沈阳化工大学课程设计.docx

沈阳化工大学化工原理课程设计化工原理课程设计任务书专业：化学工程与工艺班级：设计人：一、设计题目分离甲醇-水混合液（混合气）的填料精馏塔二、设计数据及条件生产能力：年处理甲醇-水混合液（混合气）：16万吨（开工率300天/年）；原料：甲醇含量为14%（质量百分率下同）的常温液体（气体）；分离要求：塔顶甲醇含量不低于（不高于）92%；塔底甲醇含量不高于（不低于）3%。建厂地址：沈阳三、设计要求（一）编制一份设计说明书主要内容包括：1、前言；2、流程的确定和说明（附流程简图）；3、生产条件的确定和说明；4、精馏（吸收）塔的设计计算；5、附属设备的选型和计算；6、设计结果列表；7、设计结果的讨论与说明；8、注明参考和使用的设计资料；9、结束语。（二）绘制一个带控制点的工艺流程图（2#图）（三）绘制精馏（吸收）塔的工艺条件图四、设计日期：2012年05月20日至2012年06月12日沈阳化工大学化工原理课程设计目录化工原理课程设计任务书1目录2前言4第一章流程确定和说明51.1加料方式的确定51.2进料状况的确定51.3冷凝方式的确定51.4回流方式的确定51.5加热方式的确定61.6加热器的确定6第二章精馏塔设计计算72.1操作条件与基础数据72.1.1操作压力72.1.2气液平衡关系与平衡数据72.2精馏塔工艺计算82.2.1物料衡算82.2.2热量衡算112.2.3理论塔板数计算152.3精馏塔主要尺寸的设计计算162.3.1精馏塔设计主要依据和条件162.3.2塔径设计计算232.3.3填料层高度的设计计算25第三章附属设备及主要附件的选型计算283.1冷凝器283.2加热器293.3塔内其他构件293.3.1接管管径的选择293.3.2除沫器323.3.3液体分布器323.3.4液体再分布器343.3.5填料及支撑板的选择353.3.6塔釜设计353.3.7塔的顶部空间高度363.4精馏塔高度计算36第四章设计结果自我总结和评价374.1精馏塔主要工艺尺寸与主要设计参数汇总374.2自我评价和总结374.21满足工艺和操作的要求374.2.2满足经济上的要求384.2.3保证生产安全384.3总结38附录39一、符号说明39二、参考文献41前言在化学工业和石油工业中广泛应用的诸如吸收、解吸、精馏、萃取等单元操作中气液传质设备必不可少。塔设备就是使气液成两相通过精密接触达到相际传质和传热目的的气液传质设备之一。填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备。填料塔的塔身是一直立式圆筒底部装有填料支承板填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安装填料压板以防被上升气流吹动。液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上并沿填料表面流下。气体从塔底送入经气体分布装置（小直径塔一般不设气体分布装置）分布后与液体呈逆流连续通过填料层的空隙在填料表面上气液两相密切接触进行传质。填料塔属于连续接触式气液传质设备两相组成沿塔高连续变化在正常操作状态下气相为连续相液相为分散相。当液体沿填料层向下流动时有逐渐向塔壁集中的趋势使得塔壁附近的液流量逐渐增大这种现象称为壁流。壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均从而使传质效率下降。因此当填料层较高时需要进行分段中间设置再分布装置。液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器两部分上层填料流下的液体经液体收集器收集后送到液体再分布器经重新分布后喷淋到下层填料上。填料塔具有生产能力大分离效率高压降小持液量小操作弹性大等优点。填料塔也有一些不足之处如填料造价高；当液体负荷较小时不能有效地润湿填料表面使传质效率降低；不能直接用于有悬浮物或容易聚合的物料；对侧线进料和出料等复杂精馏不太适合等。但近年来又倾向于认为在一定塔径范围内采用新型高效填料（如鲍尔环或鞍型填料）可以得到很好的经济效果。总之根据不同的具体情况（特别是在小直径塔或压降有一定限制或有腐蚀情况时）填料塔还是具有很多适用的。本次课程设计就是针对甲醇-水体系而进行的常压二元填料精馏塔的设计及相关设备选型。由于此次设计时间紧张本人水平有限难免有遗漏谬误之处恳请老师指出以便修正。第一章流程确定和说明选择精馏设备首先应从经济考虑在充分考虑整个系统热能的利用降低操作费用。另外还应考虑到它对操作稳定性的影响塔的操作如不稳定就不能保证产品质量的均匀具体情况如下：1.1加料方式的确定加料方式有两种：高位槽加料和泵直接加料。采用高位槽加料通过控制液位高度可以得到稳定的流量和流速通过重力加料可以