目 录
前言 - 5 -
摘要 - 8 -
第1章 概述 - 8 -
第1.1节 求任务要 - 8 -
第1.2节 任务概述 - 9 -
第1.3节 设计思路 - 10 -
第2章 精馏塔的物料衡算 - 12 -
第2.1节 总物料衡算 - 12 -
第3章 全塔效率的估算 - 15 -
第3.1节 用奥康奈尔法对全塔效率进行估算： - 15 -
第4章 塔板数的确定 - 16 -
第4.1节 理论板层数NT的求取 - 16 -
第5章 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 - 17 -
第5.1节 操作压力的计算 - 17 -
第5.2节 操作温度的计算 - 17 -
第5.3节 平均摩尔质量的计算 - 18 -
第5.4节 平均密度的计算 - 20 -
第5.5节 平均黏度的计算 - 21 -
第 5.6节 平均表面张力的计算 - 22 -
第6章 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 - 23 -
第7章 塔板主要工艺尺寸的计算 - 26 -
第1节 精馏段 - 26 -
第2节 提馏段 - 29 -
第8章 筛板的流体力学验算 - 31 -
第1节 精馏段 - 31 -
第2节 提馏段 - 33 -
第9章 塔板负荷性能图 - 36 -
第1节 精馏段 - 36 -
第2节 提馏段 - 41 -
第10章 筛板塔设计计算结果： - 45 -
第11章 辅助设备的计算及选型 - 46 -
第1节 原料储罐 - 46 -
第2节 产品贮罐 - 47 -
第3节 原料预热器 - 47 -
第4节 塔顶全凝器 - 48 -
第5节 塔底再沸器 - 49 -
第6节 产品冷却器 - 49 -
第7节 精馏塔 - 50 -
第8节 管径的设计 - 50 -
第9节 泵的计算及选型 - 51 -
第12章 参考文献 - 52 -
第13章 符号说明 - 52 -
第14章 设计后的心得体会 - 55 -
第15章 致谢 - 55 -
前言
精馏的装置流程
精馏是分离液体混合物最常用的一种操作。在化工、炼油等工业中应用很广，他通过汽液两相的直接接触利用组分挥发度的差异，使易挥发组分向汽相传递。难混发的由汽相向液相传递，是汽液两相传递的过程。由精馏原理可知仅有精馏塔还不能完成精馏操时有塔底再沸器和塔顶冷凝器以保证必要的回流、有时还要配备原料预热器等才能实现整个操作。
精馏是多次简单蒸馏的组合。蒸馏操作是基于混合液中各组分在相同的温度条件下具有不同的挥发度，当加热至沸腾以后，将生成的蒸汽进行冷凝，其冷凝液组成与原来的混合液不同，其中易挥发组分的含量较前增加。如此不断汽化、冷凝操作，最后使混合液中的组分几乎以纯组分被分离开来。
精馏过程中、料液自塔的中部某适当的位置连续的加入塔内、塔顶设有冷凝器将塔顶蒸汽冷凝成液体。冷凝液的一部分回入塔顶、称为回流液，其余作为塔顶产品（馏出液）连续排出。精馏用于比较难分离的体系、用普通的精馏不能分离的体系则可用特殊的精馏。特殊精馏是在物系中加入第三组分、改变被分离组分的活度系数，增大组分间的相对挥发度、达到有效分离的目的。
根据生产上的不同要求、精馏操作可以是连续或间歇的、有特殊物系的体系还可以用恒沸精馏或催萃取精馏的特殊的方法进行分离。
精馏过程按操作过程可分为常压精馏、加压精馏和减压精馏。一般说来当总压强增大时，平衡时气象浓度与液相浓度接近、对分离不利，但对常压下为气态的混合物、可采用加压精馏，沸点高又是热敏性的混合物可采用减压精馏。
精馏塔的正常操作，主要应掌握三个平衡：物料平衡、汽液平衡和热量平衡。粗甲醇精馏过程的正常操作就是通过调节的手段，掌握好三个平衡。一般都是根据塔的负荷，给塔釜一定的供热量．建立热量平衡；随之达到一定的汽液平衡，然后用物料平衡作为经常的手段，控制热量平衡和汽液平衡的稳定。操作中往往是物料平衡首先改变(负荷、组成)，相应通过调节热量平衡(回流量、回流比)，而达到汽液平衡的目的(包括精甲醇质量、残液中含醇量、重组分的浓缩程度等)。自然，当塔釜供热量改变时使热量平衡遭受破坏，则应调节供热量使恢复平衡，同样的辅以物料平衡的调节(甚至塔负荷)，勿使塔内汽液平衡受到严重破坏。
经常用以判断精馏塔三个平衡的依据和调节平衡的主要参数为精馏塔的温度，塔温随着其他操作因素的变化而变化。
甲醇的性质及用途
甲醇俗称“木精”，是重要的有机化工产品，也是重要的有机化工原料，其分子式为 CH3OH,是碳化工的基础。甲醇产品除少量直接用于溶剂，抗凝剂和燃料外，绝大多数被用于生产甲醛，农药，纤维，医药，涂料等。随着甲醛等下游产品的不断开发，甲醇在化学工业中的作用必将越来越重要。
主要用途：工业甲醇的用途十分广泛，除可作许多有机物的良好溶剂外，主要用于合成纤维、甲醛、塑料、医药、农药、染料、合成蛋白质等工业生产，是一种基本的有机化工原料。甲醇和汽油（柴油）或其它物质可混合成各种不同用途的工业用或民用的新型燃料，甲醇和汽油混合可作为燃料用于运输业。基本有机原料之一。主要用于制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲胺和硫酸二甲酯等多种有机产品。也是农药（杀虫剂、杀螨剂）、医药（磺胺类、合霉素等）的原料，合成对苯二甲酸二甲酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸甲酯的原料之一。还是重要的溶剂，亦可掺入汽油作替代燃料使用。20世纪80年代以来，甲醇用于生产汽油辛烷
值添加剂甲基叔丁基醚、甲醇汽油、甲醇燃料，以及甲醇蛋白等产品，大大促进了甲醇生产的发展和市场需要。
双效三塔精馏工艺
双效三塔精馏的目的是更合理地利用热量，它采用了两个主精馏塔，第一主精馏塔加压蒸馏，操作压力为0.56---0.60 MPa ，第二主精馏塔为常压操作，第一主精馏塔由于加压操作，可使沸点升高，顶部气相甲醇液化温度约为121℃，远高于第二主精馏塔塔釜液体的沸点温度，将其冷凝潜热作为第二主精馏塔再沸器的热源。这一方法较双塔流程节约热能大约30%---40%左右，不仅节省了加热蒸汽，也节省了冷却用水，有效的利用了能量。两个主精馏塔塔板数增加了一倍，自然分离效率大大提高，然而其能耗却反而降低。
但是双效三塔精馏为加压精馏，加压塔对于向塔内提供热源的蒸汽要求较高，对受压容器的材料、壁厚及制造也有相应要求，投资较大。
粗甲醇进入预塔之前，先在粗甲醇预热器中，PH值控制在8左右。
由预塔塔底出来的预后甲醇，经加压塔进料泵加压后，进入第一主精馏加压塔，塔顶甲醇蒸气进入冷凝再沸器，也就是第一精馏加压塔的气相甲醇又利用冷凝潜热加热第二精馏常压塔的塔釜，被冷凝的甲醇进入回流槽，在回流槽稍加冷却，一部分由加压塔回流泵升压至0.8MPa 送到加压塔做回流液，其余部分经加压塔精甲醇冷却器冷却到40℃后作成品送往精甲醇计量槽。
加压塔用低压蒸汽加热的热虹式再沸器向塔内提供热量，通过低压蒸汽的加入量来控制塔的操作温度。加压塔的操作压力大约为0.57MPa，塔顶操作温度大约为121℃，塔底操作温度大约为127℃。
由加压塔塔底排出的甲醇溶液送往第二主精馏常压塔3下部，从常压塔塔顶出来的甲醇蒸气经常压塔冷凝器冷却到40℃后，进入常压塔回流槽，再经常压塔回流泵加压后，一部分送到常压塔塔顶作回流，其余部分送到精甲醇计量槽。常压塔顶操作压力大约为0.006MPa，塔顶操作温度大约为36℃ ，塔底操作温度大约为95℃。
常压塔的塔底残液另外由汽提塔进料泵加压后进入废水汽提塔，塔顶蒸汽经汽提塔冷凝器冷凝后，进入汽提塔回流槽，由汽提塔回流泵加压，一部分送废水汽提塔塔顶做回流，另一部分经汽提塔甲醇冷凝器冷凝至40℃，与常压塔采出的精甲醇一起送往产品计量槽。如果采出的精甲醇不合格，可将其送至常压塔进行回收，以提高甲醇精馏的回收用蒸汽冷凝液将其预热到65℃，粗甲醇在预塔中除去其中残余的溶解气体及低沸物。塔顶设置两个冷凝器。在塔内上升气中的甲醇大部分冷凝下来进入预塔回流槽，经预塔回流泵进入预塔顶作回流。不凝气、轻组分及少量甲醇蒸气通过压力调节后至加热炉作燃料。预塔塔底由低压蒸汽加热的热虹式再沸器向塔内提供热量。
为了防止粗甲醇对设备的腐蚀，在预塔下部高温区加入一定量的稀碱液，使预后甲醇的PH在8左右。
摘要
本次设计为双组分分离，采用双效三塔精馏塔，分别从塔顶、塔底获得甲醇、水组分产品。（本次设计由于各种原因，只计算了一个塔，主精馏塔）经预处理塔后的原料液出来，经过泵调节压力、温度、流量后，将原料液送到进料预热器，预热到泡点温度77℃，（也可用残液温度对原料进行加热。将其送到进料预热器与原料进行换热。）达到泡点后，进入主精馏塔，其中能量由能量媒介水蒸气提供，经再沸器加入驱动精馏过程后，其热量由塔顶冷凝器移出，使塔顶蒸汽得到冷凝。冷凝液一部分送到塔顶作回流，其余部分作为产品送到另一冷凝器，冷却到40℃，进入产品罐中，经系统控制调节后出产品。塔底派出的残液，一部分经流量调节，送到冷凝器冷凝，进入釜液罐。另一部分经再沸器加热，送到塔中进行循环回收，已提高产量。(关键词加下划线)
第1章 概述
