分離甲醇與水二元物系浮閥板精餾塔的設(shè)計論文_(設(shè)計)定稿-文庫吧
2025-04-22 16:34 本頁面
【正文】 ....................... 13 參考文獻(xiàn) .......................................................................................................................... 13 設(shè)計總結(jié)與致謝 ............................................................................................................ 15 周口師范學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 1 分離甲醇與水二元物系浮閥板精餾塔的設(shè)計 摘 要 ： 甲醇是結(jié)構(gòu)最為簡單的飽和一元醇，也是重要的工業(yè)原料，廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)、生活等領(lǐng)域。本論文的主要任務(wù)是 確定精餾塔的主要尺寸及附屬的再沸器、冷凝器的尺寸設(shè)計，完成對甲醇 水精餾工藝流程和主要設(shè)備的選型和設(shè)計，根據(jù)設(shè)計任務(wù)，確定操作條件。設(shè)計的任務(wù)是分離甲醇與水二元物系，處理量為 4000 千克每小時，進(jìn)料甲 醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ，塔頂產(chǎn)品甲醇含量 ，塔底甲醇含量 。根據(jù)分離要求，設(shè)計塔設(shè)備的尺寸，即需要 27 塊塔板，塔徑 ，塔高 。 關(guān)鍵詞 ： 甲醇與水；精餾塔；浮閥式；工藝計算 The Design of Floating Valve Tower Separation of Methanol And Water System Abstract : Methanol is a monohydric alcohols and it possess the most simple structure, it also an important industrial raw material, and it widely used in production, life and other fields. Determine the main size, process design, selection of equipment such as reboiler and condenser. Ultimately, we should acplish the design and equipment selection of methanol and water process. According to the design task to determine the operating conditions. The task of this design is separate methanol and water , our processing capacity is 4000kg per hour, and the methanol mass fraction in the feed solution is , after the separation, we require in the distillate fraction of methanol is , the residue in the night is . According to the above requirements, after calculation, we can get the size of the tower , that is we need 27 tower plates, the diameter of the column is , and the tower height is . Key Words : Methanol – water。 Distillation column。 Float valve type。 Process calculation 引 言 周口師范學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 2 本次設(shè)計針對的是甲醇與苯二元物系，其中，甲醇在 工業(yè)，醫(yī)藥，民用等方面都有很廣泛的應(yīng)用。同時對甲醇有不同的濃度要求，有時濃度要求高，甚至是無水甲醇，但因甲醇的揮發(fā)性很大，所以獲得高濃度的甲醇很是困難 [1]。因此，要想獲得高濃度的甲醇溶液，需要把低濃度的甲醇溶液經(jīng)連續(xù)精餾濃縮到高濃度。又因為甲醇和水的揮發(fā)度相差不大，精餾的多次分離過程，也就是同時進(jìn)行多次部分汽化部分冷凝的過程，這樣就能得到較高濃度的分離。在實際的化工廠中的精餾操作是在一系列直立的圓柱形精餾塔內(nèi)進(jìn)行的，塔內(nèi)的組成是若干的塔板輔以一定高度 的填料。整個精餾過程的實現(xiàn)，除了主體設(shè)備精餾塔外，還必須有設(shè)備使塔底有上升的蒸汽并使塔頂有下降的液體，這樣就需要塔底再沸器和塔頂冷凝器，有時還要配原料液預(yù)熱器，回流液泵等附屬設(shè)備，才能實現(xiàn)整個操作。 塔設(shè)備主要分為連續(xù)接觸式和間接接觸式，前者的代表是填料塔，而后者的代表是板式塔，其中板式塔又分為篩板塔、泡罩塔和浮閥塔 [2]。其中浮閥塔的優(yōu)點主要有： ，因為浮閥片可以自由升降來適應(yīng)氣量的變化，因此在正常操作內(nèi)允許的負(fù)荷性能范圍大于篩板塔和泡罩塔。 ，塔板上浮閥排列比較緊湊，故其開孔的面 積大于泡罩塔板，生產(chǎn)能力比泡罩塔板多出 20%~30%左右，與篩板塔差不多。 ，因氣液流過浮閥塔板時阻力較小，使氣體壓降及液面落差比泡罩塔小。 ，由于上升氣體從水平方向吹入液層，故氣液接觸時間較長，而霧沫夾帶量小，塔板效率高。 ，浮閥塔的造價是同等生產(chǎn)能力的泡罩塔的 50%～ 80%，但是比篩板塔高 一些 [4]。浮閥塔的不足之處：因為浮閥塔需要較高的抗腐蝕性，多數(shù)采用不銹鋼材料制成，故其成本會較高，致使其廣泛推廣受到限制。近幾十年來，人們對浮閥塔的研究越來越深入 ，生產(chǎn)經(jīng)驗越來越豐富，積累的設(shè)計數(shù)據(jù)比較完整，因此設(shè)計浮閥塔比較合適。本次設(shè)計就是針對甲醇 — 水二元體系，而進(jìn)行的常壓浮閥精餾塔的設(shè)及其其附屬設(shè)備的選擇。 1 總體方案確定 操作壓力 精餾可以在常壓、減壓或加壓下進(jìn)行，這個設(shè)計所選擇的壓力類型主要考慮待處理物料的性質(zhì)、技術(shù)上的可行性和經(jīng)濟(jì)上的最優(yōu)性來決定 [5]。 一般來說常壓精餾最簡單實用且經(jīng)濟(jì)性好，對設(shè)備要求低，因此當(dāng)待處理物周口師范學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 3 料沒有特殊要求時，可以選擇在常壓下進(jìn)行。加壓適用于沸點低，在常壓下為氣態(tài)的物料，相同情況下提高壓力可以提高塔的處理能力，但 是提高了壓力就需要對設(shè)備有更高的要求 [6]。對于高沸點和熱敏性的物料用減壓精餾， 降低操作壓力，組分的相對揮發(fā)度增加，這樣有利于分離。減壓操作降低了平衡溫度，這樣可以使用較低位的加熱劑。但是降低壓力也導(dǎo)致了塔直徑的增加和塔頂冷凝溫度的降低，而且必須使用抽真空設(shè)備，增加了相應(yīng)的設(shè)備和操作費用 [7]。本次設(shè)計需要分離的是甲醇 水的溶液，該溶液不是熱敏性物料，沸點也不高，故不需要在減壓下操作，且該物料在常壓是液體，則也不需要在加壓下進(jìn)行，這樣我們就選取技術(shù)上、物料的性質(zhì)和經(jīng)濟(jì)上都統(tǒng)籌到的常壓下精餾 [8]。 進(jìn)料狀況 進(jìn)料狀態(tài)有多種，像過熱蒸汽進(jìn)料、飽和蒸汽進(jìn)料、汽液混合進(jìn)料、泡點進(jìn)料和冷液進(jìn)料。一般的進(jìn)料方式是將料液預(yù)熱到泡點或接近泡點溫度后送入，這樣進(jìn)料溫度就不會受
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