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摘 要

本设计是对甲醇提纯的设备的设计，甲醇作为一种新型燃料、有机溶剂和工艺原料，其价值不可估量，被人类广泛使用，在有些方面其纯度要求非常高，所以其提纯是非常重要的。而甲醇提纯过程中一直存在两个问题，分别是能耗大和纯度不高。所以一个好的甲醇精馏塔的设计不仅能够提高甲醇纯度，而且能够将能耗降到最低。本设计对比单塔精馏、双塔精馏和三塔精馏，将三塔精馏工艺作为本设的工艺，因为其不仅能够提高甲醇纯度，而且还能降低能耗。综合分析泡罩塔、筛板塔和浮阀塔的优缺点，选择筛板塔。通过对甲醇精馏过程进行物料衡算、热量衡算，确定其设计参数对塔盘、法兰和裙座等进行设计和选型。

关键词：甲醇；精馏塔；三塔精馏；常压塔

ABSTRACT

This design is for the purification of methanol. As a new type of fuel, organic solvent and process raw material, methanol is invaluable and widely used by humans. In some aspects, its purity requirements are very high, so its purification is very important. . The methanol purification process has always had two problems, namely, high energy consumption and low purity. Therefore, a good methanol rectification tower design can not only improve methanol purity, but also minimize energy consumption. This design compares single tower rectification, double tower rectification and three tower rectification, and takes the three tower rectification process as the original process, because it can not only improve the purity of methanol, but also reduce energy consumption. Comprehensive analysis of the advantages and disadvantages of blister tower, sieve plate tower and float valve tower, select sieve plate tower. Through the material balance calculation and heat balance calculation of the methanol rectification process, the design parameters are determined to design and select the tray, flange and skirt..

Keywords: methanol； rectification tower； three-tower distillation； atmospheric tower

目录

摘 要 II

ABSTRACT III

第一章 前言 - 1 -

1．1甲醇的性质 - 1 -

1.2 甲醇的用途 - 1 -

1.3 甲醇精馏工艺的选择 - 1 -

1.3.1精馏工艺与设备的发展 - 1 -

1.3.2甲醇精馏工艺综合分析与对比分析 - 1 -

1.4甲醇精馏塔的选择 - 3 -

第二章 工艺计算 - 5 -

2.1粗甲醇精馏的工艺流程图： - 5 -

2.2常压精馏塔的物料衡算 - 5 -

2.2.1常压精馏塔的原料成分 - 5 -

2.2.2常压精馏塔的物料衡算 - 6 -

2.3常压精馏塔得热量衡算 - 7 -

2.3.1常压精馏塔入热计算 - 7 -

2.3.2常压精馏塔出热计算 - 8 -

2.3.3加热蒸汽与冷凝用水计算 - 8 -

第3章 常压精馏塔设计 - 10 -

3.1 常压精馏塔基础数据 - 10 -

3.2 常压精馏塔塔板数目的计算 - 11 -

3.2.1 常压精馏塔处理能力计算 - 11 -

3.2.2 最小理论板数Nm 的计算 - 11 -

3.2.3 常压精馏塔的最小回流比 - 12 -

3.2.4 常压精馏塔进料位置 - 13 -

3.2.5 常压精馏塔实际板数 - 13 -

3.2.6 全塔效率的计算 - 14 -

3.2.7 操作温度与压力 - 14 -

3.3 常压精馏塔精馏段与提馏段的体积流量计算 - 15 -

3.3.1 精馏段的计算 - 15 -

3.3.2 提馏段 - 16 -

3.4 常压精馏塔塔径计算 - 18 -

3.4.1 精馏段计算 - 18 -

3.4.2 提馏段计算 - 19 -

3.5 塔内件设计 - 20 -

3.5.1 溢流堰的设计 - 20 -

3.5.2 降液管的设计 - 20 -

3.5.3 塔板布置 - 21 -

3.6 塔板流体力学验算 - 22 -

3.6.1汽相通过塔的压降 - 22 -

3.6.2 液泛 - 23 -

3.6.3 雾沫夹带 - 24 -

3.6.4漏液计算 - 25 -

3.7 塔板负荷性能图的计算 - 25 -

3.7.1 液沫夹带线计算 - 25 -

3.7.2 液泛线的计算 - 25 -

3.7.3 液相负荷上限线的计算 - 26 -

3.7.4 漏液线的计算 - 26 -

3.7.5 液相负荷下限线的计算 - 27 -

3.8 常压精馏塔的尺寸 计算汇总表格 - 29 -

3.9 常压塔主要尺寸确定 - 29 -

3.9.1 塔高设计 - 29 -

3.9.2 接管设计计算 - 30 -

3.9.3 主要零件设计和选型 - 32 -

第四章 常压精馏塔强度校核 - 36 -

4.1常压精馏塔的壁厚计算与裙座壁厚计算与校核 - 36 -

4.1.1名义厚度校核计算 - 36 -

4.2塔体的质量计算 - 36 -

4.2.1塔体外壳质量计算 - 36 -

4.2.2封头质量计算 - 36 -

4.2.3裙座质量计算 - 37 -

4.2.4吊柱质量计算 - 37 -

4.2.5塔壳质量计算分析 - 37 -

4.2.6塔内件质量计算 - 37 -

4.3地震载荷计算 - 37 -

4.4.4裙座轴向应力计算与校核 - 38 -

第五章 经济核算 - 40 -

5.1经济核算方法 - 40 -

5.2设备成本 - 40 -

5.3能耗核算 - 40 -

5.4经济效益 - 41 -

第六章 总结 - 42 -

参考文献 - 43 -

致 谢 - 45 -

第一章 前言

1．1甲醇的性质

甲醇作为最简单的一元醇，化学性质非常活泼，易燃烧。，常温下易挥发，是一种无色的能与水、乙醚、苯等多种溶剂互溶。

1.2 甲醇的用途

甲醇是一种重要的化工原料；当前全世界甲醇的生产量很大达到上千吨，其中作为甲醛的原料有30%至40%，近年来随着技术的发展，甲醇生产乙酸也已经成为了一个主要的方向。甲在材料，医疗和农药等行业中作为有机溶剂应用广泛。甲醇作为一种新能源也有非常大的市场；从二十世纪九十年代的甲醇制电池到人们将甲醇作为燃料使用^[3]；甲醇作为新能源，已经有了很大的发展。现在人们对环境保护有了更多的了解，国家呼吁节约资源和环境友好型发展。，大力发展新能源。甲醇作为新能源，在燃料汽车等方面应用更为广泛。

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