (14)3.2.1 塔径的计算 (14)3.2.2 塔有效高度的计算 (16)3.3 塔板主要工艺尺寸的计算 (16)3.3.1 溢流装置的计算 (16)3.3.2 塔板布置 (17)3.4 塔板的流体力学验算 (18)3.4.1 塔板压降 (18)3.4.2 液面落差 (19)3.4.3 液沫夹带 (19)3.4.4 漏液 (19)3.4.5 液泛 (20)3.5 塔板负荷性能图 (20)3.5.1 漏液线 (20)3.5.2 液沫夹带线 (21)3.5.3 液相负荷下限线 (21)3.5.4 液相负荷上限线 (22)3.5.5 液泛线 (22)3.6 接管尺寸的确定 (23)3.6.1 蒸汽管 (24)3.6.2 进料管 (24)3.6.3 塔底出料管 (24)4辅助设备选型与计算 (25)4.1 原料储罐与产品储罐 (25)5设计结果汇总 (26)6设计评述（结论） (27)主要符号说明（附录） (28)参考文献 (30)致谢 (30)附图 (30)设计任务书一、设计题目：甲醇—水分离板式精馏塔设计二、设计任务及操作条件1、设计任务：生产能力（进料量）36000 吨／年操作周期7200 小时／年进料组成10％（质量分率，下同）塔顶产品组成≥43％塔底产品组成≤0.8%2、操作条件操作压力塔顶为常压进料热状态自选加热蒸汽：低压蒸汽3、设备型式筛板、浮阀塔板4、厂址安徽地区三、设计内容：1、设计方案的选择及流程说明2、塔的工艺计算3、主要设备工艺尺寸设计（1）塔径、塔高及塔板结构尺寸的确定（2）塔板的流体力学校核（3）塔板的负荷性能图（4）总塔高、总压降及接管尺寸的确定4、辅助设备选型与计算5、设计结果汇总6、设计评述7、工艺流程图及精馏塔工艺条件图1概述甲醇是最简单的饱和醇，也是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料，它广泛用于有机合成、医药、农药、涂料、染料、汽车和国防等工业中。
甲醇-水二元物料板式精馏塔设计
吉林化工学院化工原理课程设计题目甲醇－水二元物料板式精馏塔设计教学院化学与制药工程学院专业班级制药0601学生姓名学生学号指导教师2008 年 12 月 20 日化工原理设计任务书设计题目：甲醇－水二元物料板式精馏塔 设计条件：常压： 1p atm =处理量： 70Kmol h进料组成： 0.55F X =馏出液组成：0.965D X =釜液组成： 0.025W X = （以上均为摩尔分率） 塔顶全凝器 泡点回流回流比： min (1.1 2.0)R R =- 加料状态： 1.0q =单板压降： 0.7a kp ≤设计任务：完成该精馏塔的工艺设计（包括物料衡算、热量衡算、筛板塔的设计算）。
画出带控制点的工艺流程图、塔板负荷性能图、精馏塔工艺条件图。
写出该精馏塔的设计说明书，包括设计结果汇总和设计评价。
目录化工原理课程设计任务书 (Ⅱ)摘要 (Ⅴ)绪论 (1)第一章设计方案简介 (1)1.2设计思路 (1)1.3选塔依据 (2)第二章设计计算 (3)2.1塔的物料衡算 (3)2.2适宜回流比的确定 (3)2.3操作线方程的确定： (3)2.4理论板数的确定 (5)2.5平均分子量的计算 (5)2.6全塔效率E T (5)2.7实际塔板数 (8)第三章板式塔主要工艺尺寸的设计计算 (5)3.1塔的工艺条件及物性的数据计算 (6)3.1.1 操作压强的计算 (6)3.1.2 温度的计算 (6)3.1.3 塔内各段汽、液两相组分的平均分子量 (6)3.1.4精馏段及提馏段的密度 (7)3.1.5 液体表面张力的计算 (7)3.1.6 各段汽液负荷计算 (8)3.2塔和塔板的主要工艺尺寸的计算 (9)3.2.1 塔径D的计算 (9)3.2.2 精馏塔有效高度计算 (9)3.2.3溢流装置的计算 (9)3.2.4塔板布置 (10)3.2.5筛孔计算及其排列 (10)3.2.6板式塔结构 (10)3.3筛板的流体力学验算 (10)3.3.1 气体通过筛板压降相当的液柱高度 (11)的验算 (11)3.3.2 液夹带量eV3.3.3 漏液的验算 (11)3.3.4 液泛的验算 (11)3.4塔板负荷性能图 (12)3.4.1 雾沫夹带线. (12)3.4.2 液泛线 (12)3.4.3 液相负荷上限线 (13)3.4.4漏液线（气相负荷下限线） (13)3.4.5 液相负荷下相线 (13)3.4.6塔板负荷性能图 (14)3.5设计计算结果汇总一览表 (16)3.6热量衡算 (14)3.6.1塔顶热负荷 (15)3.6.2塔底热负荷 (15)设计评述 (17)结束语 (17)参考文献 (18)主要符号说明 (18)附录 (19)摘要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。
甲醇-水精馏塔的工艺设计
摘要本设计是以甲醇――水物系为设计物系，以浮阀塔为精馏设备分离甲醇和水。
浮阀塔是化工生产中主要的气液传质设备，此设计针对二元物系甲醇－－水的精馏问题进行分析，选取，计算，核算，绘图等，是较完整的精馏设计过程。
通过逐板计算得出理论板数为7块，回流比为1.12,算出塔效率为0.47，实际板数为13块，进料位置为第6块，在板式塔主要工艺尺寸的设计计算中得出塔径为0.6米，有效塔高4.8米。
通过浮阀塔的流体力学验算，证明各指标数据均符合标准。
本次设计过程正常，操作合适。
关键词：甲醇；水；二元精馏；浮阀连续精馏精馏塔IAbstractBoth in model predictive control and system identification an optimization problem has to be solved. In model predictive control an optimal input signal over a certain future horizon is calculated on-line, while in system identification an optimal model is required. In both optimization problems it is important to choose the degrees of freedom wisely. The choice of the degrees of freedom is denoted with parametrization, i.e. input parametrization in predictive control and model parametrization in identification.For quadratic cost functions, which are common in both areas, and a linear parametrization the optimization problems are convex: a quadratic programming problem for predictive control and a linear least squares problem for identification. There is a wide variety of linear parametrizations that can be utilized. In this thesis it is investigate to what extend flexibility in the linear parametrization can contribute to the improvement of model predictive control and system identification techniques.Keywords: motor; adaptive control; direct torque controlII目录摘要 (I)Abstract ......................................................................................................................... I I 第1章前言 .. (1)1.1精馏原理及其在化工生产上的应用 (1)1.2精馏塔对塔设备的要求 (1)1.3常用板式塔类型及本设计的选型 (2)1.4本设计所选塔的特性 (2)第2章流程的确定和说明 (4)2.1设计思路 (4)第3章精馏塔的工艺计算 (5)3.1物料衡算 (5)3.1.1原料液及塔顶，塔底产品的摩尔分率 (5)3.1.2 原料液和塔顶及塔底产品的平均摩尔质量 (5)3.1.3 物料衡算 (5)3.1.4 进料，塔顶和塔釜温度及气相组成 (6)3.2回流比的确定 (6)3.2.1平均相对挥发度的计算 (6)3.2.2最小回流比的计算和适宜回流比的确定 (7)3.3板数的确定 (7)3.3.1精馏段与提馏段操作线方程 (7)3.3.2图解法确定理论板数及进料位置 (7)3.3.3全塔效率 (8)3.4精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (9)3.4.1操作温度的计算 (9)3.4.2操作压强 (9)3.4.3塔内各段气液两相的平均分子量 (9)3.4.4精馏塔各组分的密度 (10)III3.4.5液体表面张力的计算 (11)3.4.6气液负荷计算 (11)3.5精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (12)3.5.1塔径的计算 (12)3.5.2精馏塔有效高度的计算 (12)3.5.3溢流装置计算 (12)3.6筛板的流体力学验算 (13)3.6.1塔板压降 (13)3.6.2液沫夹带 (14)3.6.3漏液 (15)3.6.4液泛 (16)3.7塔板负荷性能图 (17)3.7.1过量液沫夹带线关系式 (17)3.7.2液相下限线关系式 (18)3.7.3严重漏液线关系式 (18)3.7.4液相上限线关系式 (18)3.7.5降液管液泛线关系式 (19)3.8主要计算计算结果列表 (21)第4章结论 (25)参考文献 (26)主要符号说明 (27)附录 (30)致谢 (32)IV第1章前言1.1精馏原理及其在化工生产上的应用实际生产中，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。
【精品完整版】甲醇-水分离板式精馏塔毕业设计
毕业设计（论文）说明书题目：甲醇水废液处理工艺及设备设计（50t/d）系名化工系专业过程装备与控制工程学号6011208009学生姓名刘博宇指导教师景园琳2015年5 月20 日摘要甲醇是一种重要的化工产品，用途广泛。
但在甲醇的生产或使用过程中，由精馏塔底部排除的蒸馏残液仍含有一定比例的甲醇。
甲醇废水会对环境造成严重污染，所以甲醇废水不能直接排放，需要处理后，方能排放。
本设计是以甲醇—水为分离物系，设计一套板式精馏塔装置。
主要进行了以下工作：1、对主要生产工艺流程进行了选择和确定。
2、对生产的主要设备—板式塔进行了设计计算,其中包括：（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）板式塔塔板的设计计算。
3、绘制了生产工艺流程图和精馏塔设计条件图。
根据某厂的排污情况（污水含甲醇60% 、水40%，排污量50t/d），设计一套精馏设备分离污水中的甲醇，设计结果最终能够达到甲醇≤0.1%的排污要求。
本设计简明、合理，能满足生产工艺的需要，有一定应用价值。
关键字：甲醇—水；分离过程；精馏塔ABSTRACTMethanol is a kind of important chemical products, widely used. But in the process of the production or use of methanol, from the bottom of the column of distillation residue shall still contain a certain proportion of methanol. Methanol wastewater can cause serious pollution to the environment, so the methanol wastewater can't direct emissions, to deal with, can discharge. This design is based on methanol - water separation system, design a set of plate column device. Mainly for the following work: 1, the main production process for the selection and determine. 2, to the production of plate column has carried on the design and calculation, which is the main equipment including: (1) the material balance of rectification tower; (2) to determine the plate number of; (3) the technological conditions of rectification tower and calculation of data related to physical properties; (4) the tower body process dimension calculation of rectification tower; (5) the calculation in the design of tray column plate. 3, map production process flow diagram and rectification tower design conditions. According to a certain factory blowdown circumstance (emissions of sewage containing methanol 60%, water 40%, 50 t/d), and design a set of distillation separation of methanol in sewage equipment, design result eventually be able to meet the requirements of methanol 0.1% or less pollution. This design simple, reasonable, which can meet the need of production process, have certain application value.Key words:methyl -alcohol；separating process；fractionating tower design目录第一章绪论................................... - 1 - 1.1 甲醇的简介.................................... - 1 - 1.2 甲醇精馏工艺国内外发展状况.................... - 1 - 1.3 设计开展的目的和意义.......................... - 2 - 1.4 设计的原则.................................... - 3 -第二章设计方案的确定......................... - 1 - 2.1 设计任务...................................... - 1 - 2.2 操作条件...................................... - 1 - 2.3 工艺流程...................................... - 2 -第三章精馏塔的工艺计算....................... - 4 - 3.1 ................................ - 4 - 3.2 理论塔板数的计算.............................. - 4 - 3.3 实际板数的确定................................ - 7 -第四章塔体基本尺寸的设计.................... - 10 - 4.1 设计参数..................................... - 10 - 4.2 塔径与板间距................................. - 13 - 4.3 精馏塔有效高度............................... - 15 -第五章塔板结构的设计........................ - 16 - 5.1 溢流装置的确定............................... - 16 - 5.2 安定区与边缘区的确定......................... - 18 - 5.3 塔板布置及阀孔排列........................... - 19 -第六章塔板性能校核.......................... - 22 - 6.1 塔板的流体力学验算........................... - 22 - 6.2 气液负荷性能计算............................. - 24 -第七章辅助设备的计算及选型.................. - 26 - 7.1 塔顶全凝器的工艺计算......................... - 26 - 7.2 再沸器的工艺计算............................. - 27 - 7.3 管径的设计计算............................... - 36 - 7.4 塔体零部件设计............................... - 38 -参考文献...................................... - 40 - 外文资料............................................。
化工原理甲醇—水精馏塔设计说明
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学生姓名：黄奎兴学号：11220223指导老师：王国胜设计时间：2014.5.20----2014620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)•设计结果列表专业•专注(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、八、,刖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o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。
精馏塔的优点：归纳起来，规整填料塔与板式塔相比，有以下优点：1）压降非常小。
气相在填料中的液相膜表面进行对流传热、传质，不存在塔板上清液层及筛孔的阻力。
在正常情况下，规整填料的阻力只有相应筛板塔阻力的1/5 〜1/6 ; 2）热、质交换充分，分离效率高，使产品的提取率提高；3）操作弹性大，不产生液泛或漏液，所以负荷调节范围大，适应性强。
甲醇-水精馏塔的设计
2.1全塔物料衡算
总物料衡算 F=D+W
400.167=D+W
(1)
甲醇物料衡算 F =D +W
(2)
联立以上两式解得 D=129.568kmol/h
W=270.599kmol/h
2.2求最小回流比及操作回流比
汽液混合物进料：q= 2/3
由，再根据表1[1]数据可得到不同温度下的挥发度，见表2
表1
温度/ ℃
6.4 雾沫夹带验算 23 7. 操作性能负荷图 23
7.1 雾沫夹带上限线 23 7.2 液泛线 24 7.3 液体负荷上限线 24 7.4 漏液线 24 7.5 液相负荷下限线 24 7.6 操作性能负荷图 25 8. 各接管尺寸的确定 27 8.1 进料管 27 8.2 釜残液出料管 27 8.3 回流液管 28 8.4 塔顶上升蒸汽管 28 8.5 水蒸汽进口管 28 1.1设计依据
2) 进料热状态 q=2/3 3) 回流比 最小回流比的1.3倍 4) 塔底加热蒸气压力 0.3MPa（表压） 5) 单板压力降 ≤0.7kPa。 塔板类型：浮阀塔（F1型）。 工作日：每年工作日为300天，每天24小时连续运行。 二、设计方案简介 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 用连续精馏流程。设计中采用汽液混合物进料，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。 三、计算过程
本设计依据于教科书的设计实例，对所提出的题目进行分析并做出 理论计算。 1.2设计任务及要求 原料： 甲醇~水溶液，年产量65000吨
甲醇含量：46％；水含量：54％（质量分数） 设计要求：塔顶的甲醇溶媒含水量小于等于0.3％（质量分数）
甲醇水二元混合物连续筛板精馏装置的设计
浙江工业大化工原理课程设计说明书题目：甲醇一水二元混合物连续筛板精馏装置的设计学院: 生环学院专业：环境科学年级：2006 级设计人：指导人：日期：目录一、概述 (4)1．设计原始条件 (4)2．板式塔类型 (4)3．工艺流程选定 (4)二、精馏塔的物料衡算. (5)三、经济费用估算. (6)1 •最小回流比Rmin （图解法） (6)2．精馏塔气液相负荷 (7)3．精馏、提镏段操作方程 (7)4．理论塔板数N (7)5．总板效率Et 和实际版数Nt (7)6．塔径估算 (8)7．年总费用估算 (10)四、精馏塔塔体工艺尺寸计算. (12)五、塔板主要工艺尺寸及流体力学性能计算. ...........1. ..................................................................................................................... 塔径初选 . (13)2．塔径初步核算 (14)3．堰及降液管设计 (15)4. 孔布置 (15)5．漏液计算并验证其稳定性 (16)6．塔板压降hp (16)7. 校该液泛情况 (17)8．雾沫夹带量..............................9．计算结果整理............................六、塔板相关物性数据的计算. ...................七、描绘负荷性能图. .........................八、附属设备的设计. (21)1 塔高计算...............................2．泵的设计和选型...........................3 •原料预热器 (24)4. 冷却器选用 (25)5．塔底再沸器选用 (25)6．冷凝器选用 (25)7．接管尺寸设计 (26)参考文献 ...................学习总结. (28)精馏段：L R D 1.19 25 29.7(kmol/h)提镏段：L L qF 30.75 78.02107.72(kmol / h)3. 精馏、提镏段操作方程：精馏段操作方程为： 提镏段操作方程为： 精馏线与提镏线相交于点d 0.315,0.6204. 理论塔板数N采用逐板计算法，运用拟合的相平衡方程和精馏段、提镏段操 作线方程，交替计算。
分离甲醇、水混合物的板式精馏塔设计
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徐然学号20103281专业班级化学工程与工艺10-2班指导教师姚运金杨则恒2013年7月26日合肥工业大学课程设计任务书目录摘要: (1)关键词: (1)1 引言 (3)2 正文 (6)2.1 物性参数 (6)2.2 最小回流比min R 和操作回流比R (8)2.2.1 物料衡算 (8)2.2.2相对挥发度的确定 (9)2.2.3 Rmin 和R 的确定 (9)2.3 塔板数和塔效率的计算 (11)2.3.1精馏段和提馏段气液流量的确定 (11)2.3.2精馏段及提馏段操作线方程的确定 (11)2.3.3理论板数及全塔效率的确定 (12)2.3.4实际塔板数 N (15)2.4结构设计 (15)2.4.1 塔的工艺条件及物性数据计算 (15)2.4.1.1操作压强m p (15)2.4.1.2温度m t (16)2.4.1.3平均摩尔质量m M (16)2.4.1.4 平均密度m ρ (17)2.4.1.5 液体表面张力m σ (18)2.4.1.6 液体粘度Lm μ (18)2.4.1.7 气液负荷计算 (19)2.4.2 塔和塔板主要工艺尺寸计算 (19)2.4.2.1 塔径 (19)2.4.2.2 溢流装置 (21)2.4.2.3塔板布置 (24)2.4.2.4筛板孔数n 与开孔率ϕ (24)2.4.2.5塔的有效高度Z (25)2.4.2.6 塔实际高度的计算 (25)2.4.3 筛板的流体力学验算 (25)2.4.3.1气体通过筛板压降 (25)2.4.3.2雾沫夹带量e的验算 (27)V2.4.3.3漏液验算 (27)2.4.3.4 泛液验算 (27)2.4.4 塔板负荷性能图 (28)2.4.4.1精馏段 (28)2.4.4.2提馏段 (31)2.4.5 附属设备设计及接管尺寸 (33)2.4.5.1冷凝器的选择 (33)2.4.5.2再沸器的选择 (34)2.4.5.3换热器的选择 (35)2.4.5.4 离心泵的选择 (40)2.4.5.6接管尺寸 (41)2.4.5.7法兰、封头、裙座等 (43)2.5强度设计 (45)2.5.1 质量载荷计算 (45)2.5.2 风载荷 (46)2.5.3 风弯矩 (47)2.5.4 地震载荷的计算 (47)2.5.4.1塔的自震周期 (47)2.5.4.2 地震载荷计算 (48)2.5.5 塔体稳定性校核 (48)2.5.6 裙座的强度及稳定性校核 (49)2.5.6.1 裙座底部0-0截面的强度计稳定性校核 (50)2.5.6.2焊缝强度 (50)2.5.7裙座基础环的设计 (50)2.5.8地脚螺栓的计算 (51)2.6 设计小结 (52)3 课程设计心得 (54)[ 参考文献 ] (55)摘要:现要求设计一筛板式精馏塔，年产量9.5万吨的甲醇-水的分离系统，其中料液的甲醇质量分数70%，设计要求馏出液中甲醇的质量分数不少于99.9%，残液中甲醇质量分数小于0.5%。
甲醇—水填料精馏塔设计示例-范本模板
甲醇—水分离装置的工艺设计摘要甲醇是一种重要的化工原料，其用途广泛，是基础的有机化工原料和优质燃料。
主要应用于精细化工,塑料等领域，用来制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫酸二甲脂等多种有机产品,也是农药、医药的重要原料之一。
甲醇易于吸收水蒸汽、二氧化碳和某些其它物质，因此只有用特殊的方法才能制得完全无水的甲醇.精馏是应用最广的传质分离操作,板式塔是目前最主要的精馏塔塔型，对它的研究一直长盛不衰.筛板塔和浮阀塔成功地取代泡罩塔是效益巨大的成果。
板式塔的设计已达到较高水平，设计结果比较可靠。
马伦戈尼效应造成的界面湍动现象和汽液两相间的不同接触工况的研究，使认识得到了深化,对传质效率的研究有所促进。
具有各种特点的新型塔板开发研究不断取得成果.对于塔板上汽液两相流动和混合状况、雾沫夹带及它们对效率的影响研究不断深入，但离得到一个通用而可靠的效率估算模型尚有较大距离，特别是多元系统的效率.进一步深入进行塔中汽液两相流动状况的研究,对于预测压降、传质效率和塔板的可操作区域，对于认识至今了解甚少的降液管中状况都十分有意义。
关键词：甲醇；精馏；板式塔目录摘要 (1)目录 (2)前言 (3)第一章文献综述 (5)1。
1甲醇 (5)1。
1.1甲醇的性质 (5)1。
1。
2甲醇的用途 (5)1.1.3甲醇工业 (5)1。
1。
4甲醇的下游产品 (6)1.2精馏原理 (7)1.3板式塔 (8)1。
3。
1 板式塔分类 (8)1.3.2 板式塔的结构 (8)1.3.3 板式塔的特点 (10)1。
3.4 板式塔的作用 (10)第二章设计部分 (12)2.1设计任务 (12)2.2 设计方案的确定 (12)2.3 设计计算 (12)2。
3.1 精馏塔的物料衡算 (12)2.3。
2 精馏塔塔板数的确定 (13)2。
3。
3 精馏塔的工艺条件及物性数据的计算 (14)2。
3.4 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (17)2。
3。
5 塔板主要工艺尺寸的计算 (18)2。
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吉林化工学院化工原理课程设计题目甲醇－水二元物料板式精馏塔设计教学院化学和制药工程学院专业班级制药0601 学生姓名学生学号06210134指导教师2008 年12 月20 日化工原理设计任务书设计题目：甲醇－水二元物料板式精馏塔设计条件：常压： p 1atm处理量： 70Kmol h进料组成： X F 0.55馏出液组成： X D 0.965釜液组成： X W 0.025 （以上均为摩尔分率）塔顶全凝器泡点回流回流比： R （1.1 2.0） R min加料状态： q 1.0单板压降：0.7kp a设计任务：完成该精馏塔的工艺设计（包括物料衡算、热量衡算、筛板塔的设计算）画出带控制点的工艺流程图、塔板负荷性能图、精馏塔工艺条件图。
写出该精馏塔的设计说明书，包括设计结果汇总和设计评价。
目录化工原理课程设计任务书 (Ⅱ)摘要 (Ⅴ)绪论 (1)第一章设计方案简介 (1)1.2设计思路 (1)1.3选塔依据 (2)第二章设计计算 (3)2.1塔的物料衡算 (3)2.2适宜回流比的确定 (3)2.3操作线方程的确定： (3)2.4理论板数的确定 (5)2.5平均分子量的计算 (5)2.6全塔效率ET (5)2.7实际塔板数 (8)第三章板式塔主要工艺尺寸的设计计算 (5)3.1塔的工艺条件及物性的数据计算 (6)3.1.1操作压强的计算 (6)3.1.2温度的计算 (6)3.1.3塔内各段汽、液两相组分的平均分子量 (6)3.1.4精馏段及提馏段的密度 (7)3.1.5液体表面张力的计算 (7)3.1.6各段汽液负荷计算 (8)3.2塔和塔板的主要工艺尺寸的计算 (9)3.2.1塔径D的计算 (9)3.2.2精馏塔有效高度计算 (9)3.2.3溢流装置的计算 (9)3.2.4塔板布置 (10)3.2.5筛孔计算及其排列 (10)3.2.6板式塔结构 (10)3.3筛板的流体力学验算 (10)3.3.1气体通过筛板压降相当的液柱高度 (11)3.3.2液夹带量e V 的验算 (11)3.3.3漏液的验算 (11)3.3.4液泛的验算 (11)3.4塔板负荷性能图 (12)3.4.1雾沫夹带线. (12)3.4.2液泛线 (12)3.4.3液相负荷上限线 (13)3.4.4漏液线（气相负荷下限线） (13)3.4.5液相负荷下相线 (13)3.4.6塔板负荷性能图 (14)3.5设计计算结果汇总一览表 (16)3.6热量衡算 (14)3.6.1塔顶热负荷 (15)3.6.2塔底热负荷 (15)设计评述 (17)结束语 (17)参考文献 (18)主要符号说明 (18)附录 (19)摘要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，下段含进料板为提馏段，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。
在精馏段,气相在上升的过程中，气相轻组分不断得到精制，在气相中不断地增浓，在塔顶获轻组分产品。
在提馏段，其液相在下降的过程中，其轻组分不断地提馏出来，使重组分在液相中不断地被浓缩，在塔底获得重组分的产品，精馏过程和其他蒸馏过程最大的区别，是在塔两端同时提供纯度较高的液相和气相回流，为精馏过程提供了传质的必要条件。
提供高纯度的回流，使在相同理论板的条件下，为精馏实现高纯度的分离时，始终能保证一定的传质推动力。
所以，只要理论板足够多，回流足够大时，在塔顶可能得到高纯度的轻组分产品，而在塔底获得高纯度的重组分产品。
通过对精馏塔的运算，主要设备的工艺设计计算——物料衡算、热量衡算、工艺参数的选定、设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算，可以得出精馏塔的各种设计如塔的工艺流程、生产操作条件及物性参数是合理的，以保证精馏过程的顺利进行并使效率尽可能的提高。
本设计是以甲醇――水物系为设计物系，以浮阀塔为精馏设备分离甲醇和水。
浮阀塔是化工生产中主要的气液传质设备，此设计针对二元物系甲醇－－水的精馏问题进行分析，选取，计算，核算，绘图等，是较完整的精馏设计过程。
通过逐板计算得出理论板数为10 块，回流比为1.31, 算出塔效率为0.446 ，实际板数为18块，进料位置为第5 块，在板式塔主要工艺尺寸的设计计算中得出塔径为1 米，有效塔高7.2 米。
通过浮阀塔的流体力学验算，证明各指标数据均符合标准。
在此次设计中，对塔进行了物料衡算，本次设计过程正常，操作合适。
第一章 设计方案介绍、设计方案本设计任务为分离甲醇和水的混合物。
对于二元混合物的分离， 应采用连续精馏流程， 因为其具有生产能力大，产品质量稳定等优点。
甲醇－水混合液以汽液混合物状态 （q=1） 送入精馏塔，塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝，一部分入塔回流，其余经塔顶产品冷却器冷 却后，送至储罐 ,塔釜采用间接蒸汽再沸器供热 , 塔底产品冷却后 , 送入储罐 （附简单流程 图）。
该物系属易分离物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的 2 倍。
塔釜 采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。
筛板塔是现今使用最广泛的一种塔型，设计比较成熟，具体优点如下： （1）结构简单、金属耗量少、造价低廉 . （2）气体压降小、板上液面落差也较小 .（3）塔板效率较高 . 改进的大孔筛板能提高气速和生产能力，且不易堵塞塞孔、设计思路选塔依据塔工艺条件及物性计算塔负荷性能图 全塔热量衡算第二章 精馏塔工艺设计计算一、物料衡算1、原料液及塔顶，塔底产品的摩尔质量甲醇的摩尔质量： M A 32 kg /kmol 水的摩尔质量： M B =18 kg/ kmol M F 0.55 32 (1 0.55) 18 25.7kg / kmol M D 0.965 32 (1 0.965) 18 31.51kg / kmol M W 0.025 32 (1 0.025) 18 18.35kg / kmol 2、物料衡算总物料衡算： F D W即 D W 70 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯( 1 ) 易挥发组分物料衡算： DxD Wxw FxF即 D 0.965 W 0.025 70 0.55 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯( 2 ) 由（1） 和（2） 解得 D=39.10 kmol/h W=30.90 kmol/h二、 板数的确定 1、操作回流比的求取可采用图解法求回流比 （因 q=1）, 采用逐板法求理论板数。
由表 2--1 甲醇-水物系的气液平衡数据 ,绘出 x-y 图，如图 2-1。
采用图解法求最小回流比，在图 2-1 中的对角线上，自点 e （0.55 ， 0.55 ）作垂直线 ef 即为进料线（ q 线），该线和平衡线的交点坐标为： y q =0.801 ， x q =0.55。
x D y q 0.965 0.801Rmin= D q= =0.653 y q x q 0.801 0.55R=2Rmin=2 0.653 =1.31图 2-12、精馏塔气液相负荷L RD 1.31 39.10 51.22kmol/h 精馏段： V (R 1)D (1.31 1) 39.1 90.32kmol/h提馏段：L L F 51.22 70 122.22kmol/h V V 90.32kmol/h 3、操作线方程的确定y A / yB提馏段操作线方程： LW y n 1 x n x W =1.342x n 0.008 精馏段操作线方程：L yn 1 xn n 1Vn相对挥发度的计算及相平衡方程：故最小回流比为：取操作回流比为： D0.567x n 0.433Vn挥发度 5.18 4.49 5.11 4.03 3.5 3.08 2.59 2.58 1.64 表 2-2 不同温度下的相对挥发度数值11 2 18 19194.84相平衡方程： xn y n y n 1 y n 4.84 3.84 y n 5、精馏塔理论塔板数及理论加料位置采用相平衡方程和操作线方程式利用逐板计算法（利用 Excel 电子表格）求得各理论板 气液相组成（见表 2-3 ）：表 2-3 各理论板气液相组成 x 3 =0.4929 0.55 x q x 7 0.007302 0.015 x w总理论板数 : N T =8块（包括再沸器 ） 进料位置： N F 3块 6、全塔效率的计算表 甲醇和水的安托因（ ）常数2 块板数，理论提馏段为 5 块板数，不防设精馏段实际板数为 5 块板 12 块板数。
t D （试差法） ∵0 1574.99∵ log p A7.19736 A76.25 238.86 0 1657.46log p B 7.07406B76.25 227.02因为理论精馏段板数为 数，提馏段实际板数为 （1）计算塔顶泡点温度 p D 101.3kp a 假设 t D =65.2 ℃： ∵ log pAt C1574.99 p A 07.19736A65.2 238.860 1657.46p B 0 7.07406B65.2 227.02解得 p A 0 104.11kp a p B 0 25.24kp a∵pD 0 pB0 101.3 25.240.964 0.965p A 0 p B 0 104.11 25.242）计算进料泡点温度 t F （试差法） p 101.3 5 0.7 104.8kp ∴ log log∴t D =65.2 ℃假设成立解得 p A 0 158.17kp a p B 040.62kp a3）计算塔底泡点温度 t W （试差法）p W 101.3 18 0.7 113.9kp a 假设 t W 101.42 ℃：0 1657.46 log p B 7.07406101.42 227.02解得 p A 0 370.55kp a p B 0106.56kp a（4） 液体黏度的计算 由《化工原理》 （上）查得 90%甲醇黏度和 40%甲醇黏度 ,并通过内差法计算出甲醇黏 度计算结果如表 。
表 2-5 不同温度下的液体黏度∵ LD x D CH 3OH (1 x D ) H 2O 0.965 0.573 (1 0.965) 0.455 0.569mp a .sLF x F CH 3OH (1 x F ) H 2O 0.4331 0.459 (1 0.4331) 0.39 0.42mp a .s LW x W CH 3OH (1 x W ) H 2O 0.007302 0.262 (1 0.007302) 0.262 0.275mp a .s ∴ Lm ( LD LF LW ) 3 (0.569 0.42 0.275) 3 0.421mp a .s (5) 全塔效率的计算E T 0.49( L ) 0.245 0.49(4.84 0.421) 0.245 0.412 ∴精馏段实际板数 N T 2 2 4.85 5TE T 0.421提馏段实际板数 N T 5 512.14 13TE T 0.421 和假设的精馏段实际板数为 5块板数，提馏段实际板数为 13 块板数相符。