填料塔毕业设计2.doc

填料塔毕业设计2目录摘 M IIIIV错误！未定Abstract 第1章前言 义书签第2章流程确定和说日月 2.1加料方式 2.2进料状况 2.3塔顶冷凝方式 2.4回流方式 2.5加热方式 2.6加热器 第3章精馏塔设计计算- 3.1操作条件与基础数据23.2精馏塔工艺计算......3.4填料的选择 113.5塔径设计计算 113.6填料层高度计算 13第4章塔附件的选型与设if 144.1冷凝器 144.2加热器 144.3塔内管径的计算及选择144.4液体分布器 15 4.5填料支承板的选择154.6塔釜设计 164.7裙座设计 164.8吊柱 164.9人孔 164.10 法兰 164.11除沫器 17第5章塔总体高度设i十 175.1塔顶部空间高度 17175.3塔立体高度 18第6章塔设备的机械设计 186.1设计条件 186.2按压力计算筒体和封头厚& 186.3塔的质量计算 18 6.4塔的自振周期计算206.5地震载荷计算 206.6风载荷计算 216.7各种载荷引起的轴向应力 236.8筒体和裙座危险截面的强度与稳定性校246.9筒体和裙座水压试验应力校256.10基础环设计 276.11地脚螺栓计算 28至燃 31隱 1 31附录2 33甲醇回收填料精馏塔设计摘要精馏是借助回流技术来实现高纯度和高回收率的分离操作，在抗生素药物生产中，需要用甲醇溶媒洗涤晶体，洗涤过滤后产生废甲醇溶媒，然后对甲醇溶媒进行精馏，从而将甲醇进行回收利用。

精馏操作一般在塔设备中进行，塔设备分为两种，板式塔和填料塔填料塔结构简单、装置灵活、压降小、持液量少、生产能力大、分离效率高、耐腐蚀，且易于处理易起泡、易热敏、易结垢物系近年来由于填料塔结构的改进，新型的高负荷填料的开发，既提高了塔的通过能力和分离效能又保持了压降小及性能稳定的特点因此，填料塔已被推广到大型气液操作中，在某些场合还代替了传统的板式塔从设备设计的角度看，不论板式塔还是填料塔，基本上由塔体、内件、裙座、和附件构成随着对填料塔的研宄和开发，性能优良的填料塔必将人量用于工业生产中关键字：精馏，填料塔，设备设计Methanol recovery distillation column packing designAbstractDistillation is drawing on the technology of return to achieve high purityand high recovery rate of the separation operation,In the production ofantibiotic drugs, the need for washing with methanol solvent crystals, afterwashing filter waste solvents methanol, and then carried out on the methanoldistillation solvent, thus the use of methanol for recycling.DistillationOperation normally carried out in the tower equipment,equipment is dividedinto two towers, plate towers and packed tower.Packed tower structure issimple, the installation of flexible, small pressure drop, liquid holdup volume,large capacity, high separation efficiency, corrosion resistance, easyily dealwith foaming, thermal and scaling.In recent years due to improvements in thestructure of packed tower, a new type of high load fill development, both toimprove the tower and the separation performance through the ability tomaintain the pressure drop and small and stable performancecharacteristics.Therefore, the packed column has been extended to large-scalegas-liquid operation, in some occasions also to replace the traditional platetower.Equipment design from the point of view, regardless of tray column orpacked column, basically from the tower, within the pieces, skirt, andaccessories pose.With the packed tower of research and development,performance is bound to a large number of the packed column used forindustrial production.Keyword:Dist川ation，Packed tower, Equipment deII在炼油、石油化工、精细化工、食品、医药及环保等部门，塔设备属 于使用量大，应用面广的重要单元设备。

塔设备广泛应用于蒸馏、吸收、萃取、洗涤、传热等单元操作中所以塔设备的研究一直是国外学者普遍关注的重耍课题因此，本文的研究具有重要的理论和实际意义塔设备按其结构形式基本上可以分为两类：板式塔和填料塔以前，在工业生产中，当处理量大时多用板式塔，处理量小时采用填料塔近年来由于填料塔结构的改进，新型的高负荷填料的开发，既提高了塔的通过能力和分离效能又保持了压降小及性能稳定的特点因此，填料塔已被推广到大型气液操作中在某些场合还代替了传统的板式塔如今，直径几米至几十米的大型填料塔在工业上己非罕见随着对填料塔的研究和开发，性能优良的填料塔必将大量用于工业生产中填料塔为逐级接触式气液传质设备，它具有结构简单、安装方便、压降很低、操作弹性大、持液量小等优点同时也有投资费用较高、填料易堵塞等缺点塔型的选择因素很多，主要因素有物料性质、操作条件、塔设备的制造安装和维修等1.与物料有关的因素(1＞易起泡的物系在板式塔中有较严重的雾沫夹带现象引起的液泛，故 选用填料塔为宜因为填料不宜形成泡沬本设计为分离甲醇一水，故选用填料塔2) 对于易腐蚀介质，可选用陶瓷或其他耐腐蚀性材料作填料，对于不 腐蚀的介质，则可选用金属性质或塑料填料，而本设计为分离甲醇一水，腐蚀性小可选用金属填料。

1) 传质速率受气膜控制的系统，选用填料塔为宜因填料塔层中液相 为膜状流、气相湍动，有利于减小气膜阻力2) 难分离物系与产品纯度要求较高，塔板数很多时，可采用高效填料3) 若塔的高度有限制，在某些情况下，选用填料塔可降低塔高，为了 节约能耗，故本设计选用填料塔4) 要求塔内存液量小，停留时间短、压降小的物系，宜用规整填料 木设计题目是分离甲醇一水混合液，处理量不太大，为了节约能耗和降低塔高，所以选用填料塔第2章流程确定2.1加料方式加料方式有两种：高位槽加料和泵直接加料采用高位槽加料，通过控制液位高度，可以得到稳定的流量和流速通过重力加料，可以节省一笔动力费用但由于多了高位槽，建设费用相应增加；采用泵加料，受泵的影响，流量不太稳定，流速也忽大忽小，从而影响了传质效率，但结构简单、安装方便；如采用自动控制泵来控制泵的流量和流速，其控制原理较复杂，且设备操作费用高本次设计釆用高位槽进料2.2进料状况进料状况一般有冷液进料、泡点进料对于冷液进料，当组成一定时，流量一定，对分离有利，省加热费用但冷液进料受环境影响较大，对于太原地区来说，存在较大温差，且增加塔底蒸汽上升量，增大建设费用采用泡点进料，不仅对稳定塔操作较为方便，且不受季节温度影响。

综合考虑，设计上采用泡点进料，泡点进料时，基于恒摩尔流假定，精馏段和 提馏段上升蒸汽的摩尔流量相等，故精馏段和提馏段塔径基本相等，制造 上较为方便2.3塔顶冷凝方式塔顶冷凝器采用全凝器，用水冷凝甲醇和水不反应，且容易冷凝，故用全凝器塔顶出來的气体温度不高，冷凝后回流液和产品温度不高无需进一步冷却，此次分离也是想得到液体甲醇，选用全凝器符合要求2.4回流方式回流方式可分为重力回流和强制回流对于小型塔回流冷凝器一般放在塔顶其优点是回流冷凝器无需支撑结构，其缺点是回流冷凝器回流控制较难如果需要较高的塔处理量或塔板数较多时，回流冷凝器不适合于塔顶安装且塔顶冷凝器不易安装、检修和清理在这种情况下，可采用强制回流，塔顶蒸汽可采用冷凝冷却器以冷凝回流流入塔中由于本次设计处理量较大，故采用强制回流2.5加热方式加热方式分为直接蒸汽加热和间接蒸汽加热直接蒸汽加热是用蒸汽直接由塔底进入塔内由于重组分是水，故省略加热装置但在一定的回流比条件1塔底蒸汽对回流液有稀释作用，使理论板数增加，费用增加间接蒸汽加热是通过加热器使釜液部分汽化上升蒸汽与回流下来的冷凝液进行传质，其优点是使釜液部分汽化，维持原来的浓度，以减少理论板 数，缺点是增加加热装置。

本次设计采用间接蒸汽加热12.6加热器采用釜式（罐式）再沸器，用水蒸气作加热剂将釜液部分汽化，维持了塔内原有浓度，减少了理论板数第3章精馏塔设计计算3.1操作条件与基础数据3.1.1操作压力精馏操作按操作压力可以分为常压、加压和减压操作精馏操作中压力影响非常大当压力增大时，混合液的相对挥发度将减小，对分离不离；当压力减小时，相对挥发度将增大，对分离有利但当压力不太低时，对设备的要求较高，设备费用增加因此在设计时一般采用常压蒸馏当常压下无法完成操作时，则采用加压或减压蒸馏对于甲醇一水系统在常压下挥发度相差较大，较易分离，故本设计采用常压精馏3.1.2气液平衡关系及平衡数据 表3.1甲醇一水平衡时的t、x、y数据平衡温度 1100 92.9 90.3 88.9 81.6 78.0 73.8 70.0 68.0 66.9 64.7 [1]液相甲醇 X 0 5.31 7.67 9.26 20.8 28.146.2 68.4 85.6 87.4 100 汽相甲醇 y 0 28.3 40.0 43.5 62.7 67.7 77.5 84.9 89.6 91.9 100根据以上数据绘出x—y平衡图%%图3.1甲醇一水平衡相图3.1.3物料平衡计算1。