10000kg/h甲醇-水精馏化工原理课程设计

甲醇-水精馏化工原理课程设计

一、概述3
1.1设计依据3
1.2技术来源3
1.3设计任务及要求3
二、计算过程4
1设计方案及设计工艺的确定4
1.1设计方案4
1.2.设计工艺的确定4
1.3、工艺流程简介4
2.塔型选择5
3.操作条件的确定5
3.1操作压力5
3.2进料状态5
3.3加热方式的确定6
3.4热能利用6
4.有关的工艺计算6
4.1精馏塔的物料衡算9
4.1.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率9
4.1．2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量10
4.1.3物料衡算10
4.2塔板数的确定10
4.2.1理论板层数NT的求取10
4.2.3热量衡算12
4.3精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算14
4.3.1操作压力的计算14
4.3.2操作温度的计算14
4.3.3平均摩尔质量的计算15
4.3.4平均密度的计算15
4.3.5液相平均表面张力的计算16
4.3.6液体平均粘度的计算17
4.4精馏塔的塔底工艺尺寸计算18
4.4.1塔径的计算18
4.4.2精馏塔有效高度的计19
4.5塔板主要工艺尺寸的计算19
4.5.1溢流装置的计算19
4.5.2塔板布置21
4.6筛板的流体力学验算24
4.6.1塔板压降24
4.6.2液面落差25
4.6.3液沫夹带26
4.6.4漏液26
4.6.5液泛27
4.7塔板负荷性能图27
4.7.1、液漏线27
4.7.2、液沫夹带线28
4.7.3、液相负荷下限线29
4.7.4、液相负荷上限线29
4.7.5、液泛线29
5.热量衡算32
5.1塔顶换热器的热量衡算33
5.2塔底的热量计算33
5.3、热泵的选型36
5.4、塔底料液和热蒸气预热进料液36
5.5、水蒸汽加热进料液37
三、辅助设备的计算及选型38
（一）、管径的选择38
1、加料管的管径38
2、塔顶蒸汽管的管径38
3、回流管管径38
4、料液排出管径39
（二）、泵的选型39
1、原料液进入精馏塔时的泵的选型39
2、塔顶液体回流所用泵的型号39
(三)、储罐选择40
1、原料储槽40
2、塔底产品储槽40
3、塔顶产品储槽40
四、费用的计算41
（一）设备费用的计算41
1、换热器费用的计算41
2、精馏塔的费用计算42
泵的费用42
储槽费用42
输送管道费用43
分液槽费用44
（二）操作费用的计算44
1、热蒸汽的费用44
2、冷却水的费用44
3、泵所用的电费44
4、总费用44
参考文献45
主要符号说明46
对本设计的评述49

原料：甲醇~水溶液，10000kg/h
甲醇含量：48.50%(质量分数)，
设计要求：塔顶甲醇的含量不小于97%(质量分数)
塔底甲醇的含量不大于2%(质量分数)
已知条件：
操作压力： 4kPa（塔顶表压）
进料热状况：泡点（q=1）
回流比：自选
单板压降： <=0.7kPa
全塔效率： ET=52%

本课程设计的任务是分离甲醇—水混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。本设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点状态后送入精馏塔内。塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点状态下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷却后送至储罐。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。