【正文】 XRXYD 精餾段和提餾段氣液流量的確定已知 D＝＝精餾段：L＝RD＝ V＝（R＋1）D＝提餾段：L’＝L＋qF＝+240= V’＝V－（1－q）F＝V＝李健 化工 070325 甲醇 水二元篩板精餾塔設(shè)計10 提餾段操作線方程的確定提餾段操作線方程： 39。⑶保證生產(chǎn)安全 生產(chǎn)中應(yīng)防止物料的泄露，生產(chǎn)和使用易燃物料車間的電器均應(yīng)為防爆產(chǎn)品。冷卻水的節(jié)省也對操作費用和設(shè)備費用有影響，減少冷卻水用量，操作費用下降，但所需傳熱設(shè)備面積增加，設(shè)備費用增加。⑵滿足經(jīng)濟上的要求 要節(jié)省熱能和電能的消耗，減少設(shè)備與基建的費用，如合理利用塔頂和塔底的廢熱，既可節(jié)省蒸汽和冷卻介質(zhì)的消耗，也能節(jié)省電的消耗。由于工業(yè)上原料的濃度、溫度經(jīng)常有變化，因此設(shè)計的流程與設(shè)備需要一定的操作彈性，可方便地進行流量和傳熱量的調(diào)節(jié)。 確定設(shè)計方案的原則總的原則是盡可能多地采用先進的技術(shù)，使生產(chǎn)達到技術(shù)先進、經(jīng)濟合理的要求，符合優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、安全、低能耗的原則，具體考慮以下幾點。當然，塔頂蒸氣可用作低溫系統(tǒng)的熱源，或通入廢熱鍋爐李健 化工 070325 甲醇 水二元篩板精餾塔設(shè)計8產(chǎn)生低壓蒸汽，供別處使用。采用熱泵技術(shù)可使塔頂蒸氣溫度提高，提高了溫度的蒸氣再用于加熱釜液，使釜液蒸發(fā)的同時，塔頂蒸氣冷凝。本設(shè)計考慮以上min原則選用： ＝ ?？傎M用最低點對應(yīng)的 值稱為最佳回流比。若 值過大，即氣液流量過大，則要求塔R徑增大，設(shè)備投資也隨之有所增大。同時考慮到塔頂產(chǎn)品與冷卻劑之間必須保持 10 到 20℃的傳熱溫差，取冷卻劑出口溫度為 30℃ 回流比（R）的選擇實際操作的 必須大于 ，但并無上限限制。所以本設(shè)計應(yīng)采用再沸器提供熱量，采用 3kgf/cm2（溫度 130℃）間接水蒸汽加熱。所以根據(jù)設(shè)計要求，泡點進料，q＝1。李健 化工 070325 甲醇 水二元篩板精餾塔設(shè)計7泡點進料時，塔的操作易于控制，不受環(huán)境影響。 進料狀態(tài)若進塔原料為過冷液體，q 值大，則熱量主要由塔釜輸入，必要求蒸餾釜的傳熱面積大，設(shè)備體積大，此外，因提餾段氣液流量大，提餾段塔徑要加大。第二節(jié) 設(shè)計方案的確定 操作條件的確定 操作壓力塔的操作壓力的選擇實際上是塔頂和塔底溫度的選取問題。塔頂冷凝水采用深井水，溫度 t＝12℃；塔釜加熱方式：間接蒸汽加熱 全塔效率 ET = 52%分離要求： = ； = ；回流比 / = 。而采用新型浮閥，設(shè)計數(shù)據(jù)不夠完善，給設(shè)計帶來一定的困難，但隨著新型浮閥性能測定數(shù)據(jù)的不斷發(fā)表及工業(yè)應(yīng)用的增加，其設(shè)計數(shù)據(jù)會不斷完善，在較完善的性能數(shù)據(jù)下，設(shè)計中可選用新型浮閥。近年來研究開發(fā)出的新型浮閥有船型浮閥、管型浮閥、梯形浮閥、雙層浮閥、VV 浮閥、混合浮閥等，其共同的特點是加強了流體的導(dǎo)向作用和氣體的分散作用，使氣液兩相的流動更趨于合理，操作彈性和塔板效率得到進一步的提高。應(yīng)予指出以上介紹的僅是幾種較為典型的浮閥形式。浮閥塔板的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、造價低；塔板開孔率大，生產(chǎn)能力大；由于閥片可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。氣流從浮閥周邊水平的進入塔板上液層，浮閥可根據(jù)氣流流量的大小而上下浮動，自行調(diào)節(jié)。 浮閥塔浮閥塔板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。近年來，由于設(shè)計和控制水平的不斷提高，可使篩板的操作非常精確，彌補了上述不足，故應(yīng)用日趨廣泛。其缺點是篩孔易堵塞，不宜處理易結(jié)焦，黏度大的物料。工業(yè)應(yīng)用中以小孔徑篩板為主，大孔徑篩板多用于某些特殊場合（如分離黏度大、易結(jié)焦的物系） 。 篩板塔篩孔塔板簡稱篩板，結(jié)構(gòu)特點為塔板上開有許多均勻的小孔。近年來，泡罩塔板已逐漸被篩板、浮閥塔板所取代。m150?李健 化工 070325 甲醇 水二元篩板精餾塔設(shè)計5泡罩篩板的主要優(yōu)點是操作彈性較大，液汽范圍大，不易堵塞，適于處理各種物料，操作穩(wěn)定可靠。泡罩尺寸分為 、 、m80?1三種，可根據(jù)塔徑的大小選擇。 泡罩塔泡罩塔板是工業(yè)上應(yīng)用最早的塔板，其主要原件為升氣管及泡罩。板式塔在工業(yè)上最早使用的是泡罩塔(1813 年)、篩板塔(1832 年)，其后，特別是在本世紀五十年代以后，隨著石油、化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，相繼出現(xiàn)了大批新型塔板，如 S 型板、浮閥塔板、多降液管篩板、舌形塔板、穿流式波紋塔板、浮動噴射塔板及角鋼塔板等。精餾操作既可采用板式塔，也可采用填料塔。甲醇－水體系汽液平衡數(shù)據(jù) ()：參考課程設(shè)計數(shù)據(jù)t/℃ x y a 6．46李健 化工 070325 甲醇 水二元篩板精餾塔設(shè)計3 78 66 65 備注：，算得常壓下不同溫度時甲醇對水的相對揮發(fā)度。 體系介紹常壓下甲醇與水的二元溶液就屬正偏差溶液。實際上，任何塔設(shè)備都難以滿足上述所有要求，況且上述要求中有些也是互相矛盾的。 ⑸ 耐腐蝕和不易堵塞，方便操作、調(diào)節(jié)和檢修。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。 ⑵ 操作穩(wěn)定，彈性大，即當塔設(shè)備的氣(汽)、液負荷有較大范圍的變動時，仍能在較高的傳質(zhì)效率下進行穩(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。李健 化工 070325 甲醇 水二元篩板精餾塔設(shè)計2第一節(jié) 概述 精餾操作對設(shè)備的要求精餾所進行的是氣(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，以達到較高的傳質(zhì)效率。結(jié)合設(shè)計任務(wù)進行生產(chǎn)實際的調(diào)研，收集現(xiàn)場資料，或查閱技術(shù)資料，以便了解與設(shè)計任務(wù)有關(guān)的典型裝置的工藝流程主體設(shè)備結(jié)構(gòu)附屬設(shè)備及測量控制儀表的裝配情況等，為后面的設(shè)計工作做好準備。6. 設(shè)計說明書：包括目錄、設(shè)計任務(wù)書、流程圖、設(shè)計方案的說明與論證、設(shè)計計算與說明、對設(shè)計中有關(guān)問題的分析討論、設(shè)計結(jié)果匯總（主要設(shè)備尺寸各物料量和狀態(tài)能耗主要操作參數(shù)以及附屬設(shè)備的規(guī)格型號等）和參考文獻目錄。3. 附屬設(shè)備的設(shè)計或選型：主要附屬設(shè)備的主要工藝尺寸的計算和設(shè)備型號規(guī)格的選定4. 工藝流程圖：以單線圖的形式描繪，標出主體設(shè)備與附屬設(shè)備的物料流向、物流量和主要測量點等，用 2 號圖紙繪制。二. 化工原理課程設(shè)計的基本內(nèi)容1. 設(shè)計方案的確定:所選定的工藝流程設(shè)備形式等的理論依據(jù)。3. 培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度和嚴謹認真的工作作風(fēng)。指導(dǎo)教師 2022 年 12 月 24 日 李健 化工 070325 甲醇 水二元篩板精餾塔設(shè)計3緒論 ...................................................................................................................1一. 化工原理課程設(shè)計的目的與要求 ...............................................................................................1二. 化工原理課程設(shè)計的基本內(nèi)容 ...................................................................................................1三．化工原理課程設(shè)計的基本程序 ........................................................................................................1第一節(jié) 概述 ...................................................................................................2 精餾操作對設(shè)備的要求 ......................................................................................................................2 體系介紹 .............................................................................................................................................2 板式塔類型 ..........................................................................................................................................4 泡罩塔 ..........................................................................................................................................4 篩 板塔 .........................................................................................................................................5 浮閥塔 ..........................................................................................................................................5 設(shè)計要求 .............................................................................................................................................5 精餾塔的設(shè)計步驟 ..............................................................................................................................6第二節(jié) 設(shè)計方案的確定 .................................................................................6 操作條件的確定 ..................................................................................................................................6 操作壓力 ....................................................................................................................................6 進料狀態(tài) .....................................................................................................................................6 加熱方式 .....................................................................................................................................7 冷卻劑與出口溫度 .....................................................................................................................7 回流比（R）的選擇 ...................................................................................................................7 熱能的利用 ..................................................................................................................................7 確定設(shè)計方案的原則 .........................................................................................................................8第三節(jié) 板式精餾塔的工藝計算