完成全稿件毕业设计

筛板塔设计计算结果 ......................................... 48 第9章 附属设备的计算、选型 ............................... 50 第9.1节 冷凝器的选型及计算 ............................................................... 50 第10章 精馏装置的工艺流程图 ............................... 51 第11章 板式塔精馏装置设计说明书 ........................... 52 结 论 ..................................................... 53 参 考 文 献 ............................................. 54 符 号 说 明 ............................................. 55 致 谢 ..................................................... 58

前言

蒸馏是分离液体均相混合物的典型单元操作之一，也是最早实现工业化得一种分离方法，广泛的应用于化工石油、医药、食品、酿酒及环保等领域。

蒸馏作为当代工业应用最广的分离技术，目前具有相当成熟的工程设计经验以及一定的理论研究基础。随着石油化工及化学工业等领域的不断发展和兴起，蒸馏分离过程的大处理量，连续化操作的优势得到了充分的发挥。

化工生产需进行液体混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的.互溶液体混合物的分离有多种方法,精馏是其中最常用的一种.精馏操作其基本原理是利用互溶液体混合物相对挥发度的不同、实现各组分分离的单元操作，实现原料混合物中各组分分离该过程是同时进行传质传热的过程。精馏的原理是利用液体混合物中各组分具有不同沸点，在一定温度下，各组分应具有不同的蒸汽压。当液体混合物受热汽化与其蒸汽平衡时，在气相中易挥发物质蒸汽占较大比重，将此蒸汽冷凝而得到含易挥发物质组分较多的液体，这就是进行了一次简单精馏。重复将此液在汽化，又进行了一次汽液平衡，蒸汽重复冷凝得到液体，其中易挥发物质的组分又增加了，如此继续重复，最终就能得到接近纯组分得各物质。因此，精馏原理可概述为：将液体混合物进行多次的部分汽化，部分冷凝并分别收集，最终得到分离提纯的目的。

精馏通常可将液体混合物分离为塔顶产品（馏出液）和塔底产品（蒸馏的釜残液）两个部分。也可以根据混合物中各组分不同的沸点分别从相应的塔板引出馏分，进行多元组分的分离。本设计是采运易挥发的双组分离。

精馏过程来说，精馏设备是使过程得以进行的重要条件。性能良好的精馏设备，为精馏过程得进行创造了良好的条件。它直接影响了装置的产品质量、生产能力、产品收率、消耗定额、三废处理以及环境保护等方面。

本设计采用的是筛板塔，筛板塔上开有许多均匀布置的筛孔，孔径一般为3-8mm，筛孔在塔板上作正三角形排列。塔板上设置溢流堰，使塔板上能维持一定厚度的液层，在操作时，上升气流通过筛孔分散成细小的流股，在板上液层中鼓泡而出，汽液间密切接触而进行传质。在正常的操作气速下，通过筛孔上升的气流，应能阻止液体经筛孔向下泄露。

筛板塔的优点：结构简单，造价低廉，气体压降小，板上叶面落差也较小，生

产能力及板效率均比泡罩塔高。缺点是：操作弹性小，筛孔小时容易堵塞。近年来采用大孔径（10-25mm）筛板可避免堵塞，而且由于气速的提高生产能力增大。

甲醇最初由木材干馏得到，故俗称木醇。甲醇生产的原料大致有煤、石油、 天然气和含CO（或）的工业废气、农作物、有机废料以及城市垃圾等，

均可作为制造甲醇的原料。我国甲醇的产量近年来发展较快，从我国能源结构出发，甲醇可由煤制得，技术并不复杂。甲醇的来源广，将来在我国甲醇有希望替代石油燃料和石油化工的原料，蕴藏着潜在的巨大市场。甲醇化工已成为化工中一个重要的领域。

甲醇的化学式为，相对分子质量32.04 。常温，常压是一种无色透明有特殊气味的易流动易挥发的可燃液体，沸点64.9℃在空气中的爆炸极限为6%-26.5%（体积分数），甲醇的密度、黏度和表面张力都随温度的升高而减小。

甲醇可以和水以及许多有机液体如乙醇、乙醚等无限地混合。它易吸收水蒸汽，二氧化碳和某些其他物质，因此，只有用特殊的方法才能制的完全午睡的甲醇。甲醇具有毒性，内服10mL有失明危险，300mL能让人死亡。

甲醇可在银催化剂作用下在℃进行气相氧化或脱氢生成甲醇。

CH3OH?O2?HCHO?H2O

甲醇分子羟基中的氢可以被碱金属取代而生成甲醇钠

2CH3OH?Na?2CH3ONa?H2

甲醇钠在没有水的条件下才稳定，因为水可以使它水解生成甲醇和氢氧化钠 高温下，在催化剂上进行甲醇的脱水，可以制取二甲醚。

2CH3OH?(CH3)2O?H2O

酸与甲醇反应时，甲醇分子中的甲基易被取代，在有羟无机酸存在是反应加快。如甲酸与甲醇生成甲酸甲酯

CH3OH?HCOOH?HCOOCH3?H2O

在30.40 (30atm)下，150—220℃是在铑催化剂存在下，一氧化碳和甲酸可以合成醋酸

CH3OH?CO?CH3COOH

在常温下，甲醇是稳定的，350—400℃和再催化剂上它分解成一氧化碳和氢 甲醇具有重要的许多物理性质，因甲醇的特殊性质，许多重要的工业用途正在研究开发，如甲醇可以裂解制氢，用于燃料电池。甲醇通过ZSM-5分子筛催化剂转化为

汽油，已经工业化，为固体燃料转为液体燃料开辟捷径。甲醇可以裂解制烯烃，这对石油化工原料的多样化，和面对石油资源日渐缩紧对能源结构的改变具有重要意义。

甲醇和水可以无限的混合，混合后的甲醇—水系统的性质，是研究甲醇性质的重要组成部分。

密度 甲醇水溶液的密度，随着温度的降低而增加，在相同的温度下，几乎是随着甲醇浓度的增加而增加

热容 甲醇水溶液的热容，随着甲醇浓度的升高和温度的升高而增加

黏度 甲醇水溶液的黏度与组成有关，在所有研究过的温度下，当甲醇的含量50%时均有最大值，在任何情况下，混合物的黏度都比纯甲醇的粘度大。

甲醇是多中有机产品的基本原料和重要的溶剂，广泛用于有机合成、染料、医药、涂料和国防等工业。

近年来，随着技术的发展和能源结构的改变，甲醇又开辟了许多新的用途。 1. 甲醇是较好的人工合成蛋白的原料，蛋白转化率较高，发酵速度快，无毒性，价格便宜。

2. 甲醇是容易输送的清洁燃料，可以单独与汽油混合作为汽车燃料，用它作为汽油添加剂可起节约芳烃，提高辛烷值的作用，汽车制造业将成为耗用甲醇的主要部门，有甲醇转为汽油方法的研究成果，开辟了由煤转换为汽车燃料的途径。 3. 甲醇是直接合成醋酸的原料，孟山都法实现了在较低压力下甲醇和一氧化碳合成醋酸的工业方法。甲醇可直接用于还原铁矿（甲醇可以预先分解为CO，也可以不作预分解）得到高质量的海绵铁。甲醇制乙醇、乙烯、乙二醇、甲苯、二甲苯、醋酸乙烯、醋酐、甲酸甲酯和氧分解性能好的甲醇树脂等产品。 20世纪70年代以来，国外甲醇工业发展总趋势如下：

1. 新建长多采用中低压法，不外加二氧化碳，该法具有设备少，操作与控制简单，投资及操作费用低，产品纯高等许多优点 2.

高压法处于停滞状态，为中低压发所替代。旧有高压法，也在努力改善催化剂

的活性，对合成塔作为某些改进后，其生产能力可提高20%-50%,其能源利用率亦有显著提高。 3.

生产装置趋向于大型化，由于大型装置设备利用率和能源利用率较好，可以节

省单位产品的投资和降低单位产品成本。