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1、南阳理工学院化工原理课程设计12020 年 6 月 23 日化 工 原 理 课 程 设 计 任 务 书生产能力 : 11700t/年年工作日 : 300 天进料组成 0.55馏出液组成0.98釜液组成 0.035( 以上均为摩尔分率)压力 : 常压进料加料热状况q=1.0塔顶全凝器泡点回流回流比1.9Rmin单板压降0.7kPa资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。一概要1.精馏与塔设备简介蒸馏是分离液体混合物的一种方法, 是传质过程中最重要的单元操作之一, 蒸馏的理论依据是利用溶液中各组分蒸汽压的差异 , 即各组分在相同的压力、 温度下 , 其探发性能不同 ( 或沸点不
2、同 ) 来实现分离目的。在工业中 , 广泛应用精馏方法分离液体混合物 , 从石油工业、 酒精工业直至焦油分离 , 基本有机合成 , 空气分离等等 , 特别是大规模的生产中精馏的应用更为广泛。蒸馏按操作可分为简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏、 特殊精馏等多种方式。按原料中所含组分数目可分为双组分蒸馏及多组分蒸馏。按操作压力则可分为常压蒸馏、加压蒸馏、减压 ( 真空 ) 蒸馏。另外 , 按操作是否连续蒸馏和间歇蒸馏。2.筛板塔在十九世纪初已应用与工业装置上, 但由于对筛板的流体力学研究很少, 被认为操作不易掌握, 没有被广泛采用。体系介绍甲醇水体系汽液平衡数据(101.325kPa):表 2-1x00.0
3、5310.07670.09260.12570.13150.16740.18180.20830.2319y00.28340.40010.43530.48310.54550.55850.57750.62730.6485t/ 10092.990.388.986.685.083.282.381.680.2x0.28180.29090.33330.35130.46200.52920.59370.68490.77010.87411.00y0.67750.68010.69180.73470.77560.79710.81830.84920.89620.91941.00t/ 78.077.876.776.273
4、.872.771.370.068.066.964.7甲醇、 水密度、 粘度、 表面张力在不同温度下的值: 表 2-25060708090100甲醇76075174373472571632020 年 6 月 23 日资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。水988.1983.2977.8971.8965.3958.4甲醇0.3500.3060.2770.2510.225水0.4790.4140.3620.3210.288甲醇18.7617.8216.9115.8214.89水66.264.362.660.758.8二、 设计说明书蒸馏过程按操作方式的不同 , 分为连续蒸馏和间
5、歇蒸馏两种流程。连续蒸馏具有生产能力大 , 产品质量稳定等优点 , 工业生产中以连续蒸馏为主。间歇蒸馏具有操作灵活、 适应性强等优点 , 但适合于小规模、 多品种或多组分物系的初步分离。故分离苯 -甲苯混合物体系应采用连续精馏过程。蒸馏是经过物料在塔内的多次部分气化与多次部分冷凝实现分离的 , 热量自塔釜输入 , 由冷凝器和冷却剂中的冷却介质将余热带走。塔顶冷凝装置可采用全凝器、分凝器 -全凝器两种不同的设置。工业上以采用全凝器为主, 以便准确控制回流比。三设计计算书1.设计参数的确定1.1 进料热状态根据设计要求 , 泡点进料 , q 1。1.2 加热方式精馏塔的设计中多在塔底加一个再沸器以
6、采用间接蒸汽加热以保证塔内有足够的热量供应; 由于甲醇 -水体系中 , 甲醇是轻组分由塔顶冷凝器冷凝得到, 水为重组分由塔底排出。因此本设计应采用再沸器提供热量, 采用3kgf/cm2( 温度42020 年 6 月 23 日资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。130) 间接水蒸汽加热。1.3 塔顶冷凝水的选择采用深井水 , 温度 t 121.4 回流比 ( R) 的选择实际操作的 R 必须大于 Rmin , 但并无上限限制。选定操作R 时应考虑 , 随 R选值的增大 , 塔板数减少 , 设备投资减少 , 但因塔内气、液流量 L, V, L,V 增加 ,势必使蒸馏釜加热量
7、及冷凝器冷却量增大, 耗能增大 ,既操作费用增大。若R 值过大 , 即气液流量过大, 则要求塔径增大, 设备投资也随之有所增大。其设备投资操作费用与回流比之间的关系如下图所示。总费用最低点对应的R 值称为最佳回流比。设计时应根据技术经济核算确定最佳R 值 , 常见的适宜R 值范围为 : R ( 1.22) Rmin 。2.理论塔板数的计算、实际板数的确定及热量衡算2.1 理论板数计算2.1.1 物料衡算已知进料量为11700t/年 , 进料组成 X F 0.55, 进料 q1一 天 以24 小 时 计 , 则 每 小 时 的 产 量 为1625kg/ 小 时 , 化 为 摩 尔 量 为52020 年 6 月 23 日