王可心沈阳化工大学化工原理课程设计

2020年12月29日发(作者：聂超)

沈阳化工大学

化工原理课程设计

说明书

设计题目： 甲醇—水连续填料精馏塔
设计者：
专业：
班级：
学号：
指导老师：

2015年5月~ 2015年6月


成绩：


前言
精馏是分离液体混合 物（含可液化的气体的混合
物）最常用的一种单元操作，在化工、炼油、石油化
工等工业中得到 广泛的应用。精馏塔是进行精馏的一
种塔式汽液接触装置，又称为蒸馏塔。有板式塔与填
料塔两 种主要类型。根据操作方式又可分为连续精馏
塔与间歇精馏塔。
蒸气由塔底进入，与 下降液进行逆流接触，两相
接触中，下降液中的易挥发(低沸点)组分不断地向蒸
气中转移，蒸 气中的难挥发(高沸点)组分不断地向下
降液中转移，蒸气愈接近塔顶，其易挥发组分浓度愈
高 ，而下降液愈接近塔底，其难挥发组分则愈富集，
达到组分分离的目的。由塔顶上升的蒸气进入冷凝器，
冷凝的液体的一部分作为回流液返回塔顶进入精馏塔
中，其余的部分则作为馏出液取出。塔底流 出的液体，
其中的一部分送入再沸器，热蒸发后，蒸气返回塔中，
另一部分液体作为釜残液取出 。
精馏塔的工作原理是根据各混合气体的汽化点
（或沸点）的不同，控制塔各节的不同温度 ，达到分
离提纯的目的。
化工生产常需进行液体混合物的分离以达到提

纯或回收有用组分的目的，精馏操作在化工、石油化
工、轻工等工业生产中中占有重要的地位。为此， 掌
握气液相平衡关系，熟悉各种塔型的操作特性，对选
择、设计和分析分离过程中的各种参数是 非常重要的。
要想把低纯度的甲醇水溶液提升到高纯度，要用
连续精馏的方法，因为甲醇和水 的挥发度相差不大。
精馏是多数分离过程，即同时进行多次部分汽化和部
分冷凝的过程，因此可 使混合液得到几乎完全的分离。
化工厂中精馏操作是在直立圆形的精馏塔内进行的，
塔内装有若 干层塔板或充填一定高度的填料。为实现
精馏分离操作，除精馏塔外，还必须从塔底引入上升
蒸 汽流和从塔顶引入下降液。可知，单有精馏塔还不
能完成精馏操作，还必须有塔底再沸器和塔顶冷凝器，
有时还要配原料液预热器、回流液泵等附属设备，才
能实现整个操作。
本次设计 的精馏塔是化工生产中主要的气液传质
设备。此设计针对二元物系的精馏问题进行分析、选
取、 计算、核算、绘图等，是较完整的精馏设计过程。
本设计包括设计方案的选取，主要设备的工艺设
计计算——物料衡算、热量衡算、工艺参数的选定、
设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算，辅 助设备的
选型，工艺流程图，主要设备的工艺条件图等内容。

通过对精馏塔的运算， 调试出塔的工艺流程、生产操
作条件及物性参数，以保证精馏过程的顺利进行并使
效率尽可能的 提高。










符号说明

英文字母
A
T
塔截面积
m
2

C 计算
u
max
时的负荷系数，无因次
Co 流量系数，无因次
D 塔顶馏出物流量 kmols
D 塔径 m
d
0
阀孔直径 m
E 液流收缩系数，无因次
，无因次
E
T
总板效率（全塔效率）
C
F
泛点负荷系数，无因次
F 进料流量 kmolh
G 重力加速度
ms
2

H 塔高 m
h 浮阀的开度 m
h
o
降液管底隙高度 m
h
c
与干板压强降相当的液柱高度，m液柱
h
d
与液体流过降液管时的压强降相当的液柱
高度，m液柱
K 物性系数，量纲为1

Ls 塔内液体流量
m
3
h

N 一层塔板上的浮阀总数