甲醇水汽液平衡
ropt 1.01670 1.01772 1.02178 1.02687 1.03195 1.03703 1.04212 R/Rmin 1.000 1.001 1.005 1.01 1.015 1.02 1.025
年总费
用1344560.33 1329387.8
1
1318482
.1
1314831.
5
% 2.37% 1.22% 0.39% 0.07% 0.06% 0.08% 0.11% ropt 1.04720 1.05228 1.05533 1.05737 1.06754 1.07770 1.08787 R/Rmin 1.03 1.035 1.038 1.04 1.05 1.06 1.07
年总费
用
% 0.25% 0.36% 0.42% 0.46% 0.77% 1.05% 1.41% ropt 1.09804 1.10820 1.11837 1.22004 1.32171 1.42338 1.52505 R/Rmin 1.08 1.09 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5
年总费
用
% 1.73% 2.06% 2.67% 6.57% 10.67% 14.94% 19.25% ropt 1.62672 1.72839 1.83006 1.93173 2.0334 0 0
R/Rmin 1.6 1.7 1.8 1.9 2 0 0
年总费用1557936.
5
1607201.
2
% 36.56% 41.37% 46.48% 51.27% 56.16% 31.05% 35.19%
附录二甲醇—水汽液平衡数据(摩尔组成)
t x y t x y
100.00 0.00 0.000 75.30 0.40 0.729 96.40 0.02 0.134 73.10 0.50 0.779 93.50 0.04 0.234 71.20 0.60 0.825 91.20 0.06 0.304 69.30 0.70 0.870 89.30 0.08 0.365 67.60 0.80 0.915 87.70 0.10 0.418 66.00 0.90 0.958 84.40 0.15 0.517 65.00 0.95 0.979 81.70 0.20 0.579 64.50 1.00 1.000 78.00 0.30 0.665
附录一甲醇—水系统的主要物理性质
附录三优化设计程序源代码
优化程序
'定义全局变量
Dim J1#, J2#, J3#, J4#, JJ#
Dim N#, R#, Ropt#
Dim lilunbanshu#, jinliaoweizhi%, tajing#, chukouwendu#, chuanremianji#, zongtagao#, tiliuduanbanshu#, jinliuduanbanshu#
Dim XF#, F#, q#, XD#, D#, td#, rD#, po#, u#, Rmin#, t1#, Cw#, Cp#, SI#, HETP#
Dim Co#, HA#, f1#, f2#, a#, b#, FL#, θ#, ρ#, bo#, Fc#
'优化所需参数
Public Sub Form_Load()
XF = 0.3151: F = 402.34: q = 1
XD = 0.982: D = 128.97: td = 64.93: rD = 35373.48: po = 101.3
u = 5.4464: Rmin = 1.0167
t1 = 20: Cw = 0.0002: Cp = 4.1875: Co = 0.03: cpa = 15674.4
HETP = 0.462: HA = 6
f1 = 1: f2 = 6.5: a = 487: b = 0.72: SI = 3.73
FL = 6.22: θ= 7200: ρ= 7860: bo = 0.005: Fc = 0.125
Text1.Text = 402.34
Text2.Text = 0.3151
Text3.Text = 128.97
Text4.Text = 0.982
Text5.Text = 35373.48
Text6.Text = 64.93
Text7.Text = 1
Text8.Text = 1.0167
Text9.Text = 7200
Text10.Text = 3.73
Text11.Text = 0.125
Text12.Text = 6.22
Text13.Text = 0.005
Text14.Text = 7860
Text15.Text = 5.4464
Text16.Text = 0.462
Text17.Text = 6
Text18.Text = 15674.4
Text19.Text = 0.0002
Text20.Text = 4.1875
Text21.Text = 20
Text22.Text = 2000
Text23.Text = 1
Text24.Text = 6.5
Text25.Text = 487
Text26.Text = 0.72
Text27.Text = 0.03
Text28.Text = 1.01
Text29.Text = 2
Text30.Text = 0.0001
Text31.Text = " "
Text32.Text = " "
Text33.Text = " "
Text34.Text = " "
Text35.Text = " "
Text36.Text = " "
Text37.Text = " "
Text38.Text = " "
Text39.Text = " "
Text40.Text = " "
Text41.Text = " "
Text42.Text = " "
Text43.Text = " "
Text44.Text = " "
Text45.Text = " "
Text46.Text = " "
Text47.Text = " "
End Sub
'主程序
Private Sub Command1_Click() '菲波拿契法求Ropt
Dim Aa#, Bb#, W#(1 To 50), i%, K%, N#, M%, R1#, R2#, ε# Dim JJ1#, JJ2#
Aa = 1.01 * Rmin: Bb = 2 * Rmin '搜索区间[Aa,Bb]
W(1) = 1: W(2) = 2: W(3) = 3: i = 1: ε= 0.0001
Do While W(i + 2) <= ((Bb - Aa) / ε)
i = i + 1
W(i + 2) = W(i) + W(i + 1)
Loop
R1 = Aa + (Bb - Aa) * W(i) / W(i + 2): JJ1 = j(R1)
N = i + 2: K = 1: M = 0
Do While K <> N - 1
If M = 0 Then
R2 = Aa + (Bb - Aa) * W(N - K) / W(N - K + 1)
JJ2 = j(R2)
Else
R1 = Aa + (Bb - Aa) * W(N - K - 1) / W(N - K + 1)
JJ1 = j(R1)
End If
If JJ1 < JJ2 Then
Bb = R2: R2 = R1: JJ2 = JJ1: M = 1
Else
Aa = R1: R1 = R2: JJ1 = JJ2: M = 0
End If
K = K + 1
Loop
R = (Aa + Bb) / 2
Ropt = R
JJ = j(R)
Text31.Text = Ropt
Text32.Text = Rmin
Text45.Text = Ropt / Rmin
Text33.Text = lilunbanshu
Text34.Text = zongtagao
Text40.Text = J1
Text41.Text = J2
Text42.Text = J3
Text43.Text = J4
Text44.Text = JJ
Text37.Text = tajing
Text38.Text = chukouwendu
Text39.Text = chuanremianji
Text46.Text = Ropt * D
Text47.Text = (Ropt + 1) * D
Text35.Text = tiliuduanbanshu * HETP
Text36.Text = jinliuduanbanshu * HETP
End Sub
'J函数
Public Function j(R#) As Double
Call jjj1(R#, J1#)
Call jjj2(R#, J2#)
Call jjj3(R#, J3#)
Call jjj4(R#, J4#)
j = J1 + J2 + J3 + J4
End Function
'求J1
Public Sub jjj1(R#, J1#)
Dim DT#, H#, Ws#, CH#
Call tabanshu(R#, N#)
DT = Sqr((R + 1) * D * 22.4 / (3600 * 0.785 * u) * (273 + td) / 273 * 101.3 / po)
H = N * HETP + HA
Ws = 3.14 * DT * (H + 0.8116 * DT) * bo * ρ'ρ为碳钢的密度
CH = FL * Exp(6.95 + 0.1808 * Log(Ws) + 0.02468 * (Log(Ws)) ^ 2 + 0.0158 * H / DT)
J1 = SI * (Fc + 0.06) * CH
tajing = DT
zongtagao = H
End Sub
'求J2
Public Sub jjj2(R#, J2#)
Dim xx1#, xx0#, CD#, ff#, df#, t2#, AD#, KD#
KD = 2000: xx1 = 70
Do '牛顿迭代法求冷却水最佳出口温度t2
xx0 = xx1
CD = 1.3 * SI * a * b * f1 * f2 * Fc * ((R + 1) * D * rD / (td - t1)) ^ (b - 1) / KD ^ b
ff = -Cw * θ/ Cp + CD * ((xx0 - 1) / xx0 / Log(xx0)) ^ (1 - b) * (xx0 - 1 - Log(xx0))
df = CD * ((xx0 - 1) / xx0 / Log(xx0)) ^ (2 - b) * ((b - 1) * (xx0 - 1 - Log(xx0)) ^ 2 / (xx0 - 1) ^ 2 + Log(xx0))
xx1 = xx0 - ff / df
Loop Until Abs(xx1 - xx0) < 0.000001
t2 = td - (td - t1) / xx1 't2opt
chukouwendu = t2
AD = (R + 1) * D * rD * Log((td - t1) / (td - t2)) / KD / (t2 - t1) '传热面积
chuanremianji = AD
J2 = Cw * θ* (R + 1) * D * rD / Cp / (t2 - t1) + 1.3 * SI * Fc * f1 * f2 * a * AD ^ b
End Sub
'求J3
Public Sub jjj3(R#, J3#)
Dim Z#, Cz#
Cz = 0.03
Z = ((R + 1) * D - (1 - q) * F) * 18
J3 = Z * Cz * θ
End Sub
'求J4
Public Sub jjj4(R#, J4#)
Dim ho#, cpa!, HETP!
cpa = 15674.4: HETP = 0.462
Call tabanshu(R#, N#)
ho = N * HETP
DT = Sqr((R + 1) * D * 22.4 / (3600 * 0.785 * u) * (273 + td) / 273 * 101.3 / po)
J4 = 3.14 / 4 * DT ^ 2 * ho * cpa * Fc
End Sub
'塔板数的计算
Public Sub tabanshu(R#, N#)
Dim ye#, XW#
Dim X!(100), Y!(100), xx!(100), i%, n1#
td = 64.93: F = 402.34: XD = 0.982: XF = 0.3151: ηd = 0.999: D = 128.97: Rmin = 1.0167
V = (R + 1) * D: W = F + V - D: XW = (F * XF - D * XD) / W
i = 1: Y(1) = 0.982: X(1) = 0.9702
Do
If X(i) > XF Then
Y(i + 1) = R * X(i) / (R + 1) + XD / (R + 1)
n1 = i + 1 + (X(i) - XF) / (X(i) - X(i + 1))
Else
Y(i + 1) = W * (X(i) - XW) / V
If X(i) < XW Then Exit Do
End If
i = i + 1
xx(i) = (Y(i) / (3.3874 * (1 - Y(i)))) ^ (1 / 0.7977)
X(i) = xx(i) / (1 + xx(i))
Loop
N = i - 1 + (X(i - 1) - XW) / (X(i - 1) - X(i))
lilunbanshu = N
tiliuduanbanshu = n1
jinliuduanbanshu = N - n1
End Sub
调整ROPT程序：
'定义全局变量
Dim J1#, J2#, J3#, J4#, JJ#
Dim N#, R#, Ropt#
Dim lilunbanshu#, jinliaoweizhi%, tajing#, chukouwendu#, chuanremianji#, zongtagao#, tiliuduanbanshu#, jinliuduanbanshu#
Dim XF#, F#, q#, XD#, D#, td#, rD#, po#, u#, Rmin#, t1#, Cw#, Cp#, SI#, HETP#
Dim Co#, HA#, f1#, f2#, a#, b#, FL#, θ#, ρ#, bo#, Fc#
'优化所需参数
Public Sub Form_Load()
XF = 0.3151: F = 402.34: q = 1
XD = 0.982: D = 128.97: td = 64.93: rD = 35373.48: po = 101.3
u = 5.4464: Rmin = 1.0167
t1 = 20: Cw = 0.0002: Cp = 4.1875: Co = 0.03: cpa = 15674.4
HETP = 0.462: HA = 6
f1 = 1: f2 = 6.5: a = 487: b = 0.72: SI = 3.73
FL = 6.22: θ= 7200: ρ= 7860: bo = 0.005: Fc = 0.125
Text2.Text = 0.3151 Text3.Text = 128.97 Text4.Text = 0.982 Text5.Text = 35373.48 Text6.Text = 64.93 Text7.Text = 1
Text8.Text = 1.0167 Text9.Text = 7200 Text10.Text = 3.73 Text11.Text = 0.125 Text12.Text = 6.22 Text13.Text = 0.005 Text14.Text = 7860 Text15.Text = 5.4464 Text16.Text = 0.462 Text17.Text = 6
Text18.Text = 15674.4 Text19.Text = 0.0002 Text20.Text = 4.1875 Text21.Text = 20 Text22.Text = 2000 Text23.Text = 1
Text24.Text = 6.5 Text25.Text = 487 Text26.Text = 0.72 Text27.Text = 0.03 Text28.Text = 1.01 Text29.Text = 2
Text30.Text = 0.0001 Text31.Text = " " Text32.Text = " " Text33.Text = " " Text34.Text = " " Text35.Text = " " Text36.Text = " " Text37.Text = " " Text38.Text = " " Text39.Text = " " Text40.Text = " " Text41.Text = " " Text42.Text = " " Text43.Text = " " Text44.Text = " "
Text46.Text = " "
Text47.Text = " "
End Sub
'主程序
Private Sub Command1_Click() '菲波拿契法求Ropt R = Text31.Text
Ropt = R
JJ = j(R)
Text32.Text = Rmin
Text45.Text = Ropt / Rmin
Text33.Text = lilunbanshu
Text34.Text = zongtagao
Text40.Text = J1
Text41.Text = J2
Text42.Text = J3
Text43.Text = J4
Text44.Text = JJ
Text37.Text = tajing
Text38.Text = chukouwendu
Text39.Text = chuanremianji
Text46.Text = Ropt * D
Text47.Text = (Ropt + 1) * D
Text35.Text = tiliuduanbanshu * HETP
Text36.Text = jinliuduanbanshu * HETP
End Sub
'J函数
Public Function j(R#) As Double
Call jjj1(R#, J1#)
Call jjj2(R#, J2#)
Call jjj3(R#, J3#)
Call jjj4(R#, J4#)
j = J1 + J2 + J3 + J4
End Function
'求J1
Public Sub jjj1(R#, J1#)
Dim DT#, H#, Ws#, CH#
Call tabanshu(R#, N#)
DT = Sqr((R + 1) * D * 22.4 / (3600 * 0.785 * u) * (273 + td) / 273 * 101.3 / po)
If DT < 1 Then
DT = Int(DT * 10 + 1) / 10
Else
DT = Int(DT * 5 + 1) * 0.2
End If
H = N * HETP + HA
Ws = 3.14 * DT * (H + 0.8116 * DT) * bo * ρ'ρ为碳钢的密度
CH = FL * Exp(6.95 + 0.1808 * Log(Ws) + 0.02468 * (Log(Ws)) ^ 2 + 0.0158 * H / DT)
J1 = SI * (Fc + 0.06) * CH
tajing = DT
zongtagao = H
End Sub
'求J2
Public Sub jjj2(R#, J2#)
Dim xx1#, xx0#, CD#, ff#, df#, t2#, AD#, KD#
KD = 2000: xx1 = 70
Do '牛顿迭代法求冷却水最佳出口温度t2
xx0 = xx1
CD = 1.3 * SI * a * b * f1 * f2 * Fc * ((R + 1) * D * rD / (td - t1)) ^ (b - 1) / KD ^ b
ff = -Cw * θ/ Cp + CD * ((xx0 - 1) / xx0 / Log(xx0)) ^ (1 - b) * (xx0 - 1 - Log(xx0))
df = CD * ((xx0 - 1) / xx0 / Log(xx0)) ^ (2 - b) * ((b - 1) * (xx0 - 1 - Log(xx0)) ^ 2 / (xx0 - 1) ^ 2 + Log(xx0))
xx1 = xx0 - ff / df
Loop Until Abs(xx1 - xx0) < 0.000001
甲醇-水精馏课程设计—化工原理课程设计
甲醇-水分离过程板式精馏塔的设计 1.设计方案的确定 本设计任务为分离甲醇和水混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷凝冷却后送至储罐。该物系属易分离物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的1.8倍。塔釜采用间接蒸汽加热①。 2.精馏塔的物料衡算 2.1.原料液及塔顶、塔顶产品的摩尔分率 甲醇的摩尔质量M A=32.04kg/kmol 水的摩尔质量M B=18.02 kg/kmol x F= 0.46/32.04 0.324 0.46/32.040.54/18.02 = + x D= 0.95/32.04 0.914 0.95/32.040.05/18.02 = + x W= 0.03/32.04 0.0171 0.03/32.040.97/18.02 = + 2.2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 M F=0.324*32.04(10.324)*18.0222.56 +-=kg/kmol M D=0.914*32.04(10.914)*18.0230.83 -=kg/kmol M W=0.0171*32.04(10.0171)*18.0218.26 +-=kg/kmol 2.3.物料衡算 原料处理量F= 30000*1000 184.7 24*300*22.56 =kmol/h 总物料衡算184.7=D+W 甲醇物料衡算184.7*0.324=0.914D+0.0171W 联立解得D=63.21 kmol/h W=121.49 kmol/h 3.塔板数的确定 3.1.理论塔板层数N T的求取 3.1.1.由手册查的甲醇-水物系的气液平衡数据
甲醇—水汽液平衡
ropt 1.01670 1.01772 1.02178 1.02687 1.03195 1.03703 1.04212 R/Rmi n 1.000 1.001 1.005 1.01 1.015 1.02 1.025 年总费 用1344560.331329387. 81 131848 2.113143781314188 131444 6 1314831 .5 % 2.37% 1.22%0.39%0.07%0.06%0.08%0.11% ropt 1.04720 1.05228 1.05533 1.05737 1.06754 1.07770 1.08787 R/Rmi n 1.03 1.035 1.038 1.04 1.05 1.06 1.07 年总费 用13166691318084131892 613194461323555 132714 91331896 %0.25%0.36%0.42%0.46%0.77% 1.05% 1.41% ropt 1.09804 1.10820 1.11837 1.22004 1.32171 1.42338 1.52505 R/Rmi n 1.08 1.09 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 年总费 用13360731340516134841 913997381453550 150966 71566271 % 1.73% 2.06% 2.67% 6.57%10.67%14.94%19.25% ropt 1.62672 1.72839 1.83006 1.93173 2.033400 R/Rmi n 1.6 1.7 1.8 1.9200 年总费 用16234851680658174132 217983651856501 155793 6.5 1607201 .2 %36.56%41.37%46.48%51.27%56.16%31.05%35.19%
二元汽液平衡数据
一、实验目的 1．测定甲醇—乙醇二元体系在常压下的气液平衡数据，绘制相图。 2．通过实验了解平衡釜的结构，掌握气液平衡数据的测定方法和技能。 3．掌握气相色谱仪的操作。 4．应用Wilson方程关联实验数据。 二、实验原理 气液平衡数据是化学工业发展新产品、开发新工艺、减少能耗、进行三废处理的重要 基础数据之一。化工生产中的蒸馏和吸收等分离过程设备的设计、改造以及对最佳工 艺条件的选择，都需要精确可靠的气液平衡数据。化工生产过程均涉及相间物质传递，故气液平衡数据的重要性是显而易见的。随着化工生产的不断发展，现有气液平衡数 据远不能满足需要。许多物系的平衡数据，很难由理论直接计算得到，必须由实验测定。相平衡研究的经典方法是首先测定少量的实验数据，然后选择合适的模型关联， 进而计算平衡曲线；这其中，最常用到的是状态方程法和活度系数法。 气液平衡数据实验测定方法有两类，即间接法和直接法。直接法中有静态法、流动法 和循环法等。其中以循环法应用最为广泛。若要测得准确的气液平衡数据，平衡釜的 选择是关键。现已采用的平衡釜形式有多种，且各有特点，应根据待测物系的特征， 选择适当的釜型。平衡釜的选择原则是易于建立平衡、样品用量少、平衡温度测定准确、气相中不夹带液滴、液相不返混及不易爆沸等。用常规的平衡釜测定平衡数据， 需样品量多，测定时间长。本实验用的小型平衡釜主要特点是釜外有真空夹套保温， 釜内液体和气体分别形成循环系统，可观察釜内的实验现象，且样品用量少，达到平 衡速度快。 以循环法测定气液平衡数据的平衡釜类型虽多，但基本原理相同，如图1所示。当体 系达到平衡时，两个容器的组成不随时间变化，这时从A和B两容器中取样分析，即 可得到一组平衡数据。
甲醇_甲缩醛_甲醛_水四元系的汽液平衡
第17卷第3期1998年9月 南昌水专学报 Journal of Nanchang College of Water Conservancy and Hydroelectric Pow er Vol.17No.3 S ep.1998 甲醇)甲缩醛)甲醛)水四元系的汽液平衡* 邱祖民(南昌大学南昌330029) 柳雪芳(上饶地区工业学校上饶334000) 倪柳芳(上饶地区技术监督局上饶334000) 屈芸(南昌大学南昌330029) 摘要检验了文献[1]热力学模型的准确性,并用该模型推算了难于测定的甲醇)甲醛、甲缩醛)甲醛及甲醇)甲缩醛)甲醛的汽液平衡. 关键词汽液平衡;热力学模型;甲醇;甲醛;甲缩醛 中图分类号O642.4 0引言 针对含甲醛多元系汽液平衡数据难于测准,相应的热力学模型难建且求解困难的特点,笔者采用泵式沸点计建立起来的一套测试装置能较准确地用于含甲醛多元系汽液平衡数据的测定[2].采用甲醛虚拟饱和蒸汽压[3]的方法能方便地建立起含甲醛多元系汽液平衡的热力学模型,且该模型易解,适合于工程计算.文献[1]研究了甲醇)甲缩醛)甲醛)水四元系的汽液平衡行为,使用泵式沸点计测试,甲醛虚拟饱和蒸汽压法处理,建立了该四元系的热力学模型,本文旨在进一步验证该模型的准确性,预测一些不易获取的甲醛多元系汽液平衡数据. 1热力学模型[1] 相平衡方程:P S i f S i X i exp[V L mi(P-P S i)/R/T]r i=P Y i f^i P S F c f S F X F exp[V L mF(P-P S F c)/R/T]r F=P Y F f^F 式中P S F c=P C F exp[4.5+4.5/T r-11.91/T2r][2] 甲醇)甲缩醛)甲醛)水四元系所含二元系的Wilson模型参数如表1所示. 表1二元系的W ilson模型参数表 系统水)))甲醇甲缩醛)))水水)))甲醛甲醇)))甲缩醛甲醇)))甲醛甲醛)))甲缩醛参数225.3144.1629.12271.70.5875-65.9903.8-3450.23050715 *江西省自然科学基金资助项目 收稿日期:1998-04-30
甲醇与水
南京工业大学 《化工原理》专业课程设计 设计题目 甲醇-水体系浮阀精馏塔的设计 学生姓名 高辰珏 班级、学号 化工081004 指导教师姓名 冯晖 课程设计时间2010年 12月 14日-2010年12月 30日 课程设计成绩 指导教师签字
化学化工学院 课程名称：化工原理课程设计 设计题目：甲醇-水体系浮法精馏塔的设计学生姓名：高辰珏专业：化学工程与工艺班级学号：化工081004 设计日期：2010-12-14至2010-12-30 设计任务：乙醇-水体系 设计条件及任务： 进料流量：F＝210kmol/h 进料组成：X f=0.20（摩尔分率） 进料热状态：泡点进料 要求塔顶产品浓度X D=0.99 易挥发组分回收率η≥0.99
目录 概述 (7) 第一章总体操作方案的确定 ◆1.1操作压强的选择 (9) ◆1.2物料的进料热状态 (9) ◆1.3回流比的确定 (10) ◆1.4塔釜的加热方式 (10) ◆1.5回流的方式方法 (10) 第二章精馏的工艺流程图的确定 (11) 第三章理论板数的确定 ◆3.1物料衡算 (12) ◆3.2物系相平衡数据 (12) ◆3.3确定回流比 (13) ◆3.4理论板数N T的计算以及实际板数的确定 (13) 第四章塔体主要工艺尺寸的确定 ◆4.1各设计参数 (16) ◆4.2精馏段塔径塔板的实际计算 (22) 4.2.1精馏段汽、液相体积流率 4.2.2塔径塔板的计算 4.2.3塔板流体力学的验算 4.2.4塔板负荷性能图及操作弹性
◆4.3提馏段塔径塔板的实际计算 (35) 4.3.1精馏段汽、液相体积流率 4.3.2塔径塔板的计算 4.3.3塔板流体力学的验算 4.3.4塔板负荷性能图及操作弹性 第五章浮阀塔板工艺设计计算结果 (47) 第六章辅助设备及零件设计 ◆5.1塔顶全凝器的计算及选型 (49) ◆5.2塔底再沸器面积的计算及选型 (53) ◆5.3其他辅助设备计算及选型 (54) 第七章设计感想 (60) 第八章致谢 (61) 第九章参考文献 (61)
甲醇--水
1、前言 1．1塔设备的类型 塔设备是化工、石油等工业中广泛使用的重要生产设备。塔设备的基本功能在于提供气、液两相以充分接触的机会，使质、热两种传递过程能够迅速有效地进行；还要能使接触之后的气、液两相及时分开，互不夹带。因此，蒸馏和吸收操作可在同样的设备中进行。 根据塔内气液接触部件的结构型式，塔设备可分为板式塔与填料塔两大类。 板式塔内沿塔高装有若干层塔板(或称塔盘)，液体靠重力作用由顶部逐板流向塔底，并在各块板面上形成流动的液层；气体则靠压强差推动，由塔底向上依次穿过各塔板上的液层而流向塔顶。气、液两相在塔内进行逐级接触，两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。 填料塔内装有各种形式的固体填充物，即填料。液相由塔顶喷淋装置分布于填料层上，靠重力作用沿填料表面流下；气相则在压强差推动下穿过填料的间隙，由塔的一端流向另一端。气、液在填料的润湿表面上进行接触，其组成沿塔高连续地变化。 目前在工业生产中，当处理量大时多采用板式塔，而当处理量较小时多采用填料塔。蒸馏操作的规模往往较大，所需塔径常达一米以上，故采用板式塔较多；吸收操作的规模一般较小，故采用填料塔较多。 1．2板式塔的类型与选择 板式塔为逐级接触式气液传质设备。在一个圆筒形的壳体内装有若干层按一定间距放置的水平塔板，塔板上开有很多筛孔，每层塔板靠塔壁处设有降液管。气液两相在塔板内进行逐级接触，两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。板式塔的空塔气速很高，因而生产能力较大，塔板效率稳定，造价低，检修、清理方便。 按照塔内气液流动的方式，可将塔板分为错流塔板与逆流塔板两类。 错流塔板：塔内气液两相成错流流动，即流体横向流过塔板，而气体垂直穿过液层，但对整个塔来说，两相基本上成逆流流动。错流塔板降液管的设置方式及堰高可以控制板上液体流径与液层厚度，以期获得较高的效率。但是降液管占去一部分塔板面积，影响塔的生产能力；而且，流体横过塔板时要克服各种阻力，因而使板上液层出现位差，此位差称之为液面落差。液面落差大时，能引起板上气体分布不均，
甲醇-水精馏塔设计报告.
黄河水利职业技术学院毕业论文（设计）报告 题目：甲醇--水精馏塔的设计 学生：xxx 指导教师：xxx 专业：应用化工技术2班 2013年 12 月 25 日
甲醇--水精馏塔的工艺设计 作者：xxx 单位：黄河水利职业技术学院应用化工技术02班河南开封 475003 摘要：塔设备是最常采用的精馏装置，无论是填料塔还是板式塔都在化工生产过程中得到了广泛的应用，在此我们作板式塔的设计以熟悉单元操作设备的设计流程和应注意的事项是非常必要的。本设计对甲醇-水分离过程筛板精馏塔装置进行了设计，主要进行了以下工作：1、对主要生产工艺流程和方案进行了选择和确定。2、对生产的主要设备—筛板塔进行了工艺计算设计,其中包括：①精馏塔的物料衡算；②塔板数的确定；③精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算；④精馏塔的塔体工艺尺寸计算；⑤精馏塔塔板的主要工艺尺寸的计算。 3、绘制了生产工艺流程图和精馏塔设计条件图。 4、对设计过程中的有关问题进行了讨论和评述。本设计简明、合理，能满足初步生产工艺的需要，有一定的实践指导作用。 关键词：甲醇-水分离过程精馏塔
目录 1 精馏塔设计任务和概述 (1) 1.1简介 (1) 1.2 设计任务及要求 (1) 2 计算过程 (3) 2.1精馏塔的工艺计算 (3) 2.1.1精馏塔的物料衡算 (3) 2.1.2物料衡算 (3) 2.2 塔板数的确定 (4) 2.2.1 理论板层数N T的求取 (4) 2.2.2 实际板层数的求取 (5) 2.3 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (5) 2.3.1操作压力的计算 (5) 2.3.2操作温度的计算 (5) 2.3.3 平均摩尔质量的计算 (5) 2.3.4 平均密度的计算 (6) 2.3.5液相平均表面张力的计算 (7) 2.3.6 液体平均粘度的计算 (8) 2.4 精馏塔的塔底工艺尺寸计算 (8) 2.4.1塔径的计算 (8) 2.4.2 精馏塔有效高度的计算 (9) 2.5 塔板主要工艺尺寸的计算 (10) 2.5.1溢流装置的计算 (10) 2.5.2 塔板布置 (12) 2.6 筛板的流体力学验算 (13) 2.6.1 塔板压降 (13) 2.6.2 液面落差 (14) 2.6.3 液沫夹带 (14) 2.6.4 漏液 (15) 2.6.5 液泛 (15) 3管径的计算 (15) 3.1管径的选择 (15) 3.1.1加料管的管径 (15) 3.1.2塔顶蒸汽管的管径 (16) 3.1.3回流管管径 (16) 3.1.4料液排出管径 (16) 总结 (17) 参考文献 (21) 致谢 (22)
甲醇水精馏课程设计
4.3.2 前言 在炼油、石油化工、精细化工、食品、医药及环保等部门，塔设备属于使用量大，应用面广的重要单元设备。塔设备广泛用于蒸馏、吸收、萃取、洗涤、传热等单元操作中。所以塔设备的研究一直是国内外学者普遍关注的重要课题。 塔设备按其结构形式基本上可分为两类：板式塔和填料塔。以前，在工业生产中，当处理量大时多用板式塔，处理量小时采用填料塔。近年来由于填料塔结构的改进，新型的、高负荷填料的开发，既提高了塔的通过能力和分离效能又保持了压降小以性能稳定等特点。因此填料塔已被推广到大型汽液操作中。在某些场合还代替了传统的板式塔。如今，直径几米甚至几十米的大型填料塔在工业上已非罕见。随着对填料塔的研究和开发，性能优良的填料塔必将大量用于工业生产中。板式塔为逐级接触式汽液传质设备，它具有结构简单、安装方便、操作弹性大、持液量小等优点。同时也有投资费用较高、填料易堵塞等缺点。 本设计目的是分离甲醇-水混合液，处理量不大，故选用填料塔。 塔型的选择因素很多。主要因素有物料性质、操作条件、塔设备的制造安装和维修等。 1 与物性有关的因素 ①易起泡的物系在板式塔中有较严重的雾沫夹带现象或引起液泛，故选用填料塔为宜。因为填料不易形成泡沫。本设计为分离甲醇和水，故选用填料塔。 ②对于易腐蚀介质，可选用陶瓷或其他耐腐蚀性材料作填料，对于不腐蚀的介质，则可选金属性质或塑料填料，而本设计分离甲醇和水，腐蚀性小可选用金属填料。 2 与操作条件有关的因素 ①传质速率受气膜控制的系统，选用填料塔为宜。因为填料塔层中液相为膜状流、气相湍动，有利于减小气膜阻力。 ②难分离物系与产品纯度要求较高，塔板数很多时，可采用高效填料。