甲醇水分离填料精馏

甲醇－-水分离填料精馏

————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:

课程设计

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设计院系:化学工程学院

学生姓名：张雪晗

学号：29

专业班级:化工１００2班

指导教师：史彬

2013 年01 月１2日

甲醇-水分离过程填料精馏塔设计

目录

前言ﻩ...．......．.．．．．．..．.....．........．..．．...．．．. (3)

１设计方案的确定．..........．．..．..........．..．.........． (3)

２精馏塔的物料衡算．....．.．.．.....．.．．..........．.．..．．.. (4)

2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分

率.....．.....．..．...．..4

2．2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质

量...．............５

２.３物料衡

算.．.......．..．....．．．．..．...．．．.．.........．..5 ３塔板数的确定.．．.．．......．..............．.．．.．.．......．..．５

3.1解析法求理论板层

数．.．．.．.．.．．.......．..．.．......． (6)

3.2全塔效率

Ｅ．......．.........．....．..．..．.．．．...．...．．7

3.3实际塔板数的求取.....................．.．．........．..9

4精馏塔的工艺条件及物性数据的计算..．.......．.....．...． (9)

４.1工艺条

件...．．..．......．.．....．..．...．....．.．.．.....．9 4．2平均摩尔质

量.......．．...．．.......．...．.........．.．..9

4．3平均密度计

算.........．....．......．.．........．....．.1０

4．4液体平均表面张力计

算．..．....．...............．．.．.．.1１

4．５液体平均粘度计

算....．....．．..．..........．.．．.．.....１2

5精馏塔的塔体工艺尺寸计算.．.．.．.........．....．.．.．. (12)

５.1塔径的计

算..．..．.......．.．．．............．.....． (12)

５.2填料层高度计

算．....．．．..．．..........．.．....．. (14)

6填料层压降计算.．..．．.．....．.....．..........．........．...１４

7附属设备及主要附件的选型计算..．..．...．．．．.．..．...．．..．.１4ﻫ7.1,塔顶出料口管径的计算..．.．....．.．...．..........．..14

7.2,回流管径的计算．........．..．.．.．.．．.．...........．.１5

7.3, 进料口的管径的计算...．．...．．..．..．.. (15)

7.４塔釜出料口的管径的计算........．....．..．．..．....．．．15

７．５筒体厚度...．..．........．.....．..．...．．...．...．. (15)

7.6 封头....．．....．.．..．.．．．．．.．..．..．...．．....．．．．．１7

7．7冷凝器．.....．.......．.．..．..．.．.．.. (17)

7．8加热器.．......．..．.．..．..．．．..．...．.．.．..．..．..．..17 8小结.．....．....．.．........．.．．......．．.．......．..． (17)

9全章主要符号说明...．....．.．..．..．．..．.......．．.．．..．..．.1９

前言

填料塔操作时，液体自塔上部进入，通过液体分布装置均匀淋洒于填料层上，继而沿填料表面缓慢下流。气体自塔下部进入，穿过栅板沿着填料间隙上升。这样,气液两相沿着塔高在填料表面与填料自由空间连续逆流接触,进行传质和传热。甲醇－水属于难分离物系，选用填料精馏塔的分离效率较高，容易满足生产要求。

１设计方案的确定

本设计任务为。分离甲醇-水混合物,对于二元混合物的分离,一般采用连续精馏流程。精馏是分离液体混合物最常用的一种操作，它通过汽、液两相的直接接触，利用组分挥发度的不同,使易挥发组分由液相向汽相传递,难挥发组分由汽相向液相传递，是汽、液两相之间的传质过程。精馏对塔设备的要求大致: 一：生产能力大:即单位塔截面可通过较大的汽、液相流率,不会产生液泛等不正常流动。二:效率高:汽、液两相在塔内流动时能保持充分的密切接触,具有较高的塔板效率或较大的传质速率。三：流动阻力小:流体通过塔设备的阻力降小,可以节省动力费用，在减压操作时易于达到要求的真空度。四:有一定的操作弹性:当汽、液相流率有一定的波动时,两相均能维持正常的流动，且不会使效率产生较大的变化。五：结构简单，造价低,安装检修方便。六:能满足物性每些工艺特性,如腐蚀性、热敏性、气泡性等特殊要求。

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。甲醇常压下的沸点为64.7℃，故可采用常压操作。用30℃的循环水进行冷凝。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－水物系分离难易程度适中,气液负荷适中。

设计中选用金属散装阶梯环Ｄ

３８填料。因废甲醇溶液中含有少量的药物

n