，有利于分离。减压操作降低了平衡温度，这样可以使用较低位的加热剂。但是降低压力也导致了塔直径的增加和塔顶冷凝温度的降低，而且必须使用抽真空设备，增加了相应的设备和操作费用。本次任务是甲醇和水体系，甲醇水这类的溶液不是热敏性物料，且沸点又不高，所以不需采用减压蒸馏。这类溶液在常压下又是液态，塔顶蒸气又可以用普通冷却水冷凝，因而也不需采用加压蒸馏。所以为了有效降低设备造价和操作费用对这类溶液可采用常压蒸馏。操作压强物料的进料热状态进料热状态有五种。原则上，在供热定的情况下，热量应尽可能由塔底输入，使产生的气相回流在全塔发挥作用，即宜冷也进料。但为使塔的操作稳定，免受季节气温的影响，常采用泡点进料。这样，塔内精馏段和提留段上升的气体量变化较小，可采用相同的塔径，便于设计和制造。但将原料预热到泡点，就需要增设个预热器，使设备费用增加。综合考虑各方面因素，决定采用泡点进料，即。回流比的确定对于定的分离任务，采用较大的回流比时，操作线的位置远离平衡线向下向对角线靠拢，在平衡线和操作线之间的直角阶梯的跨度增大,每层塔板的分离效率提高了，所以增大回流比所需的理论塔板数减少，反之理论塔板数增加。但是随着回流比的增加，塔釜加热剂的消耗量和塔顶冷凝剂的消耗量液随之增加，操作费用增加，所以操作费用和设备费用总和最小时所对应的回流比为最佳回流比。本次设计任务中，综合考虑各个因素，采用回流比为最小回流比的倍。即塔釜加热方式塔釜可采用间接蒸汽加热或直接蒸汽加热。直接蒸汽加热的优点是，可利用压强较低的加热蒸汽，并省掉间接加热设备，以节省操作费用和设备费用。但直接蒸汽加热，只适用于釜中残液是水或与水不互溶而易于分离的物料，所以通常情况下，多采用间接蒸汽加热。回流的方式方法液体回流可借助位差采用重力回流或用泵强制回流。采用重力回流可节省台回流泵，节省设备费用，但用泵强制回流，便于控制回流比。考虑各方面综合因素，采用重力回流。二精馏的工艺流程图的确定甲醇水溶液经预热至泡点后，用泵送入精馏塔。塔顶上升蒸气采用全冷凝后，部分回流，其余作为塔顶产品经冷却器冷却后送至贮槽。塔釜采用间接蒸汽再沸器供热，塔底产品经冷却后送入贮槽。理论板数的确定物料衡算ηη物系相平衡数据基本物性数据组分分子式分子量沸点熔点水甲醇常压下甲醇和水的气液平衡表确定回流比根据甲醇水气液平衡组成表和相对挥发度公式，求得算得相对挥发度平衡线方程为因为泡点进料所以代入上式得理论板数的计算以及实际板数的确定塔的汽液相负荷求操作线方程精馏段操作线方程提馏段操作线方程为逐板计算法求理论板层数精馏段理论板数平衡线方程为精馏段操作方程由上而下逐板计算，自开始到首次超过时止操作线上的点平衡线上的点因为时首次出现故第块理论版为加料版，精馏段共有块理论板。提馏段理论板数提馏段操作线方程已知,由上而下计算，直到首次越过时为止。操作线上的点平衡线上的点由于到首次出现，故总理论板数不足块总的理论板数包括再沸器实际板数的确定实际塔板数总板效率的计算根据汽液平衡表,由内插法求得塔顶温度塔釜温度平均温度又由奥克梅尔公式其中,代入上式得实际塔板层数算得实际塔板数块块其中精馏段块提馏段块提馏段不算塔釜块四塔体主要工艺尺寸的确定列出各设计参数⒈操作压力精馏段塔顶压力,取每层踏板压强进料板压力精馏段平均操作压力提馏段塔釜压力物性数据如下甲醇在膜温下，水在平均温度下甲醇水水设备的热参数水的流量平均温度差根据传热系数估计表取传热面积的估计值为安全系数取换热面积管子尺寸取水流速取管数根管长取管心距壳体直径取折流板采用弓形折流板，取折流板间距由上面计算数据，选型如下公称直径管子尺寸公称压力管子长管程数管数根壳程数管心距管子排列正三角排列核算管程壳程的流速及管程流通截面积管内水的流速水壳程流通截面积取壳内甲醇水流速当量直径计算流体阻力管程流体阻力设管壁粗糙度ε为，则ε,查得摩擦系数符合般要求壳程流体阻力，故管子排列为正三角形排列，取挡板数块代入得取污垢校正系数故管壳程压力损失均符合要求管程对流给热系数膜的雷诺数所以为垂直湍流管壳程对流给热系数计算传热系数取污垢热阻以管外面积为基准则计计算传热面积需计所选换热器合适塔底再沸器面积的计算及选型再沸器的选择列管式蒸发器对直径较大的塔，般将再沸器置于塔外。其管束可抽出，为保证管束浸于沸腾器液中，管束末端设溢流堰，堰外空间为出料液的缓冲区。其液面以上空间为气液分离空间。换热面积换热量为提考虑到的热损失后传热面积蒸汽温度为，冷液进口温度为，出口温度为则取传热系数其他辅助设备的计算及选型进料管进料管的结构类型很多，有直管进料管弯管进料管型进料管。本设计采用直管进料管。管径的计算，取，经圆整选取热轧无缝钢管，规格回流管回流液体积流量利用液体的重力进行回流，取适宜的回流速度，那么经圆整选取热轧无缝钢管，规格实际管内流速塔釜出料管釜残液的体积流量取适宜的输送速度则计经圆整选取热轧无缝钢管，规格实际管内流速再沸器蒸汽进口管设蒸汽流速为,计经圆整选取热轧无缝钢管，规格实际管内流速冷凝水管冷凝水进口温度为，水的物性数据水的物性数据,,冷凝水质量流率，取流速为管径选取热轧无缝钢管实际流速为冷凝水泵雷诺数取ε，，查图摩擦系数各管件及阀门阻力系数如下名称水管入口进口阀弯头半开型球阀ξ设管长为米,塔有效高度加裙座加全凝器高度取扬程取流量选择型离心泵,参数为流量,扬程,转速,泵效率η,轴功率进料泵塔总高不包括群座由下式决定式中塔高塔顶空间塔板间距开有人孔的塔板间距进料段高度塔底空间实际塔板数人孔数不包括塔顶空间与塔底空间的人孔数。已知实际塔板数为块，板间距,由于料液较清洁，无需经常清洗，可取每隔块板设个人孔，则人孔的数目为个取，块，每块取个人孔，个。的计算塔釡料液最好能在塔底有分钟的存储，所以取分钟来计算。则裙座高度取，所以总高度为。有效高度精馏段有效高度精提馏段有效高度提泵的选择料液罐的压强为常压，加料板的压强为进料口的高度为，进料段的表压为，管路阻力管路的高度为,所以要选个适合这个流量和高度的泵，查型离心泵性能表，使用重力回流从各个方面考虑下来，比较适合作进料泵，其有关参数为流量扬程转速气蚀余量泵效率轴功率配带功率预热器进料冷夜的温度为，经过加热器变成饱和液体温度为，用列管式加热器。原料加热采用压强为的饱和水蒸汽加热，温度为，冷凝温度至流体形式，采用逆流加热查表甲醇•水•摩尔分数根据上式可知•设加热原料温度由到考虑到的热损失后选择传热系数•计算传热面积取安全系数为实际七设计感想进行了整整两周的化工原理课程设计终于告段落，对我自己而言两周的辛勤劳动是收获颇丰的。总结于下对化工设计有了比较深刻的认识，在平常的化工原理课程学习中总是只针对局部进行了计算，而对参数之间的相互关联缺乏认识。平常的学习总会有题设的条件，省去了我们很多劳动，但在设计中大量用到了物性数据是我们需要自己去查取的。我学会了去互联网上查取这些数据，如在中科院过程工程研究所的数据库中就有许多我们所需要的数据。设计中我学会了离开老师进行自主学习，参看多本指导书，还查阅了些图书馆中的资料。刚开始的时候真的是完全没有方向，直到用了两周的时间慢慢的把这份设计做出来，这样的设计让我从中获得了些自信，觉得专业还是学了不少东西的，至少学会了种研究的方法，将来工作中或学习遇到了什么困难或从未接触过的领域，我也不再会感到畏惧。因为我已经有了定的自主研究的能力，我能通过自学慢慢的将问题化解。设计帮助我更好的熟悉了的操作。平常天天用电脑上网，进行些娱乐活动，真正这些实用的软件却触碰的很少，虽然以前有学过但隔的时间也比较久了，大多都淡忘了。设计教会了我耐心，很多地方都是需要先假设数据，再验算，不符合时再调整数据重新进行验算。很多地方我都不得不重复的算上好几遍，而且大量繁琐的计算要求我必须克服毛躁的毛病，计算必须准确到位才能更快的完成设计任务。八致谢本次设计能完全结束，离不开老师得辛勤指导和同学们的热心帮助。由于个人知识水平有限，在老师和同学的耐心帮助下才得以完成本次设计。在此，特别感谢马正飞老师和刘飞老师，以及化工班的同学们。同时也感谢学校和老师给我们个锻炼自己学习知识的机会。九参考文献管国锋,赵汝溥化工原理第二版北京化学工业出版社,年毕诚敬化工原理课程设计天津天津科学出版社，年化学工程编委会化学工程手册第卷，北京化学工业出版社，年化工设备设计全书编委会塔设备设计上海上海科学技术出版社,年国家医药管理局上海医药设计院化工工艺设计手册上下第二版北京化学工业出版社，年刘佩茹化工过程与设备北京中国轻工业出版社,年潘国昌,郭庆丰化工过程设备与设计北京化学工业出版社,年葛婉华,陈鸣德化工计算北京化学工业出版社,年董大勤化工设备机械基础第二版北京化学工业出版社,年崔子筠,崔子伟计算机绘图教程上海同济大学出版社,年邱景宏,宁宇中文应用培训教程北京高等教育出版社,年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指导教师姓名冯晖课程设计时间年月日年月日课程设计成绩设计说明书计算书及设计图纸质量，工作能力综合能力及设计过程表现，设计最终成绩五级分制指导教师签