作品包括：

Word设计说明书1份，共67页，约20000字

CAD版本图纸，共5张

摘要

甲醇是一种非常重要的有机化工材料，可用于制作多种有机产品，也是一种环保的优质燃料，在这个主张绿色低碳生和资源重复使用的年代，甲醇的重要性显而易见。而高效的生产出高质量的甲醇也一直困扰着人们，但是在许多的工业生产中都伴随着甲醇混合物的产生，所以从混合物中分离出甲醇也成为了生产甲醇的一种重要生产方式，而利用精馏塔分离生产甲醇，不仅成本低，生产的甲醇纯度高，还有效实现了甲醇的有效利用，这无疑是迎合了时代的发展。

本次设计是采用筛板塔，根据设计要求设计满足8600t/a的甲醇-水分离的精馏塔。预备的东西主要涵盖方案策划、创制工艺流程图、工艺安排及其估量、设备设计，另外还需绘制塔设备的总装配图以及绘制主要零部件图。根据已知的设计条件，确定操作条件，对分离物进行物料衡算，通过相关的物性估算，根据已有的计算结果确定塔的塔径和高度并对其进行核算，检验是否具有可行性。另外，还需通过计算对塔的接管、筒体、封头以及塔附件和附属设备进行选型和设计。在完成这些步骤之后，可初步确定出整座塔的基本尺寸以及塔内件结构，然后就可以根据所计算设计的塔尺寸，利用Auto CAD绘制精馏塔的装配图以及主要的零部件的零件图，充分确定塔的具体形状，各进料管、出气口、手孔和底部裙座人孔的位置。

该次设计确定理论板数为9块，实际板数为21块，进料位置为第8块，塔径为0.6m，塔的立体高度为12.2m。筒体选用壁厚4mm的Q235材料，采用椭圆形封头，选IS65-40-200型进料泵和IS80-50-250型回流泵，以及上装式丝网除沫器。经过计算，证明各项指标均符合标准。

关键词：精馏、筛板塔、Auto CAD、实际板数。

目    录

摘  要 I

Abstract II

1绪论 1

1.1选题背景 1

1.2板式塔发展趋势 1

1.2.1板式塔发展历史 1

1.2.2板式塔发展方向 2

2 方案设计 3

2.1  操作条件的确定 3

2.1.1  操作压力 3

2.1.2  进料状态 3

2.1.3  加热方式 3

2.1.4 加料方式 4

2.1.5  冷却剂与出口温度 4

2.2  确定设计方案的原则 4

2.2.1  满足工艺和操作的要求 4

2.2.2  满足经济上的要求 5

2.2.3  保证安全生产 5

2.3  工艺流程 6

3工艺设计及计算 7

3.1  物料衡算 7

3.1.1  原料、塔顶塔底产物的摩尔分率 7

3.1.2  原料、塔顶塔底产物的平均摩尔质量 7

3.1.3  进料热状况参数 7

3.1.4  求最小回流比Rmin 8

3.1.5  直接加热时全塔物料衡算 8

3.2  理论塔板数估算 10

3.2.1  甲醇-水汽液平衡数据 10

3.2.2  气液平衡线 11

3.2.3  精馏段提馏段操作线 11

3.2.4  图解法求理论板数 12

3.3  各种操作条件及相关的物性估算 13

3.3.1  操作温度估算 13

3.3.2  平均摩尔质量估算 13

3.3.3  液相平均黏度估算 14

3.3.4  相对挥发度计算 15

3.3.5  实际塔板数估算 16

3.3.6  操作压力计算 16

3.3.7  液相平均密度估算 17

3.3.8  气相平均密度估算 18

3.3.9  液相平均表面张力计算 19

3.4  气液相负荷估算 20

3.4.1  精馏段气液的相负荷 20

3.4.2  提馏段的气液相负荷 20

4设备设计 22

4.1  塔径和有效高度 22

4.1.1  精馏段塔径 22

4.1.2  提馏段塔径 23

4.1.3  塔设备的有效高度计算 23

4.2  塔板设计 23

4.2.1  溢流装置设计 23

4.2.2  塔板设计 25

4.3  流体力学验算 27

4.3.1  精馏段流体力学验算 27

4.3.2  提馏段流体力学验证 29

4.4  塔板负荷性能图 30

4.4.1  精馏段塔板负荷性能图 30

4.4.2  提馏段塔板负荷性能图 32

4.5  接管设计 34

4.5.1  进料管 34

4.5.2  回流管 35

4.5.3  塔底出料管 35

4.5.4  塔顶蒸汽出料管 36

4.5.5  塔底进气管 36

4.5.6  法兰 36

4.6  筒体与封头 36

4.6.1  筒体 36

4.6.2  封头 37

4.7  其他塔附件 37

4.7.1  裙座 37

4.7.2  吊柱 37

4.7.3  手孔 37

4.8  塔总体高度设计 37

4.8.1  塔的顶部空间 37

4.8.2  塔的底部空间 38

4.8.3  塔的立体高度 38

4.9  附属设备 38

4.9.1  冷凝器 38

4.9.2  原料预热器 39

4.9.3  进料泵 39

4.9.4  回流泵 40

4.9.5  除沫器 40

5塔的强度和稳定性计算 42

5.1塔的载荷计算 42

5.1.1塔的质量 42

5.1.2塔的自振周期 42

5.1.3塔的地震载荷计算 43

5.1.4塔的风载荷计算 44

5.1.5塔的轴向应力计算 45

5.2塔强度和稳定性校核 46

5.2.1强度和稳定性校核 46

5.2.2水压试验应力校核 46

5.3基础环设计 47

5.3.1基础环尺寸 47

5.3.2基础环应力校核 47

5.3.3基础环厚度 48

5.4地脚螺栓计算 48

5.4.1地脚螺栓承受的最大拉力 48

5.4.2地脚螺栓直径 49

6  设计结果 49

6.1  物料衡算计算结果 49

6.2  精馏塔工艺条件及有关物性数据计算结果 49

6.3  精馏塔工艺设计结果 50

6.4  接管尺寸计算结果 51

自我评价 52

结  论 54

致  谢 55

参考文献 57

附录 58

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