甲醇乙醇分离过程精馏塔设计.doc

课程设计阐明书
（浮阀塔设计）
专 业：
班 级：
姓 名：
指引教师：

目录
一、设计方案与工艺流程图 4
二、基本数据 4
1、进料流量及构成 4
2、进料流量 5
三、物料横算 5
四、拟定操作条件 5
1拟定操作压力 5
2拟定操作温度 5
五、拟定q及最小回流比 6
六、理论板数与实际板数及适当回流比 8
七、拟定冷凝器与再沸器热负荷 9
冷凝器 9
再沸器 13
八、塔径计算及板间距拟定 14
1汽、液相流率 14
2将以上求得流率换成体积流率 15
3塔径计算 16
九、堰及降液管设计 17
1取堰长 17
2取堰宽及降液管面积 17
3、停留时间 17
4、堰高 18
5、降液管底端与塔板之间距离 18
6、塔板布置及浮阀数目与排列 18
十、塔板流体力学验算 20
精馏段 20
提馏段 22
23
精馏段 23
精馏段 25
十二、重要接管尺寸选用 28
1、进料管 28
2、回流管 28
3、釜液出口管 29
4、塔顶蒸汽管 29
5、加热蒸汽管 29
化工原理课程设计任务书
姓名： 专业： 班级：
一、设计题目：浮阀塔设计
二、设计任务：甲醇-乙醇分离过程精馏塔设计
三、设计条件：

解决量
项目


进料构成
甲醇
乙醇
（质量分数）/%


分离规定
塔顶乙醇含量（摩尔分数）
塔底乙醇含量（摩尔分数）
年开工时间
7200h
完毕日期
4月10日
进料状态
冷夜进料
四、设计内容和规定：
序号
设计内容
规定
1
工艺计算
物料衡算，热量衡算，回流比，理论塔板数等
2
构造设计
塔高，塔经，溢流装置及塔板布置，接口管尺寸等
3
流体力学验算
塔板负荷性能图
4
冷凝器传热面积和冷却介质用量计算
5
再沸器传热面积和加热介质用量计算
6
计算机辅助计算
将数据输入计算机，绘制负荷性能图
7
编写设计阐明书
目录，设计任务书，设计计算及成果，流程图，参照资料等

一、设计方案与工艺流程图
1、设计方案
本次课程设计任务是设计乙醇精馏塔，塔型为浮阀塔，进料为两组分进料（甲醇、乙醇）。由于甲醇为轻组分乙醇为重组分，甲醇由塔顶蒸出，而乙醇则存在于塔底产品中。因而，可用一种塔进行精馏分离。
由于要分离混合物各组分在常压下是液相，无法分离，因而必要在常压下进行蒸馏分离。同步在塔顶设立冷凝器，在塔底设立再沸器，由于塔顶不需汽相出料，故采用全凝器。
2、工艺流程图
　　　　　　　　
原料
再沸器
再沸器
捕集器
冷凝器
采出
接受收
冷凝器
捕集器
二、基本数据
1、进料流量及构成
（1）将进料构成由质量分数转化为摩尔分数
2、进料流量平均分子质量:
、
物料构成 W=34000000/(×300×24)=.
(1)原料热力学状态
进料温度：20℃
(2)冷却介质及温度，加热介质及温度
冷却介质为水，加热介质为水蒸气
三、物料横算
其中： xW=
则qnF=.
四、拟定操作条件
1拟定操作压力：P
28Kpa
2拟定操作温度：
由t-X-Y图知：，：
五、拟定q及最小回流比
已知进料温度为20℃，由t-x-℃，℃（取进料温度和泡点温度平均值）状况下相应甲醇乙醇比热容分别为：
查得此时甲醇乙醇汽化潜热分别为

则
因此q线方程为

如图所示操作线图：
由q线方程与操作线方程可知其交点为
六、理论板数与实际板数及适当回流比