【正文】 課 程 設(shè) 計(jì)設(shè)計(jì)題目分離甲醇、水混合物的板式精餾塔設(shè)計(jì)學(xué)生姓名學(xué) 號專業(yè)班級化工工藝1004指導(dǎo)教師 2013年7月25日合肥工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目分離甲醇、水混合物的板式精餾塔設(shè)計(jì)成績課程設(shè)計(jì)主要內(nèi)容設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)一座分離甲醇、水混合物的連續(xù)操作常壓精餾塔1. 生產(chǎn)能力：100000噸精甲醇/年；原料組成：甲醇70wt%，水 30 wt %；產(chǎn)品組成：甲醇≥wt %；廢水組成：水≥ wt %；2. 。操作條件：（1） 泡點(diǎn)進(jìn)料，回流比需優(yōu)化。（2） 全塔壓降：；（3） 塔釜加熱蒸汽壓力：（表壓），（絕壓）。（4） 塔頂全凝器冷卻水進(jìn)口溫度20℃。（5） 常壓操作。年工作日300~320天，每天工作24小時。（6） 設(shè)備形式（篩板塔、浮閥塔、泡罩塔等）自選。（7） 安裝地點(diǎn)：安慶任務(wù)來源：中國石油化工股份有限公司安慶分公司設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：工藝流程的確定，工藝流程采用計(jì)算機(jī)Aspen軟件模擬設(shè)計(jì)，塔和塔板的工藝尺寸計(jì)算，塔板的流體力學(xué)驗(yàn)算及負(fù)荷性能圖，輔助設(shè)備的計(jì)算與選型，主體設(shè)備的機(jī)械設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)結(jié)果：1. 設(shè)計(jì)說明書一份。2. 主體設(shè)備總裝圖一張（1圖紙），帶控制點(diǎn)工藝流程圖（3圖紙）一張。指導(dǎo)教師評語建議：從學(xué)生的工作態(tài)度、工作量、設(shè)計(jì)（論文）的創(chuàng)造性、學(xué)術(shù)性、實(shí)用性及書面表達(dá)能力等方面給出評價。簽名： 2013年 月 日目錄中文摘要 1英文摘要 1第一章 緒論 3 3 3 3 4第二章 流程的確定和說明 5 5 5 5第三章 塔的工藝設(shè)計(jì) 7 7，塔底產(chǎn)品含甲醇摩爾分?jǐn)?shù) 7 物系說明 7 回流比、塔板數(shù)及進(jìn)料板 9 各物理性質(zhì)的計(jì)算 20 23 23 23 26 溢流裝置的確定 26 弓形降液管的寬度與降液管的面積 27 28 安定區(qū)與邊緣區(qū)的確定 29 鼓泡區(qū)間閥孔數(shù)的確定以及排列 30 32 氣相通過浮閥塔板的壓降 32 淹塔 33 霧沫夾帶 34 塔板負(fù)荷性能圖 36 36 37 漏液線 39 39 39 40 40 41 41 41 42 42 43 43 43 44 44（不包括群座） 44 45 45 塔頂全凝器的計(jì)算及選型 45 50 50 53 56 56 57 57 58 58 58 59 Aspen全流程模擬 60 60 61 62第四章 總結(jié) 64 心得體會 64 65 67 甲醇—水浮閥塔精餾工藝摘要： 本設(shè)計(jì)是將甲醇水混合物采用精餾的方法分離進(jìn)行提純或回收有用組 分。本設(shè)計(jì)是以浮閥塔為精餾設(shè)備分離甲醇—水混合溶液。首先確定了總 體的設(shè)計(jì)方案和工藝流程圖，之后利用Aspen 板數(shù)26塊，模擬預(yù)熱器，泵，確定蒸汽的參量。然后對塔和塔板的工藝 尺寸進(jìn)行計(jì)算,。對塔的流體力學(xué)進(jìn)行驗(yàn) 證后，符合篩板塔的操作性能。經(jīng)過對塔設(shè)備的強(qiáng)度計(jì)算，壁厚 5mm，滿足設(shè)計(jì)要求。并進(jìn)行了塔設(shè)備圖及車間布置圖的繪制。關(guān)鍵詞: 甲醇，精餾、浮閥塔、aspen模擬、核算Abstract: This design aims to methanolwater mixture used to carry on the purification method distillation separation or recycled useful ponents. This design uses a tower for the distillation equipment to separate methanolwater mixture. First make sure the overall design and process flow diagram, using Aspen work out after the reflux ratio of and theoretical tower plate number 26 pieces, and then the tower and the tower of the plate size calculation process, determine the high tower for m, diameter tower. To verify the tower of fluid mechanics, accord with screen panel of the tower of operation performance. After the tower equipment strength calculation, wall thickness 5 mm, meet the design requirements. And the tower equipment diagram and the drawing of workshop layout.Keywords: Methanol, Distillation, Distillation Tray, Aspen imitate, Check putation 甲醇——水篩板塔精餾工藝設(shè)計(jì)第1章 緒論生產(chǎn)中，在精餾柱及精餾塔中精餾時，上述部分氣化和部分冷凝是同時進(jìn)行的。對理想液態(tài)混合物精餾時，最后得到的餾液(氣相冷卻而成)是沸點(diǎn)低的B物質(zhì)，而殘液是沸點(diǎn)高的A物質(zhì)，精餾是多次簡單蒸餾的組合。精餾塔底部是加熱區(qū)，溫度最高；塔頂溫度最低。精餾結(jié)果，塔頂冷凝收集的是純低沸點(diǎn)組分，純高沸點(diǎn)組分則留在塔底。 設(shè)備所用的設(shè)備及其相互聯(lián)系，總稱為精餾裝置，其核心為精餾塔。常用的精餾塔有板式塔和填料塔兩類，通稱塔設(shè)備，和其他傳質(zhì)過程一樣，精餾塔對塔設(shè)備的要求大致如下： 一：生產(chǎn)能力大：即單位塔截面大的氣液相流率，不會產(chǎn)生液泛等不正常流動。 二：效率高：氣液兩相在塔內(nèi)保持充分的密切接觸，具有較高的塔板效率或傳質(zhì)效率。 三：流體阻力小：流體通過塔設(shè)備時阻力降小，可以節(jié)省動力費(fèi)用，在減壓操作是時，易于達(dá)到所要求的真空度。 四：有一定的操作彈性：當(dāng)氣液相流率有一定波動時，兩相均能維持正常的流動，而且不會使效率發(fā)生較大的變化。 五：結(jié)構(gòu)簡單，造價低，安裝檢修方便。 六：能滿足某些工藝的特性：腐蝕性，熱敏性，起泡性等。 泡罩塔板是工業(yè)上應(yīng)用最早的塔板，其主要元件為升氣管及泡罩。泡罩安裝在升氣管的頂部，分圓形與條形兩種。國內(nèi)應(yīng)用較多的是圓形泡罩。泡罩尺寸分為80mm、100mm、150mm三種，可根據(jù)塔徑的大小來選擇，通常塔徑小于1000mm，選用80mm的泡罩；塔徑大于2000mm，選用150mm的泡罩。泡罩塔板的優(yōu)點(diǎn)是操作彈性較大，液氣比范圍大，不易堵塞，適于處理各種物料。其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價高；板塔液層厚，塔板壓降大，生產(chǎn)能力及塔板效率較低。 浮閥塔是在泡罩塔板和篩孔塔板的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它吸收了兩種塔板的優(yōu)點(diǎn)。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在塔板上開有若干個閥孔，每個閥孔裝有一個可以上下浮動的閥片。氣流從浮閥周邊水平得進(jìn)入塔板上液層，浮閥可以根據(jù)氣流流量的大小而上下浮動，自行調(diào)節(jié)。浮閥的類型很多，國內(nèi)常用的有F1型V4型及T型等，其中F1型浮閥應(yīng)用最為普遍。浮閥塔板的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、造價低；塔板開孔率大，生產(chǎn)能力大；由于閥片隨氣量變化自由升降，故操作彈性大；因上升氣流水平吹入液層，氣液接觸時間較長，故塔板效率較高，其缺點(diǎn)是處理易結(jié)焦、高粘度