甲醇精餾塔化工原理課程設(shè)計(jì)(完整版)

　　

【正文】 的第一次課程設(shè)計(jì)，花了整整兩周時(shí)間，原本認(rèn)為很輕松的課程設(shè)計(jì)做起來并不是想象中的那么容易。但是由于知識的缺陷，設(shè)計(jì)中仍有很大不足，希望老師可以指出，促進(jìn)我的設(shè)計(jì)質(zhì)量。學(xué)以致用，要多學(xué)各方面的知識并充分利用，用融合的，相互聯(lián)系的知識能更好地解決問題。管束與殼體溫差的計(jì)算： 根據(jù)對流傳熱速率可得 故 而管束的平均溫度為 則殼體與管束的溫差為 以上各計(jì)算表明，所選型號的換熱器合用。OP線與線的交點(diǎn)相應(yīng)相負(fù)荷為，OP線與氣相負(fù)荷下限線的交點(diǎn)相應(yīng)氣相負(fù)荷為。單溢流去lW=（～）D,取堰長 === 精餾段：查液流收縮系數(shù)圖得 E=，則 提餾段：查液流收縮系數(shù)圖得 E=，則取 則： ：由查得，則：， 計(jì)算液體在降液管中停留時(shí)間以檢驗(yàn)降液管面積，（大于5s，符合要求） （大于5s，符合要求）所以降液管尺寸可用：取液體通過降液管底隙的流速 精餾段：取 則 提餾段：取 則故降液管底隙高度設(shè)計(jì)合理選用凹形受液盤，深度D≥800mm，故塔板采用分塊式，查表塔板分為3塊。時(shí)查得純流體物性粘度 xyt/℃ 用內(nèi)插法: 查精餾操作總板效率圖得 ET=N精=10/=25N提=≈13(包括再沸器)NP＝N精+N提＝25+13=38塊4 . 塔的工藝條件及物性數(shù)據(jù)計(jì)算 應(yīng)該根據(jù)處理物料的性質(zhì)，兼顧技術(shù)上的可行性和經(jīng)濟(jì)上的合理性原則。總費(fèi)用最低點(diǎn)對應(yīng)的R值稱為最佳回流比。冷液進(jìn)塔雖可減少理論板數(shù)，使塔高降低，但精餾釜及提餾段塔徑增大，有不利之處。只有當(dāng)不同塔段的塔徑相差較大時(shí)才考慮采用不同塔徑，即異徑塔。塔頂冷凝裝置可采用全凝器、分凝器全凝器兩種不同的設(shè)置。 塔頂冷凝裝置根據(jù)生產(chǎn)情況決定采用分凝器或全凝器。 應(yīng)予指出，盡管篩板傳質(zhì)效率高，但若設(shè)計(jì)和操作不當(dāng)，易產(chǎn)生漏液，使得操作彈性減小，傳質(zhì)效率下降．故過去工業(yè)上應(yīng)用較為謹(jǐn)慎。五十年代來，由于工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐，對篩板塔作了較充分的研究并且經(jīng)過了大量的工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐，形成了較完善的設(shè)計(jì)方法。 塔設(shè)備是煉油、化工、石油化工等生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的氣液傳質(zhì)設(shè)備。例如，設(shè)計(jì)所選取的甲醇與水體系，加熱甲醇（℃）和水（沸點(diǎn)100℃）的混合物時(shí)，由于甲醇的沸點(diǎn)比水低，則甲醇的揮發(fā)度比水高，所以甲醇易從液相中汽化出來。按操作壓力則可分為常壓蒸餾、加壓蒸餾、減壓（真空）蒸餾。 塔設(shè)備一般分為階躍接觸式和連續(xù)接觸式兩大類。工業(yè)應(yīng)用小以小孔徑篩板為主，大孔徑篩板多用于某些特殊場合(如分離粘度大、易結(jié)焦的物系)。熱量自塔釜輸入，物料在塔內(nèi)經(jīng)多次部分氣化與部分冷凝進(jìn)行精餾分離，由冷凝器和冷卻器中的冷卻介質(zhì)將余熱帶走。間歇蒸餾具有操作靈活、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但適合于小規(guī)模、多品種或多組分物系的初步分離。這樣計(jì)算便于查取氣液相物性數(shù)據(jù)。三．設(shè)計(jì)計(jì)算書泡點(diǎn)進(jìn)料時(shí)，塔的操作易于控制，不受環(huán)境影響。選定操作R時(shí)應(yīng)考慮，隨R選值的增大，塔板數(shù)減少，設(shè)備投資減少，但因塔內(nèi)氣、液流量L，V，L’，V’增加，勢必使蒸餾釜加熱量及冷凝器冷卻量增大，耗能增大，既操作費(fèi)用增大。總板效率確定得是否合理，對設(shè)計(jì)的塔在建成后能否滿足生產(chǎn)的要求有重要的意義。可參照下表所示經(jīng)驗(yàn)關(guān)系選取。篩板塔漏液點(diǎn)氣速： =精餾段： ， 提餾段： 實(shí)際篩孔氣速： ＞ 穩(wěn)定系數(shù)： ,所以設(shè)計(jì)無明顯液漏符合要求.為防止塔內(nèi)發(fā)生液泛,降液管內(nèi)液層高要滿足： 對于設(shè)計(jì)中的甲醇水體系：， 由于板上不設(shè)進(jìn)口堰 精餾段： 液柱 提餾段： 液柱 根據(jù)以上塔板的各項(xiàng)液體力學(xué)驗(yàn)算，可認(rèn)為精餾段塔徑及各項(xiàng)工藝尺寸是適合的，所以不會發(fā)生淹泛現(xiàn)象。對于n根水平管束，可用下式計(jì)算 ：又因?yàn)閚100時(shí)，取該系數(shù)，設(shè)壁溫，則平均膜溫 此溫度下甲醇的物性數(shù)據(jù)為： 垢層熱阻： 甲醇冷凝時(shí)，垢層熱阻較小，管內(nèi)的垢層熱阻則較大:。 化工原理的設(shè)計(jì)計(jì)算復(fù)雜，計(jì)算量大考慮的細(xì)節(jié)較多，對同一個設(shè)備分成兩部分進(jìn)行考慮，既相互獨(dú)立又須彼此照應(yīng)，始終要考慮計(jì)算是為一個設(shè)備進(jìn)行。 參考文獻(xiàn)[1] (第三版)，北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2008. [2] 姚玉英,陳常貴, ，天津:天津大學(xué)出版社，2003[3] ：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.[4] 劉道德，中南大學(xué)出版社，[5] [6] 馮元琦，：化學(xué)工業(yè)出版社 致謝 此次設(shè)計(jì)過程，由于本身知識有限，設(shè)計(jì)過程中很多同學(xué)的幫助和劉曉勤老師和王曉東老師的指導(dǎo)，對于它們的無私幫助，我表示深深的感謝！40。在整個設(shè)計(jì)中要考慮很多問題，尤其是一些不容易引起重