化工原理课程设计任务书-甲醇_水连续填料精馏塔.docx

编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径学海无涯苦作舟页码：化工原理课程设计说明书设计题目：正丁醇—水连续填料精馏塔设计者：康俊清岳庆法张锟专业：化工制药指导老师：2007年7月13日目录设计任务书………………………………………1二、设计的方案介绍………………………………….1三、工艺流程图及其简单说明……………………….2四反渗透膜的、操作条件及精馏塔工艺计算…………………….4五、精馏塔工艺条件及有关物性的计算…………....14六、精馏塔塔体工艺尺寸计算………………………19七、附属设备及主要附件的选型计算………………..23八、参考文献………………………………………....26九、甲醇－水精馏塔设计条件图一、设计任务书正丁醇填料精馏塔设计：1、处理量：1.25吨/2h2、原料液状态：常温常压3、进料浓度：80%(正丁醇的质量分数)塔顶出料浓度：7.70%(正丁醇的质量分数)塔釜出料浓度：98.5%(正丁醇的质量分数)4、填料类型：CY700金属丝网波纹填料二、设计的方案介绍1、进料的热状况精馏操作中的进料方式一般有冷液加料、泡点进料、汽液混合物进料、饱和蒸汽进料和过热蒸汽加料五种。本设计采用的是泡点进料。这样不仅对塔的操作稳定较为方便不受季节温度影响而且基于恒摩尔流假设精馏段与提馏段上升蒸汽的摩尔流量相等因此塔径基本相等在制造上比较方便。2、精馏塔的操作压力在精馏操作中当压力增大混合液的相对挥发度减小将使汽相和液相的组成越来越接近分离越来越难；而当压力减小混合液的相对挥发度增大α值偏离1的程度越大分离越容易。但是要保持精馏塔在低压下操作这对设备的要求相当高会使总的设备费用大幅度增加。在实际设计中要充分考虑这两个方面的影响我们一般采用的是常压精馏。如果在常压下无法完成操作可以在一定条件下进行小幅度的减压或者增压来改变混合液的相对挥发度实现精馏分离。因此在考虑多方面因素之后本设计采用的常压精馏即塔顶的操作压力控制在101.325kpa下。由于本设计精馏塔不是很高故可近似忽略每层塔板的压降。在实际计算当中将全塔近似看做是在恒压下操作。3、精馏塔加热与冷却介质的确定本设计是使用0.4M（表压强）的饱和水蒸汽作为加热介质。冷却介质用的是循环水4、回流比的确定塔顶回流是保证精馏塔连续稳态操作的必要条件之一并且回流比是影响精馏分离设备投资费用和操作费用的重要因素也影响混合液的分离效果。适宜的回流比是操作费用和设备费用之和为最低时候的回流比。通常适宜回流比的数值范围为：根据经验考虑操作费用和设备费用两方面因素因此选用。5、填料的选择填料是填料塔的核心构件它提供了气液两相相接触传质与传热的表面与塔内件一起决定了填料塔的性质。本设计选用CY700金属丝网波纹填料。三、工艺流程图及其简单说明1、工艺流程图(附图一)2、工艺流程简介来自贮槽的原料液经高压泵进入预热器预热到一定温度之后进入精馏塔塔顶冷凝器将上升蒸汽冷凝成液体其中一部分作为塔顶产品取出另一部分重新引回塔顶作为回流液。最终塔顶出来的甲醇产品再经过一个冷却器冷却后进入甲醇贮槽。塔釜设有再沸器。加热的液体产生蒸汽再次回到塔底沿塔上升同样在每层塔板上进行汽液两相的热质交换。塔釜的另一部分釜液经冷却器后排入下水道。加热蒸汽分为两路分别进入预热器和再沸器作为加热介质。降温后的液体水或者是部分水蒸汽随管道排进下水道。同样冷却水分为三路分别进入冷凝器、甲醇产品的冷却器和塔釜的冷却器充分换热均匀之后全部排入下水道。在流程设计伤釜出液为100℃左右的高温水热值高将其送回热水循环管路用于高炉产蒸汽具有节能的特点。塔顶采用分段冷凝泡点回流也是出于节能考虑。在流量控制上采用自动控制有利于节约劳动力并使过程控制精确并可实现计算机控制有利于连续生产。在检修方面充分考虑到泵的日常维护因此运用双泵设计便于实际生产中的不停车检修。3、精馏塔塔顶的冷凝方式塔顶冷凝采用全凝器用水冷凝。甲醇和水不反应并且也容易被水冷凝塔顶出来的汽相温度不高故本设计选用全凝器。4、塔顶的回流方式对于小型塔采用重力回流回流冷凝器一般安装在比精馏塔略高的地方液体依靠自身的重力回流。但是必须保证冷凝器内有一定持液量或加入液封装置防止塔顶汽相逃逸至冷凝器内。本设计采用重力回流全凝器放置略高于塔顶的位置并且设置流量计检测和保证冷凝器内的液面高度。5、精馏塔塔釜的加热方式加热方式分为直接蒸汽和间接蒸汽加热。间接蒸汽加热是通过再沸