甲醇水分離過程板式精餾塔的設(shè)計(jì)(已修改)
2025-07-12 06:47 本頁面
【正文】 化工原理課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書題 目： 甲醇—水精餾塔設(shè)計(jì) 學(xué)院名稱： 化學(xué)工程學(xué)院 專 業(yè)： 化學(xué)工程與工藝 班 級: 111 姓 名： 趙訊 學(xué) 號： 11402010116 指導(dǎo)教師： 張亞靜 2014年 1月 10日 目 錄第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)書........................................1第2章 設(shè)計(jì)原則...........................................2第三章 設(shè)計(jì)步驟...........................................3第四章 精餾塔的工藝計(jì)算..................................4第5章 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算...............9第六章 塔板主要工藝尺寸的計(jì)算............................11 第7章 篩板的流體力學(xué)驗(yàn)算................................15 第八章 塔板負(fù)荷性能圖....................................18第九章 輔助設(shè)備的計(jì)算和選型..............................21設(shè)計(jì)評述.................................................27參考文獻(xiàn).................................................27 第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)書 設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)題目：甲醇—水分離過程板式精餾塔的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)要求：年產(chǎn)純度為99%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）的甲醇，%，原料液中含甲醇22%。生產(chǎn)能力11100L/h1) 操作壓力 常壓 2) 進(jìn)料熱狀態(tài) 飽和進(jìn)料 3) 回流比 自選 4) 塔底加熱蒸氣壓力 （表壓）篩孔塔 工作日每年工作日為330天，每天24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行。 設(shè)計(jì)說明書的內(nèi)容(1) 流程和工藝條件的確定和說明(2) 操作條件和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)(3) 精餾塔的物料衡算； (4) 塔板數(shù)的確定； (5) 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算； (6) 精餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算； (7) 塔板主要工藝尺寸的計(jì)算； (8) 塔板的流體力學(xué)驗(yàn)算； (9) 塔板負(fù)荷性能圖； (10) 主要工藝接管尺寸的計(jì)算和選取(11) 塔板主要結(jié)構(gòu)參數(shù)表(12) 對設(shè)計(jì)過程的評述和有關(guān)問題的討論第二章 設(shè)計(jì)原則確定設(shè)計(jì)方案總的原則是在可能的條件下，盡量采用科學(xué)技術(shù)上的最新成就，使生產(chǎn)達(dá)到技術(shù)上最先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上最合理的要求，符合優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、安全、低消耗的原則。必須具體考慮如下幾點(diǎn)：⑴首先必須保證產(chǎn)品達(dá)到任務(wù)規(guī)定的要求，而且質(zhì)量要穩(wěn)定。這就要求各流體流量和壓頭穩(wěn)定，入塔料液的溫度和狀態(tài)穩(wěn)定，從而需要采取相應(yīng)的措施。⑵其次所定的設(shè)計(jì)方案需要有一定的操作彈性，各處流量應(yīng)能在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，必要時(shí)傳熱量也可進(jìn)行調(diào)整。因此，在必要的位置上要裝置調(diào)節(jié)閥門，在管路中安裝備用支線。計(jì)算傳熱面積和選取操作指標(biāo)時(shí)，也應(yīng)考慮到生產(chǎn)上的可能波動。再其次，要考慮必需裝置的儀表(如溫度計(jì)、壓強(qiáng)計(jì)，流量計(jì)等)及其裝置的位置，以便能通過這些儀表來觀測生產(chǎn)過程是否正常，從而幫助找出不正常的原因，以便采取相應(yīng)措施。要節(jié)省熱能和電能的消耗，減少設(shè)備及基建費(fèi)用。如前所述在蒸餾過程中如能適當(dāng)?shù)乩盟?、塔底的廢熱，就能節(jié)約很多生蒸汽和冷卻水，也能減少電能消耗。同樣，回流比的大小對操作費(fèi)和設(shè)備費(fèi)也有很大影響。降低生產(chǎn)成本是各部門的經(jīng)常性任務(wù)，因此在設(shè)計(jì)時(shí)，是否合理利用熱能，采用哪種加熱方式，以及回流比和其他操作參數(shù)是否選得合適等，均要作全面考慮，力求總費(fèi)用盡可能低一些。而且，應(yīng)結(jié)合具體條件，選擇最佳方案。例如甲醇屬易燃有毒物料，不能讓其蒸汽彌漫車間，也不能使用容易發(fā)生火花的設(shè)備。又如，塔是指定在常壓下操作的，塔內(nèi)壓力過大或塔驟冷而產(chǎn)生真空，都會使塔受到破壞，因而需要安全裝置。以上三項(xiàng)原則在生產(chǎn)中都是同樣重要的。但在化工原理課程設(shè)計(jì)中，對第一個原則應(yīng)作較多的考慮，對第二個原則只作定性的考慮，而對第三個原則只要求作一般的考慮?！λO(shè)備的要求精餾所進(jìn)行的是氣(汽)、液兩相之間的傳質(zhì)，而作為氣(汽)、液兩相傳質(zhì)所用的塔設(shè)備，首先必須要能使氣(汽)、液兩相得到充分的接觸，以達(dá)到較高的傳質(zhì)效率。但是，為了滿足工業(yè)生產(chǎn)和需要，塔設(shè)備還得具備下列各種基本要求： ⑴ 氣(汽)、液處理量大，即生產(chǎn)能力大時(shí)，仍不致發(fā)生大量的霧沫夾帶、攔液或液泛等破壞操作的現(xiàn)象。 ⑵ 操作穩(wěn)定，彈性大，即當(dāng)塔設(shè)備的氣(汽)、液負(fù)荷有較大范圍的變動時(shí)，仍能在較高的傳質(zhì)效率下進(jìn)行穩(wěn)定的操作并應(yīng)保證長期連續(xù)操作所必須具有的可靠性。 ⑶ 流體流動的阻力小，即流體流經(jīng)塔設(shè)備的壓力降小，這將大大節(jié)省動力消耗，從而降低操作費(fèi)用。對于減壓精餾操作，過大的壓力降還將使整個系統(tǒng)無法維持必要的真空度，最終破壞物系的操作。 ⑷ 結(jié)構(gòu)簡單，材料耗用量小，制造和安裝容易。
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