甲醇-水精馏浮阀塔的设计

化工原理课程设计

甲醇—水连续精馏浮阀塔设计

学生姓名 XXX 学号 XXXXXXXXXXXXX 指导教师 XXXXXXXXXX 院、系、中心 化学化工学院

专业年级 09化学工程与工艺

上交日期 2009 年 9 月 19 日

前 言

化学工业中塔设备是化工单元操作中重要的设备之一，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、增湿、减湿等单元操作中，精馏操作是最基本的单元操作之一，它是根据混合液中各组分的挥发能力的差异进行分离的。

塔设备一般分为级间接触式和连续接触式两大类。前者的代表是板式塔，后者的代表则为填料塔。一般，与填料塔相比，板式塔具有效率高、处理量大、重量轻及便于检修等特点，但其结构较复杂，阻力降较大。在各种塔型中，当前应用最广泛的是筛板塔和浮阀塔。 浮阀塔的特点：

1．生产能力大，由于塔板上浮阀安排比较紧凑，其开孔面积大于泡罩塔板，生产能力比泡罩塔板大 20%～40%，与筛板塔接近。

2．操作弹性大，由于阀片可以自由升降以适应气量的变化，因此维持正常操作而允许的负荷波动范围比筛板塔，泡罩塔都大。

3．塔板效率高，由于上升气体从水平方向吹入液层，故气液接触时间较长，而雾沫夹带量小，塔板效率高。

4．气体压降及液面落差小，因气液流过浮阀塔板时阻力较小，使气体压降及液面落差比泡罩塔小。

5．塔的造价较低，浮阀塔的造价是同等生产能力的泡罩塔的 50%～80%，但是比筛板塔高 20%～30。

但是，浮阀塔的抗腐蚀性较高（防止浮阀锈死在塔板上），所以一般采用不锈钢作成，致使浮阀造价昂贵，推广受到一定限制。随着科学技术的不断发展，各种新型填料，高效率塔板的不断被研制出来，浮阀塔的推广并不是越来越广。

近几十年来，人们对浮阀塔的研究越来越深入，生产经验越来越丰富，积累的设计数据比较完整，因此设计浮阀塔比较合适。

本次设计就是针对甲醇——水体系，而进行的常压浮阀精馏塔的设计及其辅助设备的选型。

2012年9月1日

课程设计任务书

1 工艺条件:

生产能力：20000吨/年（料液） 年工作日：300天

原料组成：30%甲醇，70%水（质量分率，下同） 产品组成：馏出液 95%甲醇，釜液1.5%甲醇 操作压力：塔顶压强为常压 进料温度：泡点 进料状况：泡点

加热方式：直接蒸汽加热

2 基本要求和内容:

(1) 确定精馏装置流程，绘出流程示意图。 (2) 工艺参数的确定

(3) 主要设备的工艺尺寸计算 (4) 流体力学计算

(5) 主要附属设备设计计算及选型

目 录

第一章 总体操作方案的确定

◆1.1操作压强的选择…………………………………………5 ◆1.2物料的进料热状态………………………………………5 ◆1.3回流比的确定……………………………………………5 ◆1.4塔釜的加热方式…………………………………………6 ◆1.5回流的方式方法…………………………………………6

第二章 精馏塔塔板数的确定

◆2.1物料衡算…………………………………………………7 ◆2.2最小回流比及实际回流比的确定………………………7 ◆2.3理论塔板数的确定………………………………………9 ◆2.4实际塔板数的确定………………………………………10

第三章 塔体主要设备工艺尺寸的确定

◆3.1 各设计参数………………………………………………12 ◆3.2 板间距、塔高、塔径的计算……………………………15 ◆3.3 溢流装置的设计…………………………………………17 ◆3.4 塔板布置…………………………………………………18

第四章 流体力学计算

◆4.1塔板流体力学验算………………………………………21 ◆4.2塔板负荷性能图和操作弹性……………………………23 ◆4.3 浮阀塔板工艺设计计算结果……………………………26

第五章 主要附属设备设计计算及选型

◆5.1塔顶全凝器设计计算……………………………………28 5.1.1热负荷……………………………………………………28 5.1.2载热体用量………………………………………………30 5.1.3冷凝器选型………………………………………………30 ◆5.2料液泵设计计算…………………………………………30

第六章 塔附件的设计

◆6.1接管工艺尺寸的确定……………………………………32 ◆6.2 塔体附件工艺尺寸的确定………………………………32 ◆6.3 塔体总高度的确定………………………………………33

第七章 流程图及精馏塔装配图…………………………35 总结及参考文献……………………………......................37

第一章 总体操作方案的确定

1.1 操作压强的选择

精馏可以常压，加压或减压条件下进行。确定操作压力时主要是根据处理物料的性质，技术上的可行性和经济上的合理性来考虑的。

对于沸点低，常压下为气态的物料必须在加压条件下进行操作。在相同条件下适当提高操作压力可以提高塔的处理能力，但是增加了塔压，也提高了再沸器的温度，并且相对挥发度液会下降。对于热敏性和高沸点 …… 此处隐藏：6158字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……