化工原理甲醇—水精馏塔设计

冷却，此次分离是希望得到甲醇，选用全凝器符合要求。

四．回流方式

回流方式可分为重力回流或理量或塔板数较多时，回流冷凝器不易安装在塔顶。而且塔顶冷凝器不易安装、检修和清理。在这种情况下，可采用强制回流，塔顶上升蒸汽采用冷凝器冷却以回流流入塔中。

由于本次设计为小型塔，故采用强制回流。

五．加热方式

加热方式可采用间接蒸汽加热或直接蒸汽加热。直接蒸汽加热，蒸汽直接由塔底进入塔内。由于总组分是水，故省略加热装置。但在一定的回流比条件下，塔底蒸汽对回流液有稀释作用，使理论塔板数增加，费用增加。间接蒸汽加热是通过加热器使釜液部分汽化，维持原来的浓度，以减少理论塔板数，缺点是增加加热装置。

本次设计采用间接蒸汽加热。 六．加热器

采用U型管蒸汽间接加热器，用水蒸气作加热剂。因为塔较小，可将加热器放在塔内，即再沸器。这样釜液部分汽化，维持了原有浓度，减少理论塔板数。

第二节 生产条件确定和说明 一．塔内操作压力的选择 一般来说，主要根据物料的性质、原料的性质，对产品浓度的要求、设备来源、工厂的生产规模、能量综合利用等情况。因此，选择合理的操作条件，对本设计采用常压蒸馏，即在1atm压力条件下操作。 二．塔顶全凝剂的选择 全凝器的冷却剂用循环水，因塔顶蒸汽温度较高，用自来水做冷却剂方便且便宜，为了冷却作用完全，塔顶蒸汽和冷却水间必须保持适宜的温度差（冷却水温度一般为10~25℃）。 三．塔底加热介质的选择 饱和水蒸气是一种应用最广泛的加热剂，它冷凝时的传热系数很高，可以通过改变蒸汽的压力准确的控制加热温度。 四．回流状态及操作回流比的选择 回流液体为饱和液体，回流比的大小不仅影响所需要的理论板数、塔径、塔板的结构尺寸，还影响加热蒸汽和冷却水消耗量，回流比选择原则是使塔的设备费用和操作费用的综合最低。同时也考虑到操作条件的弹性，变精馏操作回流比，从而调节塔的分离能力。在设计时若选用的回流比过大，此时所需要的理论板数很小，但这样的精馏塔在操作时，改变回流比所起的调节作用很小，不利于操作调节。因此，本设计中取R=1.5Rmin，不宜取得过大。 精馏段操作线斜率：k? xD?yqRmin? Rmin?1xD?xq 第二章 精馏塔设计计算 一．操作压力的选择 精馏操作常在常压、减压下进行。操作压力常取决于冷凝温度，一般除热敏物质外，凡通过常压蒸馏难以实现分离要求，并能用循环水将馏出物冷凝下来的系统，均宜采用减压蒸馏；对常压下馏出的冷凝温度过低的系统，需提高塔压或采用冷冻盐水作为冷却剂；而常压下呈气态的物料必须采用加压蒸馏。本设计对象是甲醇—水混合液，建厂地址为沈阳，因此常采用常压蒸馏，操作压力为1atm。 二．气液平衡关系及数据 表一 甲醇－水汽液相平衡数据表 温度t/℃ 100 92.9 90.3 88.9 85.0 81.6 78.0 76.7 甲醇摩尔分数 液相x/％ 0 5.31 7.67 9.26 13.15 20.83 28.18 33.33 气相y/％ 0 28.34 40.01 43.53 54.55 62.73 67.75 69.18 73.8 72.7 71.3 70.0 68.0 66.9 64.7 温度t/℃ 甲醇摩尔分数 液相x/％ 46.20 52.92 59.37 68.49 85.62 87.41 100 气相y/％ 77.56 79.71 81.83 84.92 89.62 91.94 100 摘自《化工工艺设计手册》下册P110表19-38（8）