板式精馏塔装置设计.rar

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说明书
目录
前言………………………………………………………………1
第一部分 工艺流程…………………………………………….1
(1) 简述精馏原理……………………………………………..1
(2) 简介工艺流程……………………………………………..1
1. 操作方面的要求……………………………………………1
2. 热能的利用…………………………………………………1
第二部分 产品流量……………………………………………2
(1) 计算物料组成…………………………………………….2
1. 质量分率………………………………………………….…2
2. 摩尔分率…………………………………………………….2
(二) 计算混合液体密度……………………………………….2
(三) 物料衡算………………………………………………….2
第三部分 确定实际塔板数及进料板位置……………………3
(1) 计算最小回流比………………………………………….3
(2) 确定实际回流比………………………………………….3
(3) 用图解法求理论板数及进料板位置…………………….3
(4) 求板效率………………………………………………….3
(5) 确定实际板数及进料位置……………………………….3
第四部分 板结构设计…………………………………………4
(1) 收集求取原始数据……………………………………….4
1. 气体密度………………………………………………...…..4
2. 液体表面张力……………………………………………….4
3. 气液相负荷………………………………………………….4
(2) 初选塔径及板间距…………………………………….....4
1. 选板间距………………………………………………….…4
2. 板上清液层高度…………………………………………….4
3. 空塔气速…………………………………………………….4
4. 塔径………………………………………………………….4
5. 实际塔气速………………………………………………….4
6. 校核………………………………………………………….4
(3) 塔高计算…………………………………………………..4
(4) 塔板结构设计……………………………………………..4
1. 溢流型式的确定………………………………………….….4
2. 溢流装置的设计……………………………………………..4
3. 阀孔气速及浮阀排列………………………………………..4
第五部分 流体力学校核………………………………………..5
1. 雾沫夹带校核………………………………………………...5
2. 泡沫夹带……………………………………………………...5
3. 液体的不均匀流动校核……………………………………...5
4. 气体通过塔板时,压力降的校核……………………………..5
5. 淹塔校核……………………………………………………...5
6. 漏液…………………………………………………………...5
第六部分 塔板负荷性能图……………………………………..6
(1) 雾沫夹带过量线…………………………………………...6
(2) 液泛线……………………………………………………..6
(3) 液相负荷上限线…………………………………………..6
(4) 液相负荷下限线…………………………………………..6
(5) 泄露线……………………………………………………..6
(6) 操作线……………………………………………………..6
第七部分 热量衡算…………………………………………….7
(1) 加热蒸汽消耗量…………………………………………..7
1. 加热蒸汽带入的热量…………………………………..……7
2. 原料带入的热量……………………………………………..7
3. 回流液带入的热量…………………………………………..7
4. 塔顶蒸汽带出的热量………………………………………..7
5. 再沸气内残液带出的热量…………………………………..7
6. 由精馏塔壁损失的热量……………………………………..7
(2) 全凝器中冷凝水的消耗量………………………………...7
(3) 塔顶冷却器中冷却水消耗量………………………………7
(4) 预热器的热蒸汽的消耗量…………………………………7
设计总结………………………………………………………….8
附录一. 设计计算结果…………………………………………..9

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二 前言
1目的： A 初步掌握化工设计的基础知识，设计的原则方法。
B建立工程经济意识，不但要理论正确，还要技术可行，经济合理。
C 学会查询技术资料的方法。
2 设计任务：设计一台分离丙酮—甲醇混合溶液的常压连续精馏浮阀塔
设计性质：塔设备的工艺设计计算
设计条件：
1）操作方式：连续操作
2）原料处理量：55400 吨/年
3）原料温度：25°C
4）操作压力：101.3KN/
5）进料状态：泡点进料
6）料液组成：含丙酮32%（质量分数，下同）
7）产品要求：馏出液含丙酮75% 残液含丙酮3%
8）产品温度：塔顶塔底均以25°C为最终产品温度
9）加热用饱和蒸汽的压力：2kgf/ (表压力)冷却水进口温度 ：20°C
10）年生产时间330天/年 24小时/天
3 所设计塔的类型： 浮阀式精馏塔
优点：板间有专供液体流通的降液管，带有降液管的塔板上有若干直径教大的均匀圆孔，孔上覆以可以在一定范围内自由活动的浮阀。由孔上升的气流经过浮阀与塔板间的间隙与塔板上横流的液体接触
缺点：降液管约占去塔板面积20%，影响了塔的生产能力。而且液体横过塔板的时候要克服各种阻力，因而使板上液层出现液面落差，当液面落差较大的时候 能够引起板上气体分布不均匀，降低塔的分离效率。
采取措施：适当安排错流塔板的降液管位置和堰高度。可以控制板上液体流径和液层的厚度，以获得较高的传质效率。从而使塔的结构更加先进合理。
塔的类型包括：1 溢流形式 2 降液管
3 浮阀 4 有无进出口堰
4 本塔设计原则：
1）具有较大的生产能力。满足工艺要求，另外还要有一定的潜力。
2）节省能源，综合利用余热。
3）经济合理，冷却水进出口温度的高低，一方面影响到冷却水用量。另一方面影响到所需传热面积的大小。即对操作费用和设备费用均有影响，因此设计是否合理的利用热能R等直接关系到生产过程的经济利益
5 丙酮-甲醇的用途
丙酮的用途： 丙酮是一种重要的有机化工原料，主要用于制造塑料、涂料的溶剂，是生产双酚A、丙酮氰醇MMA甲基丙稀酸甲酯等重要的原料，并广泛用于医药、农药、石油炼制和化工领域。
甲醇的用途： 甲醇是一种重要的有机化工原料，主要用于生产甲醛，消耗量要占到甲酵总产量的一半，甲醛则是生产各种合成树脂不可少的原料。用甲醇作甲基化试剂可生产丙烯酸甲酯、对苯二甲酸二甲酯、甲胺、甲基苯胺、甲烷氯化物等；甲酵羰基化可生产醋酸、醋酐、甲酸甲酯等重要有机合成中间体，它们是制造各种染料、药品、农药、炸药、香料、喷漆的原料，目前用甲醇合成甲醇是一种重要的有机溶剂，其溶解性能优于乙醇，可用于调制油漆。乙二醇、乙醛、乙醇也日益受到重视。甲醇是一种优良燃料可作能源。甲醇还可以做防冻剂。
在化工生产中，精馏是最常用的单元操作,，是分离均相液体混合物的最有效方法之一。在化学工业中，总能耗的40%用于分离过程，而其中的95%是精馏过程消耗的因此，有必要开辟多种途径来回收利用余热，降低再沸器能耗，实现精馏节能。同时，精馏所需费用在生产装置的总投资及操作费中占了相当大的比例。因此，精馏塔的优化设计无论是对节省投资，还是降低能耗，都具有非常重要的意义。
随着能源价格的不断上涨，精馏系统的节能在化学工业的节能中占有越来越重要的地位,有关精馏过程的节能措施一直是人们普遍关注的问题,降低精馏消耗的途径是多种多样的,无论采用哪一种措施,均能获得一定程度的节能效果,但有些措施操作复杂,实施起来有一定的难度。实际上,在精馏塔设计时如果能够注意回流比的选择,进料温度及进料状态的合理确定,均能得到较好的节能效果
本次设计是针对丙酮-甲醇体系进行的常压连续精馏浮阀塔的设计。