甲醇-水填料精馏塔设计任务书

甲醇—水分离装置的工艺设计

摘 要

甲醇是一种重要的化工原料，其用途广泛，是基础的有机化工原料和优质燃料。主要应用于精细化工，塑料等领域，用来制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫酸二甲脂等多种有机产品，也是农药、医药的重要原料之一。

甲醇易于吸收水蒸汽、二氧化碳和某些其它物质，因此只有用特殊的方法才能制得完全无水的甲醇。精馏是应用最广的传质分离操作，板式塔是目前最主要的精馏塔塔型，对它的研究一直长盛不衰。筛板塔和浮阀塔成功地取代泡罩塔是效益巨大的成果。板式塔的设计已达到较高水平，设计结果比较可靠。马伦戈尼效应造成的界面湍动现象和汽液两相间的不同接触工况的研究，使认识得到了深化，对传质效率的研究有所促进。具有各种特点的新型塔板开发研究不断取得成果。对于塔板上汽液两相流动和混合状况、雾沫夹带及它们对效率的影响研究不断深入，但离得到一个通用而可靠的效率估算模型尚有较大距离，特别是多元系统的效率。进一步深入进行塔中汽液两相流动状况的研究，对于预测压降、传质效率和塔板的可操作区域，对于认识至今了解甚少的降液管中状况都十分有意义。

关键词：甲醇；精馏；板式塔

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目 录

摘 要 .................................

设计题目名称：甲醇---水溶液连续筛板精馏塔设计 设计条件：1．处理量：50000t/年；

2．料液组成（质量分数）：40%； 3．塔顶产品组成（质量分数）：93.0%； 4．塔顶易挥发组成回收率：99.5%； 5．年工作生产时间：330天； 6．全塔总效率：60%。

设计内容：

１．设计方案的确定：（1）常压精馏；（2）进料状态：泡点进料；（3）加热方式：塔底

间接加热，塔顶全凝；（4）热能的利用。

２．工艺计算：（1）物料衡算；（2）热量衡算；（3）回流比的确定；（4）理论塔板数的

确定。

３．塔板及其塔的主要尺寸的设计：（1）塔板间距的确定；（2）塔径的确定；（3）塔板

的布置及其板上流流程的确定。

４．流体力学的计算及其有关水力性质的校核。 ５．板式精馏塔辅助设备的选型。

６．绘制带控制的点工艺流程图及精馏塔设备的条件图。 编写设计说明书 厂址：长沙地区 设计任务

完成精馏塔的工艺设计，有关附属设备的设计和选型，绘制精馏塔系统带控制点的工艺流程图及其精馏塔设备的工艺条件图，编写设计说明书。 设计时间安排 2006.5.29----2006.6.16 附： 汽液平衡数据 x 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10

设计题目名称：甲醇---水溶液连续筛板精馏塔设计 设计条件：1．处理量：50000t/年；

2．料液组成（质量分数）：40%； 3．塔顶产品组成（质量分数）：93.0%； 4．塔顶易挥发组成回收率：99.5%； 5．年工作生产时间：330天； 6．全塔总效率：60%。

设计内容：

１．设计方案的确定：（1）常压精馏；（2）进料状态：泡点进料；（3）加热方式：塔底

间接加热，塔顶全凝；（4）热能的利用。

２．工艺计算：（1）物料衡算；（2）热量衡算；（3）回流比的确定；（4）理论塔板数的

确定。

３．塔板及其塔的主要尺寸的设计：（1）塔板间距的确定；（2）塔径的确定；（3）塔板

的布置及其板上流流程的确定。

４．流体力学的计算及其有关水力性质的校核。 ５．板式精馏塔辅助设备的选型。

６．绘制带控制的点工艺流程图及精馏塔设备的条件图。 编写设计说明书 厂址：长沙地区 设计任务

完成精馏塔的工艺设计，有关附属设备的设计和选型，绘制精馏塔系统带控制点的工艺流程图及其精馏塔设备的工艺条件图，编写设计说明书。 设计时间安排 2006.5.29----2006.6.16 附： 汽液平衡数据 x 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10

化工原理课程设计

《化工原理课程设计》报告

10t/h甲醇—水精馏装置设计

专业 班级 姓名 学号 指导教师 日期

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轻化工程 2012/1/6 化工原理课程设计

一、概述 ...................................................................................................................................... - 4 -

1.1 设计依据 ....................................................................................................................... - 4 - 1.2 技术来源 ....................................................................................................................... - 4 - 1.3 设计任务

武汉工程大学邮电与信息工程学院课程设计说明书

目 录

摘 要 .................................................................... 1 Abstract ................................................. 错误！未定义书签。 第一章 绪论 .............................................................. 1

1.1 化工原理课程设计的目的和要求 ...................................... 1 1.2 精馏操作对塔设备的要求 ............................................ 1 1.3板式塔类型 ........................................................ 2 1.4精馏塔的工作原理和工艺流程 ........................................ 2 1.5精馏塔的设计步骤 ....................

Harbin Institute of Technology

课程设计说明书（论文）

课程名称： 化工分离装置设计 设计题目： 精馏塔的设计 院 系： 化工与化学学院化学工艺系 班 级： 设 计 者： 学 号： 指导教师： 张秋明 设计时间： 2017.6.12-2017.6.18

哈尔滨工业大学教务处

哈尔滨工业大学课程设计任务书 姓 名： 院 （系）：化工与化学学院化学工艺系 专 业：化学工程与工艺 班 号： 任务起至日期： 2017年 6月 12日至 2017年 6月18 日 课程设计题目： 精馏塔的设计 已知技术参数和设计要求： 1.设计一种精馏塔，满足一下要求。 （1）原料：乙醇~水溶液，年产量48000吨 乙醇含量：35%(质量分数)，原料液

2011年12月 ~2011年1月 化工原理课程设计 筛板塔精馏分离乙醇-水溶液

设计题目 板式精馏塔设计 成绩 化工原理课程设计是化工原理课程教学中综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实际的桥梁，是使学生体察工程实际问题复杂性的初次尝试。 本次课程设计的主要思路及内容是： （1）确定流程方案：根据给定任务，选择操作条件、主体设备，确定精课 程 馏流程。 （2）精馏塔工艺计算：确定回流比，对全塔进行物料衡算并计算混合气、设 计 液操作温度下的物性参数，计算出气、液体积流量。 主 （3）塔板的设计计算：确定塔板数，进行塔径初步计算，溢流装置的设要 计计算，筛板布置、流体力学验算及塔板负荷性能图。 内 （4）塔附件及附属设备设计：通过计算确定接管、筒体、封头、除沫器、容 裙座、吊柱、人孔等附件的尺寸及型号，计算出塔总体高度，并对预热器、冷凝器、再沸器等附属设备进行设计。 （5）绘制精馏塔的主体设备装配图和带控制点的工艺流程图，编写设计说明书。 建议：从学生的工作态度、工作量、设计（论文）的创造性、学术性、实用性及书面表达能力等方面给出评价。 指 导 教 师 评 语

程 设 汉

说

工 程 大

书学

课 计明

武

化工与制药学院

课程设计说明书

课题名称 专业班级 学生学号 学生姓名 学生成绩 指导教师

课题工作时间

武汉工程大学化工与制药学院

化工与制药学院

课程设计任务书

专业 班级 学生姓名 发题时间： 2015 年 12 月 7 日

一、 课题名称

甲醇-

⑴ 综合运用“化工原理”和相关选修课程的知识，联系化工生产的实际完成单元操作的化工设计实践，初步掌握化工单元操作的基本程序和方法。

⑵ 熟悉查阅资料和标准、正确选用公式，数据选用简洁，文字和工程语言正确表达设计思路和结果。 ⑶ 树立正确设计思想，培养工程、经济和环保意识，提高分析工程问题的能力。二、设计任务及操作条件在一常压操作的连续精馏塔内分离乙醇－水混合物。 生产能力（塔顶产品） 3000 kg/h 操作周期 300 天／年

进料组成 25% （质量分数，下同） 塔顶馏出液组成 ≥94% 塔底馏出液组成 ≤0.1% 操作压力 4kPa（塔顶表压） 进料热状况 泡点 单板压降： ≤0.7 kPa 设备型式 筛板 三、设计内容： (1) 精馏塔的物料衡算； (2) 塔板数的确定：

(3) 精馏塔的工艺条件及有关物件数据的计算； (4) 精馏塔的塔体工艺尺寸计算； (5) 塔板主要工艺尺寸的计算； (6) 塔板的流体力学验算：

设计计算

<一>设计方案的确定

本设计任务为分离甲醇-水混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。设计中采用泡点进料，将原料液通过预加热器至泡点后送入精馏塔内。塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。该物系属易分离系，最小回流比，故操作回流比取最小回流比的2倍。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。 <二>精馏塔的物料衡算

1、原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率

甲醇的摩尔质量 M甲醇=32.04kg/ kmol 水的摩尔质量 M水=18.02kg/kmol

0.40.9997XF=0.432.040.6=0.273 XD=0.999732.040.0003=0.9947 32.04+18.0232.04+18.020.005XW=0.00532.040.995=0.002818

32.04+18.022、原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量

MF=0.273×32.04+（1—0.273）×18.02=21.85kg/kmol MD=0.9947×32.04+(1—0.9947）×18.02=31.96kg/kmol MW=0.0