化工原理课程设计.doc

常压、连续精馏塔分离甲醇水设计 化工原理课程设计 设计题目： 常压、连续精馏塔分离甲醇水设计 班 级：化工20104班姓 名：郭 晓 萍学 号：2010507345指导教师：袁 军完成日期：2013年 07月 01日化 工 系一、设计说明1.1.设计题目： 常压、连续精馏塔分离甲醇水设计1.2.设计任务及条件：1.2.1 设计任务完成精馏塔的工艺设计；精馏塔设备设计；有关附属设备的设计和选用；绘制工艺流程图；塔板结构简图和塔板负荷性能图：编制设计说明书。1.2.2 设计条件a. 进料组成：甲苯、乙苯的混合溶液，含甲苯的摩尔分数为40%b. 进料状态： 泡点进料 c. 塔顶进入全凝器 d. 回流比： e. 单板压降：=0.7 kPaf. 全塔压降：30kPa以内g. 总塔效率为： =0.585 h. 分离要求：（摩尔分数),回收率为i. 加热方式：塔釜间接蒸汽加热二、设计内容：2.1精馏塔的物料衡算 =0.35 =0.91 甲醇的摩尔质量=32.02 kg/kmol 水的摩尔质量=18 kg/kmol由 即： 解得：则：由 得：总物料衡算 由 得：2.2塔板数的确定 2.2.1 理论板层数的求取 由手册查得甲醇-水物系的气液平衡数据（见表1），绘出x-y图，见图1。 表1 甲醇-水气液平衡甲醇摩尔分数温度液相气相0.0531 0.283492.9 0.0767 0.400190.3 0.0926 0.435388.9 0.1275 0.483186.6 0.1315 0.545585.0 0.1674 0.558583.2 0.1818 0.577582.3 0.2083 0.627381.6 0.2319 0.648580.2 0.2818 0.677578.0 0.2909 0.680177.8 0.3333 0.691876.7 0.3513 0.734776.2 0.4620 0.775673.8 0.5292 0.797172.7 0.5937 0.818371.3 0.6849 0.849270.0 0.7701 0.896268.0 0.8741 0.919466.9 a. 确定操作的回流比R 因q=1、在xy图（图1）上查得ye=0.7312。故有： 操作回流比为 b. 求精馏塔的气、液相负荷。 c. 求操作线方程。精馏段操作线方程为提馏段操作线方程为d. 图解法求理论板层数。x 图1 图解法求理论板层数采用图解法求理论板层数，如图1所示。求解结果为总理论板层数 =9（包括再沸器）进料板位置 =62.2.2 实际板层数的求取精馏段实际板层数 提馏段实际板层数 2.3 塔的操作工艺条件及相关物性数据的计算2.3.1 操作压力计算 塔顶操作压力 ：PD101.3 kPa 每层塔板压降 ：取P0.7kPa 进料板压力 ：PF101.30.79107.6kPa 塔底操作压力 ：PW107.60.77112.5kPa 精馏段平均压力：Pm1（101.3107.6）/2104.45kPa 提馏段平均压力：Pm2（107.6112.5）/2110.05kPa2.3.2 操作温度计算 查温度-组成图 可得相应温度如下： 塔顶温度 ：TD66.4 进料板温度 ：TF76.5 塔底温度 ： TW97.2 精馏段平均温度 ：Tm1（66.476.5）2 = 71.45 提馏段平均温度 ：Tm2（76.597.2）2 = 86.852.3.3平均摩尔质量计算 塔顶平均摩尔质量计算 由y1=xD=0.91,由平衡方程得x1=0.8320 、进料板平均摩尔质量计算 由 xF0.35，由平衡方程得yF0.7312 、塔底平均摩尔质量计算 由 xW0.0329，由平衡方程得yW0.1756 、精馏段平均摩尔质量 、提馏段平均摩尔质量 2.3.4平均密度计算 （3）精馏塔塔板结构设计及核算；（4）精馏塔的简单结构及带控制点的工艺流程图；（5）塔板平面布置简图；（6）辅助设备(塔顶冷凝器、塔釜再沸器等)的计算和选取。4课程设计总结（小四、宋体，标题加粗）5. 参考文献（5号，宋体，不少于10篇）6. 附图参考书目： 陈英南,刘玉兰.常用化工单元设备的设计.华东理工大学出版社.20052上海医药设计院编.化工工艺设计手册(第二版).化学工业出版社.19963江体乾等.化工工艺手册.上海科学技术出版社.19924茅晓东,李建伟.典型化工设备机械设计指导.华东理工大学出版社.19955化学工程手册编委.化学工程手册(第1篇)化工基础数据.化学