甲醇-水筛板精馏塔设计

齐齐哈尔大学-化工原理课程设计

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第一章绪论

1.1筛板塔的特点

筛板塔板简称筛板，结构持点为塔板上开有许多均匀的小孔。根据孔径的大小，分为小孔径筛板(孔径为3—8mm)和大孔径筛板(孔径为10—25mm)两类。工业应用小以小孔径筛板为主，大孔径筛板多用于某些特殊场合(如分离粘度大、易结焦的物系)。

筛板的优点足结构简单，造价低；板上液面落差小，气体压降低，生产能力较大；气体分散均匀，传质效率较高。其缺点是筛孔易堵塞，不宜处理易结焦、粘度大的物料。 应予指出，尽管筛板传质效率高，但若设计和操作不当，易产生漏液，使得操作弹性减小，传质效率下降．故过去工业上应用较为谨慎。近年来，由于设计和控制水平的不断提高，可使筛板的操作非常精确，弥补了上述不足，故应用日趋广泛。在确保精确设计和采用先进控制手段的前提下，设计中可大胆选用。

1.2设计思路

全塔物料衡算?求理论塔板数?气液相负荷计算?筛板塔设计?流体力学性能校正?画出负荷性能图?全塔热量衡算?塔附属设备计算

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第二章精馏塔的工艺设计

2.1产品浓度的计算

1.原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率：

甲醇的摩尔质量：MA =32.04kg/mol 水的摩尔质量：MB=18.02kg/mol XF?0.3269

x?0.9823 D

xW?0.000225

2.2平均相对挥发度的计算

yAxB28.34?(100?5.31)??7.05 yBxA(100?28.34)?5.31t=92.9 ℃ a1? A为甲醇 B为水

t=66.9℃ a?

平均相对挥发度 a?a1?a2?4.35 2a1?a2?4.35 22.3最小回流比的计算和适宜回流比的确定

已知 q=0.98接近泡点进料 近似取1 则： y?qq?1x?xFq?1

相平衡方程：y??x1?(??1)x 联立方程，解得ye=0.6787, Xe=0.3269

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?D?ye0.9823?0.6787 所以， R???0.863

minye??e0.6787?0.3269

取操作回流比

R?1.5Rmin?1.294

2.4物料衡算

原料处理量 F=413.34kmol/h 总物料衡算 F=D+W 甲醇的物料衡算FxF=DxD+Wxw 联立，得 D=137.49koml/h W=F-D=275.84kmol/h L=RD=1.294?137.49?177.9kmol/h

V=(R+1)D= (1.294?1)?137.49?315.40 kmol/h 24 L'?L?F?591. kmol/h

V'?V kmol/h

2.5精馏段和提馏段操作线方程

精馏段操作线方程：yn+1=

RxDxn+?y?0.633xn?0.3603

n?1R?1R?1L?qFL?qF?Wxn?Wxw?yn?1?1.874xn?0.000496

L?qF?W提馏段操作线方程：yn?1?2.6逐板法确定理论板数及进料位置

由q=0.98得 Xf=03269.

第一块塔板上升气相组成：y1=xD=0.9823 代入平衡曲线 xn?yn得

??(??1)yn第一块塔板下降液相组成：x1=0.9275

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