【正文】 () 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 ( 1 ) 44 .58 ( 1 5 ) 20 .06B B AP P x?? ? ? ? ? ?akP (1 )BAxx?? () (1 ) 1 ? ? ? ? ? A BABBAp xa Px? () 8 1 . 2 4 0 . 4 5 3 . 3 1 52 0 . 0 6 0 . 5 5A BABBAp xa Px ?? ? ?? 求最小回流比及操作回流比 ?? 1 ( 1)qq qaxy ax? ?? () 3 . 3 1 5 0 . 2 7 2 7 0 . 5 5 4 31 ( 1 ) 1 ( 3 . 3 1 5 1 ) 0 . 2 7 2 7qqqaxy ax ?? ? ?? ? ? ? ? 故最小回流比為： min DqqqxyR yx?? ? () m i n 0 . 9 1 3 4 0 . 5 5 4 3 1 . 2 7 80 . 5 5 3 4 0 . 2 7 2 7DqqqxyR yx? ?? ? ??? m 78 89RR? ? ? ? 求精餾塔的氣液相負(fù)荷 L=R? D=? = /kmol h 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 V=(R+1)? D=(1+)? = /kmol h 39。 39。 39。例如，熱敏性物料加熱多采用降膜式或者波紋管式換熱器或者換熱器流路均勻，加熱效率高的加熱 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 第 2 章 精餾塔的設(shè)計(jì)計(jì)算 第 節(jié) 操作條件與基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 設(shè)計(jì)任務(wù)和設(shè)計(jì)條件 設(shè)計(jì)用于甲醇 水溶液混合液分離的常壓篩板精餾塔，年產(chǎn)量為 ， 其中 甲醇 的含量為 40%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同），塔 頂中 甲醇 的含量不低于 95%。 第 加熱方式 采用間接加熱，因?yàn)閷?duì)同一種進(jìn)料組成，熱狀況及回流比得到相同的流出 液組成及回收率時(shí)，利用直接蒸汽加熱時(shí)，所需理論塔板數(shù)比用間接加熱蒸汽時(shí)多一些，若待分離的混合為水溶液，且水是難揮發(fā)組分，釜液近于純水，這是可采用直接加熱方式。 第 節(jié) 冷凝方式 選全凝器，塔頂出來(lái)的氣體溫度不高。 進(jìn)料狀態(tài)進(jìn)料方式一般有冷液進(jìn)料，泡點(diǎn)進(jìn)料，氣液混合物進(jìn)料，露點(diǎn)進(jìn)料，加熱蒸汽進(jìn)料等。甲醇工業(yè)將在未來(lái)會(huì)受到很大的青睞。 5. 降低甲醇制造過(guò)程的能量消耗，這是新建甲醇裝置普遍重視解決的課題；舊有的甲醇裝置也極重視這方面的技術(shù)改進(jìn)工作。 20 世紀(jì) 70 年代以來(lái)，國(guó)外甲醇工業(yè)發(fā)展總趨勢(shì)如下： 1. 新建長(zhǎng)多采用中低壓法，不外加二氧化碳，該法具有設(shè)備少，操作與控制簡(jiǎn)單，投資及操作費(fèi)用低，產(chǎn)品純高等許多優(yōu)點(diǎn) 2. 高壓法處于停滯狀態(tài)，為中低壓發(fā)所替代。 2. 甲醇是容易輸送的清潔燃料，可以單獨(dú)與汽油混合作為汽車燃料，用它作為汽油添加劑可起節(jié)約芳烴，提高辛烷值的作用，汽車制造業(yè)將成為耗用甲醇的主要部門，有甲醇轉(zhuǎn)為汽油方法的研究成果，開(kāi)辟了由煤轉(zhuǎn)換為汽車燃料的途徑。 密度 甲醇水溶液的密度，隨著溫度的降低而增加，在相同的溫度下，幾乎是隨著甲醇濃度的增加而增加 熱容 甲醇水溶液的熱容，隨著甲醇濃度的升高和溫度的升高而增加 黏度 甲醇水溶液的黏度與組成有關(guān)，在所有研究過(guò)的溫度下，當(dāng)甲醇的含量 50%時(shí)均有最大值，在任何情況下，混合物的黏度都比純甲醇的粘度大。如甲酸與甲醇生成甲酸甲酯 3 3 2C H OH HC OOH HC OOC H H O? ? ? 在 510Pa? (30atm)下， 150— 220℃是在銠催化劑存在下，一氧化碳和甲酸可以合成醋酸 33C H OH C O C H C OO H?? 在常溫下，甲醇是穩(wěn)定的， 350— 400℃和 510 再催化劑上它分解成一氧化碳和氫 32CH OH CO H?? 甲醇具有重要的許多物理性質(zhì)，因甲醇的特殊性質(zhì)，許多重要的工業(yè)用途正在研究北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 開(kāi)發(fā)，如甲醇可以裂解制氫，用于燃料電池。甲醇具有毒性，內(nèi)服 10mL 有失明危險(xiǎn)， 300mL 能讓人死亡。 甲醇的化學(xué)式為 3CHOH ，相對(duì)分子質(zhì)量 。甲醇生產(chǎn)的原料大致有煤、石油、 天然氣和含 2H CO（或 2CO ）的工業(yè)廢氣、農(nóng)作物、有機(jī)廢料以及城市垃圾等， 均可作為制造甲醇的原料。 篩板塔的優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，氣體壓降小，板上葉面落差也較小，生北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 產(chǎn)能力及板效率均比泡罩塔高。它直接影響了裝置的產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)能力、產(chǎn)品收率、消耗定額、三廢處理以及環(huán)境保護(hù)等方面。也可以根據(jù)混合物中各組分不同的沸點(diǎn)分別從相應(yīng)的塔板引出餾分，進(jìn)行多元組分的分離。當(dāng)液體混合物受熱汽化與其蒸汽平衡時(shí)，在氣相中易揮發(fā)物質(zhì)蒸汽占較大比重，將此蒸汽冷凝而得到含易揮發(fā)物質(zhì)組分較多的液體，這就是進(jìn)行了一次簡(jiǎn)單精餾。 蒸餾作為當(dāng)代工業(yè)應(yīng)用最廣的分離技術(shù)，目前具有相當(dāng)成熟的工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)以及一定的理論研究基礎(chǔ)。 本設(shè)計(jì)是對(duì)精餾塔的一些物料、熱量的衡算，工藝計(jì)算，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及精餾裝置工藝流程圖、設(shè)備工藝條件圖和塔板的負(fù)荷性能圖和附屬設(shè)備等。 申明人：武丙忠 時(shí) 間： 2021 年 5 月 26 日 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 設(shè)計(jì)（論文）題目 ： 年處理 萬(wàn)噸甲醇 水溶液精餾工藝設(shè)計(jì) 學(xué) 院 ： 陜西工業(yè)技術(shù)學(xué)院 專業(yè) ： 化工工程與工藝 班級(jí) ： 陜藝專 081 學(xué)生姓名 ： 武丙忠 指導(dǎo)老師 ： 王萬(wàn)俠 （高級(jí)講師） 1. 設(shè)計(jì)（論文）的主要任務(wù)及目標(biāo) 任務(wù)：年處理 萬(wàn)噸甲醇 水溶液精餾工藝設(shè)計(jì) 目標(biāo)：根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)要求設(shè)計(jì)一個(gè)符合實(shí)際生產(chǎn)的精餾塔 2. 設(shè)計(jì)（論文）的基本要求和內(nèi)容 （ 1） 根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)，計(jì)算精餾塔的塔高 （ 2） 行物料衡算、熱量衡算 （ 3） 繪制出塔設(shè)備的裝備圖 （ 4） 繪制帶控制點(diǎn)的工藝流程圖 主要參考文獻(xiàn) [1] 化工原理 .夏清 .陳常貴 .天津大學(xué)出版社 . [2] 化工單元過(guò)程及操作 .張新戰(zhàn) .化學(xué)工業(yè)出版社 [3] 甲醇生產(chǎn)工藝 .趙建軍 .化學(xué)工業(yè)出版社 . [4] 化工原理 .楊祖榮 .高等教育出版社 . [5] 化工設(shè)備基礎(chǔ) .王紹良 .化學(xué)工業(yè)出版社 . [6] 化學(xué)工程 .上海化工學(xué)院 .天津大學(xué) .浙江大學(xué) .化學(xué)工業(yè)出版社 .第二冊(cè) .第二次印刷 [7]化工計(jì)算 .張桂軍 .薛雪 .化學(xué)工業(yè)出版社 . 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） IV 進(jìn)度安排 序號(hào) 設(shè)計(jì)（論文）各階段名稱 起止日期 1 下達(dá)任務(wù)書 2 明確設(shè)計(jì)任務(wù)撰寫誠(chéng)信申明填寫畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 —— 3 查考資料編寫論 文緒論 —— 4 工藝計(jì)算、物料衡算、熱量衡算、塔板數(shù)計(jì)算 —— 5 塔高計(jì)算、畫出設(shè)備圖 —— 6 繪制控制點(diǎn)的工藝流程圖 —— 7 完成初稿、摘要 —— 8 畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查 —— 9 對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行核算 —— 10 繪制正規(guī)的裝置圖和帶控制點(diǎn)的工藝流程圖 —— 11 完成編寫說(shuō)明 —— 12 畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯 8 月初 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） V 題 目：年處理 萬(wàn)噸甲醇 水溶液精餾工藝設(shè)計(jì) 摘 要 本設(shè)計(jì)任務(wù)是設(shè)計(jì)一個(gè)精餾塔進(jìn)行甲醇 水混合物的分離，采用連續(xù)操作方式的篩板精餾塔。北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 北京化工大學(xué)畢業(yè)論文 —— 年處理 萬(wàn)噸甲醇 水溶液精餾工藝設(shè)計(jì) 專 業(yè) ：化工工程與工藝 班 級(jí) ：陜藝專 081 學(xué)生姓名 ： 指導(dǎo)老師 ：王萬(wàn)俠 2021 年 月 日 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II 誠(chéng)信申明 本人鄭重申明： 本人所撰寫的畢業(yè)論文是《年處理 萬(wàn)噸甲醇 水溶液精餾工藝設(shè)計(jì)》是在指導(dǎo)老師王萬(wàn)俠悉心的指導(dǎo)下，我查閱資料獨(dú)立研究、寫作的成果。如有不實(shí)之處，我愿按照學(xué)校的有關(guān)規(guī)定，接受應(yīng)有的處罰，承擔(dān)一切后果。塔釜采用間接蒸汽加熱 ,以提供足夠的熱量 ,塔底產(chǎn)品冷卻后送至殘液儲(chǔ)罐。 關(guān)鍵詞：精餾塔；篩板 論文類型： 其它 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） VI 目 錄 前言 ........................................................1 第 1 章 流程的確定和說(shuō)明 .....................................5 第 節(jié) 加料方式 ................................................................................... 5 第 節(jié) 進(jìn)料狀態(tài) ................................................................................... 5 第 節(jié) 冷凝方式 ................................................................................... 5 第 節(jié) 加熱方式 ................................................................................... 6 第 2 章 精餾塔的設(shè)計(jì)計(jì)算 ......................................7 第 節(jié) 操作條件與基礎(chǔ)數(shù)據(jù) ................................................................ 7 設(shè)計(jì)任務(wù)和設(shè)計(jì)條 件 ................................7 設(shè)計(jì)方案確定 ......................................7 第 節(jié) 精餾塔的工藝計(jì)算 .................................................................... 7 物料衡算 ..........................................7 第 節(jié) 精餾裝置的熱量衡算 ................................................................ 8 冷凝器 ...........................................8 再沸器 ...........................................9 第 3 章 塔板數(shù)的確定 ......................................10 第 節(jié) 最小回流比及操作回流比 ...................................................... 10 揮發(fā)度計(jì)算 .......................................10 求最小回流比及操作回流比 .........................11 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） VII 求精餾塔的氣液相負(fù)荷 .............................11 求操作線方程 .....................................12 第 節(jié) 逐板法求理論塔板層數(shù) .......................................................... 12 第 4 章 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)計(jì)算 ..................15 第 節(jié) 精餾段的計(jì)算 ......................................................................... 15 操作壓力