甲醇与水混合液的分离
甲醇与水混合液是化学工业中常见的混合物，其分离是非常重要的工艺。以下将就如何分离甲醇与水混合液提出几种主要方法进行探讨。
1. 蒸馏法
蒸馏法是甲醇与水混合液最常用的分离方法。它可以根据两种液体的沸点差异进行分离。甲醇的沸点为64.7℃，水的沸点为100℃，因此在蒸馏中，甲醇通常首先升华到蒸汽中。通过高效的冷却装置，可以使甲醇重新转化为液体状态，从而分离甲醇与水。
2. 盐法分离法
盐法分离法是利用电量溶解度与电解质中的矛盾来分离甲醇与水的混合物。经过多次实验，我们发现在用氯化钠和水和甲醇组成的混合物中，添加氯化钠后，甲醇和水的溶解度上升，但在一定条件下的情况下，甲醇月水溶解度均会急剧下降，可以直接将其分离。
3. 萃取法
萃取法是利用不同物质在不同的溶剂中的溶解度差异而达到分离混合
物的目的，该方法可使用多种溶剂，比如苯、四氯化碳、正己烷等溶剂。将混合物与所选用的溶剂进行混合，经过多次的搅拌和分离，甲
醇与水会分别部分溶解于不同的溶剂中，从而实现对甲醇与水的分离。
4. 晶体分离
晶体法是一种高效可靠，且可以大规模操作的分离方法。这种方法是
先将甲醇与水混合物溶解，然后撞击或加热，或者根据溶液中物质的
不同挥发性，会在不同的条件下形成晶体，从而进行混合物的快速分离。
总的来说，以上提到的方法都可以用来分离甲醇与水混合液，每种方
法都有其局限性和技术难度，只有在实际应用时运用适合的真空，温度，壁厚等等工艺技术才能实现较高的分离效果。
甲醇—水分离过程填料精馏塔设计 1.设计方案的确定 设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。甲醇常压下的沸点为64.7℃，故可采用常压操作。用30℃的循环水进行冷凝。塔顶上升蒸汽用全冷凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷凝器冷却后送至储槽。因所分离物系的重组分为水，故选用直接蒸汽加热方式，釜残液直接排放。甲醇-水物系分离难易程度适中，气液负荷适中，设计中选用金属环矩鞍DN50填料。 2.精馏塔的物料衡算 2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 甲醇的摩尔质量： M 甲 =32.04kg/kmol 水的摩尔质量: M 水 =18.02kg/kmol X F =(0.46/32.04)/[0.46/32.04+0.54/18.02]=0.324 X D =(0.997/32.04)/[0.997/32.04+0.003/18.02]=0.995 X W =(0.005/32.04)/(0.005/32.04+0.995/18.02)=0.0028 2.2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 M F =0.324*32.04+(1-0.324)*18.02=22.56kg /kmol M D =0.995*32.04+(1-0.995)*18.02=31.97kg/kmol M W =0.0028*32.04+(1-0.0028)*18.02=18.06kg/kmol 2.3物料衡算 原料处理：q n,F =3000/22.56=132.98 kmol/h 总物料衡算: 30.728=q n,D +q n,W 甲醇物料衡算: 132.98*0.324=0.995 q n,D +0.0028q n,W 解得: q n,D =43.05kmol/h q n,W =89.93kmol/h 3塔板数的确定 3.1甲醇-水属理想物系,故可用图解法求理论板层数. 3.1.1由以知的甲醇-水物系的气液平衡数据,绘出x-y图.
甲醇与水混合液的分离 混合液的组成及分离原理 为了深入探讨甲醇与水混合液的分离问题，首先我们需要了解混合液的组成以及分离原理。 1. 混合液的组成 甲醇和水是一种常见的混合液。根据混合液中甲醇和水的相对含量不同，混合液可以分为不同的组成，如以下几种常见情况： - 甲醇与水的摩尔比不同 - 甲醇与水的质量比不同 - 甲醇与水的体积比不同 混合液的组成对分离过程有重要影响，因为不同组成的混合液在物理和化学性质上可能有所不同。 2. 分离原理 甲醇和水的分离可以通过不同的方法实现，其中常见的方法包括以下几种： - 蒸馏法：利用甲醇和水的沸点差异将它们分离。由于甲醇和水的沸点差异较大，可以通过蒸馏将高沸点的甲醇与低沸点的水分离。 - 结晶法：利用甲醇和水在不同温度下的溶解度差异进行分离。通过控制温度，可以使其中一种组分结晶出来，实现分离。 - 萃取法：利用甲醇和水在不同溶剂中的溶解度差异进行分离。选择合适的溶剂，可以使其中一种组分更容易溶解，从而实现分离。 了解混合液的组成以及分离原理，对我们选择合适的方法进行分离具有重要意义。蒸馏法的分离步骤及原理 1. 分离步骤 蒸馏法是一种常用的将甲醇与水分离的方法，下面将介绍蒸馏法的分离步骤： 1. 将甲醇与水的混合液加热到沸点。 2. 通过加热，甲醇开始汽化并升入蒸馏塔，水则保持液体状态。 3. 在蒸馏塔中，甲醇蒸汽逐渐冷却并转化为液体，随后收集分离出的甲醇。 4. 残留在蒸馏塔中的水继续升华，成为蒸汽，并通过冷凝收集。
2. 分离原理 蒸馏法的分离原理是基于甲醇和水的沸点差异。甲醇的沸点为64.7摄氏度，而水 的沸点为100摄氏度。在加热过程中，甲醇优先沸腾并蒸发，而水则保持液体状态。通过冷却和凝结，可以将甲醇重新转化为液体并分离出来，而水则通过升华形成蒸汽，并通过冷凝收集。 结晶法的分离步骤及原理 1. 分离步骤 结晶法是另一种常用的甲醇与水分离方法，下面将介绍结晶法的分离步骤： 1. 将甲醇与水的混合液加热至溶解状态。 2. 控制温度逐渐降低，使溶液中的一种组分开始结晶。 3. 通过过滤或离心，将结晶的组分与溶液分离。 4. 通过进一步处理，将结晶的组分纯化。 2. 分离原理 结晶法的分离原理是基于甲醇和水在不同温度下的溶解度差异。通过控制温度的变化，可以使其中一种组分结晶出来，实现分离。甲醇和水的溶解度随温度的变化而变化，通过选择适当的温度，可以使其中一种组分结晶，而另一种组分仍保持在溶解状态。 萃取法的分离步骤及原理 1. 分离步骤 萃取法是一种常用的将甲醇与水分离的方法，下面将介绍萃取法的分离步骤： 1. 将甲醇与水的混合液与适当的溶剂进行混合。 2. 等待一段时间，使甲醇和水在不同溶剂中的溶解度产生差异。 3. 通过分离漏斗等装置，将两种液体分离。 4. 经过进一步处理，可以获得纯化的甲醇和水。 2. 分离原理 萃取法的分离原理是基于甲醇和水在不同溶剂中的溶解度差异。通过选择适当的溶剂，可以使其中一种组分更容易溶解。通过混合并静置后，甲醇和水会在不同溶剂中分别溶解，通过分离装置可以将两种液体分离开来。
XX大学化学工程学院 化工原理课程设计 ——分离甲醇—水混合液的浮阀精馏塔 设计者: 贺水流 学号：1043082025 班级：过控一班 ： ： 286409969qq.. 指导教师：夏素兰 设计时间：2013.1.5—2013.2.20 XX大学化学工程学院 Sichuan Institute of Chemical Technology
一、设计任务 设计题目：分离甲醇—水混合液的浮阀精馏塔 原料液： 组成：甲醇45% 水55% 处理量：4000kg/h 温度：30˚C 馏出液： 组成：甲醇99.5% 残液： 组成：甲醇1.5%（均为质量百分数） 操作压力：常压连续操作 二、背景介绍 1 . 精馏原理 精馏过程的基础是混合液组分间挥发度的差异，而塔内的气、液“回流”则是沿塔高不断进行气、液传质实现精馏的必要条件。 沿塔流动的气、液相每经过一块塔板都将发生一次气相的部分冷凝和液相的部分气化，气、液相组成随之发生一次改变，使气相中轻组分得到一次增浓，液相中重组分得到一次增浓。其结果最终可在塔顶得到轻组分含量很高的蒸气相（馏出液）产品，而在塔底得到重组分含量很高的釜液产品，从而实现混合液体的高纯度分离。 利用混合物中各组分挥发能力的差异，通过液相和气相的回流，使气、液两相逆向多级接触，在热能驱动和相平衡关系的约束下，使得易挥发组分（轻组分）不断从液相往气相中转移，而难挥发组分却由气相向液相中迁移，使混合物得到不断分离，称该过程为精馏。该过程中，传热、传质过程同时进行，属传质过程控制。其精馏塔如图3-1所示。原料从塔中部适当位置进塔，将塔分为两段，上段为精馏段，不含进料，下段含进料板为提留段，冷凝器从塔顶提供液相回流，再沸器从塔底提供气相回流。气、液相回流是精馏重要特点。
摘要 本次设计采用板式精馏塔（筛孔塔）分离甲醇——水溶液。采用筛板精馏塔，进行甲醇-水的分离。明确设计条件后确定设计方案以及设计步骤。首先进行精馏塔的工艺设计，做全塔物料衡算求气液流量，利用excel求实际回流比为，操作线方程，实际塔板数以及塔径。其次进行塔板工艺尺寸的计算，分别求出精馏段和提馏段的堰高、弓降液管的宽度和横截面积、降液管底隙高度再确定塔板上筛孔数目，并采用正三角形排列。对塔板的流体力学性能验算检验均符合要求。最后确定精馏塔的结构中的人孔、管道、封头、筒体、支座等的尺寸；以及附属设备冷凝器、预热器，泵的型号。 关键词：板式精馏塔；甲醇--水；设计计算
Abstract The design uses a float valve column（sieve tower）to separate methanol –water. After understanding the conditions of design, we need to list the design steps. First of all, designing the distillation process .In this step, we calculated the liquid and vapor flow by whole tower material balance equation, got actual reflux ratio by excel ,acquired operating line equation, and found the actual plate number and the column diameter round .Second, calculating process dimensions for plates. Checking on the tray hydrodynamics test are in line with requirements. Finally, finding proper distillation manhole structure, pipes, head, cylinder, bearings and other dimensions; and ancillary equipment condensers, heater, pump model. Keywords: Plate distillation column; methanol - water; design calculations
化工原理课程设计 分离甲醇-水混合液的筛板精馏塔设计 潍坊学院 小组成员：吴鑫 李春阳 袁旭
目录 第一章设计题目 (6) 第二章工艺计算 (7) 2.1精馏塔的物料衡算 (7) 2.2塔板数的确定 (8) N的求取 (9) 2.2.1理论板数T 2.3工艺条件及有关物性数据计算 (10) 2.3.1 图解法求理论塔板数 (10) 2.3.2操作压力计算 (11) 2.3.3 操作温度计算 (11) 2.3.4相对挥发度的计算 (12) 2.3.5平均摩尔质量计算 (12) 2.3.6平均密度的计算 (13) 2.3.7体平均表面张力计算 (15) 2.3.8液体平均黏度计算 (16) 2.3.9实际塔板数的计算 (17) 2.4塔的主要工艺尺寸计算 (18) 2.5塔板主要工艺尺寸的计算 (19) 2.5.1溢流装置计算 (19) 2.5.2塔板板面布置 (21) 2.5.3筛孔计算及排列 (21)
2.6筛板的流体力学验算 (22) 2.6.1液面落差 (23) 2.6.2液沫夹带 (23) 2.6.3漏液 (23) 2.7负荷性能图 (24) 2.7.1漏液线（气相负荷下限线） (24) 2.7.2 液体流量下限线 (24) 2.7.3液体流量上限线 (25) 2.7.4 过量液沫夹带线 (25) 2.7.5 液泛线 (25) 2.7.6塔板工作线 (28) 第三章设计总结 (29) 第四章附属设备的选型与设计 (31) 4.1冷凝器的选择 (31) 4.2再沸器的选择 (32) 第五章塔附件的设计 (33) 5.1接管的计算与选择 (33) 5.1.1进料管 (33) 5.1.2回流管 (33) 5.1.3塔底出料管 (33) 5.1.4塔顶蒸汽出料管 (34)
甲醇和水混合液的分离方法 甲醇和水的混合液是一种常见的有机物与无机物混合体系。在实际应 用中，我们常常需要将甲醇和水进行分离，以便进一步利用它们或满 足特定的需求。对于这一问题，目前已经提出了多种有效的分离方法。本文将对甲醇和水混合液的分离方法进行深入探讨，并提供个人的观 点和理解。 1. 蒸馏法 蒸馏法是一种常见且经济高效的分离方法，适用于甲醇和水之间的混 合液。这种方法利用了甲醇和水的不同沸点，通过升温使其中一种成 分先沸腾，再通过冷凝散热使其转化为液体，从而实现分离。由于甲 醇和水的沸点相差较大，因此蒸馏法可以较为高效地将它们分离。 2. 萃取法 萃取法是另一种常用的分离方法，适用于甲醇和水之间的混合液。该 方法利用了甲醇和水之间的亲疏性差异，通过添加特定的溶剂来实现 分离。常用的溶剂有石油醚、正己烷等。这些溶剂能够选择性地溶解 其中一种成分，从而实现分离。 3. 结晶法 结晶法适用于甲醇和水之间的溶液中含有固态物质的情况。该方法通
过降温或添加适当的剂量来使其中一种成分结晶，从而实现分离。在 结晶过程中，甲醇和水的溶解度也会发生变化，利用这一特性可以将 两者分离。 4. 膜分离法 膜分离法是一种利用特殊透析膜的分离方法，适用于分子量较小、溶 液浓度较低的甲醇和水混合液。这种方法通过利用膜的选择性，使得 其中一种成分能够通过膜而另一种成分无法通过，从而实现分离。 以上所提到的分离方法在实际应用中都有各自的优缺点。蒸馏法是一 种经济高效、广泛适用的分离方法，适合于甲醇和水之间的大量分离；萃取法则适用于对成品纯度要求较高的分离过程；结晶法适用于固态 物质的去除；膜分离法适用于小分子量、低浓度的分离。 在分离甲醇和水混合液的过程中，还有一些其他的因素需要考虑，例 如温度、压力和操作条件等。这些因素会对分离效果产生影响，需要 根据具体情况进行调整和优化。 对于甲醇和水混合液的分离，我们可以根据不同的需求选择适当的分 离方法。在实际应用中，需要综合考虑各种因素，选择最合适的方法 以实现高效、经济的分离效果。对于分离方法的研究还有待进一步的 深入，以满足不断发展的需求。甲醇和水混合液的分离方法是一个广 泛讨论的话题，下面将继续探讨这个问题。
甲醇和水的分馏实验 实验目的：通过甲醇和水的分馏实验，掌握分馏的基本原理和方法。 实验原理： 物质在不同的温度下汽化，可以转化为气体，而不同物质的汽化温度也不同。当混合 物中含有两种以上沸点不同，而且差距足够大的液体时，若将混合物进行加热，其中沸点 较低的液体先汽化为气体，随后被冷却后凝结，而沸点较高的液体则在留下来。这种分离 液体的方法称为分馏。 分馏设备主要有分馏柱和分装管两部分。分馏柱一般采用日本标准级(520mm长，35mm 外径)或科学院级(400mm长，25mm外径)。分馏柱内径较大，以利于加热。分装管是将沸 点较低液体分离出来的装置，分装管中央设有一个采用螺纹装配的分馏柱。分馏柱内装有 两个输液口，一个进口接头，一个出口接头。 实验步骤： 1. 将分装管接好，行进泵管道，在参照规定的燃料方量下给予燃料； 2. 打开分装管进口阀门，开始实验； 3. 记录沸点开始下降的时间以及起始沸点； 4. 当沸点达到230℃，仔细观察，如无甲醇的混合物蒸发，则关闭分装管出口阀门，以免将沸点相同的混合物中甲醇带走，同时将分装管中甲醇的第一点沸出物全部倒掉； 5. 等沸点降到120℃，再将分装管出口阀门打开，收集分离液体； 6. 直到沸点达到混合物沸点结束，实验结束。 实验结果： 实验中收集到不少于5mL的甲醇组分，并计算出甲醇组份的体积百分含量。 实验分析： 通过实验，我们了解到了分馏的原理和方法，更好地掌握了液体分离的技能。同时， 我们还可以通过计算实验结果，进一步了解甲醇和水的物理化学性质，对进一步的科研工 作具有重要意义。 甲醇和水的分馏实验是一项基础实验，在有机化学和物理化学实验中都有广泛的应用。通过本次实验，我们掌握了分馏的基本原理和方法，更好地了解了甲醇和水的物理化学性质，对今后的学习和科研工作有重要的帮助。
甲醇和水的减压蒸馏 一、引言 甲醇和水的减压蒸馏是一种常用的分离技术，通过控制蒸馏温度和压力的变化，可以实现甲醇和水的有效分离。本文将详细介绍甲醇和水的减压蒸馏原理、实验步骤以及应用领域。 二、减压蒸馏原理 甲醇和水的减压蒸馏是利用两种物质在不同温度下的沸点差异来实现分离的。在常压下，甲醇的沸点为64.7℃，水的沸点为100℃，沸点差为35.3℃。而在减压条件下，降低了系统的压力，使得甲醇和水的沸点均下降，沸点差也相应减小。通过调节减压蒸馏设备的温度和压力，可以实现甲醇和水的有效分离。 三、实验步骤 1. 准备实验设备：减压蒸馏设备、加热器、冷凝器等。 2. 将甲醇和水以一定的比例混合，放入减压蒸馏设备中。 3. 开启加热器，升温至设定温度。由于甲醇的沸点较低，甲醇会先蒸发出来。 4. 蒸发的甲醇经过冷凝器后变为液体，收集在容器中。 5. 随着甲醇的蒸发，温度逐渐升高，当达到水的沸点时，水也开始蒸发。 6. 再次经过冷凝器后，水变为液体，与之前收集的甲醇分开。
四、应用领域 甲醇和水的减压蒸馏在实际应用中具有广泛的应用领域。 1. 化工领域：甲醇和水的减压蒸馏被广泛应用于化工工艺中，用于甲醇的提纯和水的脱除。甲醇是一种重要的有机合成原料，其纯度对于化学反应的效果有着重要影响。减压蒸馏可以提高甲醇的纯度，满足不同化工反应的需要。 2. 医药领域：在制药过程中，甲醇和水的减压蒸馏常用于溶剂的回收和药品的分离。通过减压蒸馏可以将甲醇和水进行有效分离，回收利用。 3. 能源领域：甲醇被广泛应用于燃料电池等能源领域。在甲醇的生产过程中，甲醇和水的减压蒸馏可以提高甲醇的纯度，提高燃料电池的效率。 4. 环境保护领域：甲醇和水的减压蒸馏可以用于废水处理中，将废水中的甲醇和水分离，实现废水的净化和资源回收。 五、结论 甲醇和水的减压蒸馏是一种常用的分离技术，通过控制蒸馏温度和压力的变化，可以实现甲醇和水的有效分离。该技术在化工、医药、能源和环境保护等领域有着广泛的应用前景。通过进一步研究和改进，可以提高减压蒸馏的效率和经济性，推动该技术在实际生产中
课程设计说明书 课程名称： 设计题目： 院系： 学生姓名： 学号： 专业班级： 指导教师： 年月日
课程设计任务书 设计题目 学生姓名所在院系专业、年级、班 设计要求： 学生应完成的工作： 参考文献阅读： 工作计划： 任务下达日期：年月日 任务完成日期：年月日 指导教师（签名）：学生（签名）：
指导教师评语： 课程设计报告成绩：，占总成绩比例： 课程设计其它环节成绩： 环节名称：，成绩：，占总成绩比例： 环节名称：，成绩：，占总成绩比例： 环节名称：，成绩：，占总成绩比例： 总成绩： 指导教师签字： 年月日本次课程设计负责人意见： 负责人签字： 年月日
摘要:化工生产中所处理的原料中间产品几乎都是由若干组分组成的混合物，其中大部分是均相混合物。生产中为满足要求需将混合物分离成较纯的物质。float valve tower(column) 以浮阀作为塔盘上气液接触元件的一种板式塔。塔盘主要由塔板、溢流堰、受液盘及降液管组成。塔板上装有一定数量的浮阀，按等腰三角形或正方形排列，浮阀用支腿在塔盘上定位并予以导向。浮阀盖在阀孔上，气体依靠压力使浮阀升起并鼓泡而穿过液层，进行气液两相传。浮阀塔板在蒸气负荷、操作弹性、效率和造价等方面都比较优越。 浮阀塔是最早应用于工业生产的设备之一，五十年代之后通过大量的工业实践逐步改进了设计方法和结构近年来与浮阀塔一起成为化工生中主要的传质设备为减少对传质的不利影响可将塔板的液体进入区制成突起的斜台状这样可以降低进口处的速度使塔板上气流分布均匀。浮阀塔多用不锈钢板或合金制成，使用碳刚的比率较少。实际操作表明，筛板塔在一定程度的漏夜状态下操作使其板效率明显下降其操作的负荷范围较袍罩塔窄，但良好的塔其操作弹性仍可达到2-3。蒸馏是分离均相混合物的单元操作，精馏是最常用的蒸馏方式，是组成化工生产过程的主要单元操作。精馏是典型的化工操作设备之一。进行此次课程设计的目的是为了培养综合运用所学知识,来解决实际化工问题的能力,到能独立进行化工设计初步训练，为以后从事设计工作打下坚实的基础。 目录 前言 (5) 1设计方案的确定 (5) 2精馏塔的物料衡算 (6) 2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 (6) 2.2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (7) 2.3物料衡算 (7) 3塔板数的确定 (8) 3.1甲醇-水属理想物系,故可用图解法求理论板层数 (9)
一种甲醇和水的分离方法 一种甲醇和水的分离方法 甲醇和水的分离是一种常见的化学分离过程，广泛应用于工业生产中。传统的甲醇和水的分离方法包括蒸馏、萃取、结晶等方法，但这些方法存在着设备复杂、操作繁琐、成本高等问题。为了解决这些问题，近年来研究者们提出了一种基于气凝胶的甲醇和水分离方法。 一、气凝胶的基本概念 气凝胶是一种孔径大小分布在1~100nm之间的高度孔隙化、高比表面积、非晶态的固体材料。气凝胶的形成过程是通过超临界干燥法或溶胶-凝胶法制备而成。其主要特点为体积密度低、比表面积高、吸附性强等。 二、气凝胶在甲醇和水分离中的应用 气凝胶的孔径大小为1~100nm，介于甲醇分子和水分子之间，因此具有优异的选择性吸附性能。同时，气凝胶具有高比表面积，吸附量大，可以提高吸附效率和分离效果。 在甲醇和水分离中，可以采用几种不同的气凝胶材料。例如，采用有机硅气凝胶材料，可以通过不同官能团的引入实现对甲醇和水的选择性分离；采用氧化铝气凝胶材料，则可以实现对甲醇和水的吸附分离。 三、气凝胶分离甲醇和水的具体过程 （1）气凝胶材料的制备：通过超临界干燥法或溶胶-凝胶法制备出选择性吸附甲醇和水的气凝胶材料。 （2）气凝胶的预处理：在氢气/氮气（H2/N2）流下，将气凝胶材料加热至200~350℃，以去除气凝胶材料表面的吸附分子，以达到充分的活化效果。 （3）气相吸附实验：将进行预处理后的气凝胶材料放置在吸附装置中，此装置用于将甲醇和水混合气体流过。通过调整流量和温度等参数，实现甲醇和水的选择性吸附效果。
（4）脱附实验：在吸附结束后，将气凝胶材料取出，并在高温下蒸出甲醇和水。通过该脱附步骤，即可得到分离后的甲醇和水。 四、气凝胶分离甲醇和水的优点 （1）具有快速反应速度，可在短时间内实现甲醇和水的分离。 （2）操作简单，仅需在气相吸附实验中调整一定的参数即可。 （3）选择性好，能够实现对甲醇和水的高效选择性分离。 （4）气凝胶材料具有高稳定性，可反复使用，有利于降低成本和环境污染。 综上所述，基于气凝胶的甲醇和水分离方法具有操作简单、分离效率高、选择性好等优点。未来，该方法在化学分离领域仍有广阔的应用前景。
新乡医学院有机化学实验课教案首页 授课教师姓名及职称： 新乡医学院化学教研室年月日
实验 甲醇和水的分馏 一、实验目的 1． 了解分馏的原理及其应用。 2． 学习实验室中常用的简单分馏操作。 二、实验原理 1、如果液体A 和液体B 可以完全互溶，但不能缔合，也不能形成共沸物，则由A 和B 组成的二元液体体系的蒸气压行为符合拉乌尔定律。拉乌尔定律的表达式为： A A A x p p ⨯=︒ B B B x p p ⨯=︒ 式中， A p 、B p 分别为A 、B 的蒸气分压；︒A p 、︒B p 分别为当A 和B 独立存在时在同一温度下的蒸气压；A x 、B x 分别为A 和B 在该溶液中所占的摩尔分数。显然，A x <1，A p <︒ A p ，即在完全互溶的二元体 系中各组分的蒸气分压低于它独立存在时在同一温度下的蒸气压。同理，对于液体B 来说，也有B p =︒B p B x <︒B p 。设该二元体系的总蒸气压为总p ，则有总p =A p +B p =︒ A p A x +︒ B p B x 。对体系加热，A p 和B p 都随 温度升高而升高，当升至总p 与外界压强相等时，液体沸腾。 2、根据道尔顿分压定律，气相中每一组分的蒸气压和它的摩尔分数成正比。因此在气相中各组分蒸气的成分为： B A A A p p p x +=气 B A B B p p p x +=气 由上式推知，组分B 在气相和溶液中的相对浓度为： A B A B B B B A B B B x p p x p p p p p x x ︒︒︒+=⨯+=1气 由于该体系中只有A ，B 两个组分，所以A x +B x =1，所以若︒︒=B A p p ，则1=B B x x 气，表明这时液相 的成分和气相的成分完全相同，这样A 和B 就不能用蒸馏（或分馏）的方法来分离。如果︒B p >︒A p 则B B x x 气>1，表明沸点较低的B 在气相中的浓度较其在液相中为大，占有较多的摩尔分数，在将此蒸气冷凝后得到的液体中，B 的组分大于其在原来的液体中的组分。如果将所得的液体再进行汽化、冷凝，B 组分的摩尔分数又会有所提高。如此反复，最终即可将两组分分开。如果用普通蒸馏的方法几乎是无法完成的，分馏就是利用分馏柱来实现这一“多次重复”的蒸馏过程。
精馏和共沸相结合分离乙二醇单甲醚、甲醇和水的方法 摘要： 一、引言 1.乙二醇单甲醚、甲醇和水混合物的分离难题 2.传统分离方法的局限性 3.精馏和共沸相结合方法的提出 二、精馏和共沸相结合的原理 1.精馏原理 2.共沸原理 3.二者结合的优势 三、实验过程与结果 1.实验设备的搭建 2.实验条件的设定 3.分离效果的评估 四、方法的优化与应用 1.操作参数的优化 2.应用场景的探讨 3.方法的未来发展方向 五、结论 1.实验成果的总结 2.方法的创新性与实用性
3.对相关领域的启示与借鉴意义 正文： 一、引言 乙二醇单甲醚、甲醇和水是一种常见的混合物，它们的分离一直是化工领域的一个难题。传统的分离方法，如蒸馏、萃取等，存在分离效率低、能耗高、操作复杂等问题。因此，研究一种高效、节能、操作简便的分离方法具有重要的实际意义。本文提出了一种精馏和共沸相结合的方法，对乙二醇单甲醚、甲醇和水的混合物进行分离，取得了良好的效果。 二、精馏和共沸相结合的原理 1.精馏原理：精馏是利用混合物中各组分挥发度的差异进行分离的方法。在精馏过程中，混合物加热至沸腾，挥发性较高的组分首先蒸发，然后通过冷却器冷却成为液体，从而实现分离。 2.共沸原理：共沸是指两种或多种液体在一定条件下可以共沸混合，形成共沸混合物。通过共沸混合物，可以实现混合物中某些组分的分离。 3.二者结合的优势：精馏和共沸相结合的方法充分利用了两种方法的优点，既可以实现高挥发性组分的分离，又可以降低能耗，提高分离效率。 三、实验过程与结果 1.实验设备的搭建：根据实验需求，搭建了一套精馏和共沸相结合的实验设备，包括加热装置、蒸馏装置、冷却装置等。 2.实验条件的设定：根据乙二醇单甲醚、甲醇和水的物性数据，设定了一系列实验条件，如加热温度、冷却温度等。 3.分离效果的评估：通过实验观察到了乙二醇单甲醚、甲醇和水的分离过
连续精馏塔课程设计说明书 题目名称:甲醇-水分离连续精馏塔工艺流程 系部：化学与环境工程系 专业班级：煤化11-7（民）班 学生姓名：阿布来提.吐鲁甫 学号： 2011232513 指导教师：李亮晨 完成日期:2014年6月15号至2014年7月10号
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。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。符合性能图，它对自行设计, 改进现有设备生产状况都较为重要。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。 关键词：精馏，填料塔，设备设计。
1、设计任务书 (5) 2、设计的方案介绍 (5) 2.1、操作压力的确定 (5) 2.2、板式塔的分类与要求 (5) 2.3、回流比的确定 (6) 3、工艺流程图及其简单说明 (6) 3.1、精馏塔的冷凝方式和加热 (6) 3.2、工艺流程图 (7) 4、精馏塔的工艺条件 (7) 5、精馏塔物料衡算 (8) 5.1、溢流装置的设计 (8) 5.2、甲醇摩尔分率的转换 (9) 5.3、塔板版面布置............................. 错误!未定义书签。 5.4、塔板校核 (10) 6、塔板负荷性能图............................. 错误!未定义书签。 6.1、漏液线 (12) 6.2、液体流量下限线 (12) 6.3、液体流量上限线 (12) 6.4、液沫夹带 (12) 6.5、液泛线 (13) 7、操作流程 (15) 8、设计评述 (16) 9、符号说明 (17) 10、参考文献 (19) 11、总结 (20)
化工原理课程设计——水与甲醇精馏精典版1000字 本次课程设计的主题是“水与甲醇精馏”。在化工生产和实验中，涉及到液体混合物的分离，精馏技术是非常重要的一种分离方法，具有高效、可靠、广泛适用等优点。本课程设计旨在通过模拟水与甲醇的精馏过程，加深学生对精馏原理的理解，增强其解决实际问题的综合能力。 一、实验原理 1.1 精馏 精馏是一种重要的物理分离技术，它根据不同的沸点将混合物中的组分分离出来。在精馏过程中，通过将混合物加热并制成气体或蒸汽相，然后通过冷凝器来冷却和凝固产生的蒸汽，从而将混合物分离出来。 1.2 水和甲醇的沸点 对于水和甲醇这两种液体来说，它们的沸点具有明显的差异。水的沸点为100℃，而甲醇的沸点为64.7℃。这说明在经过充分的加热后，甲醇会以蒸汽的形式被挥发出来。 二、实验步骤 2.1 实验仪器和试剂 1) 蒸馏装置：蒸馏罐、沸石塞、接头、三角瓶等 2) 加热设备：电热板 3) 原料：水、甲醇 4) 试剂：草酸钠和酚酞指示剂 2.2 实验操作 1）将蒸馏罐与沸石塞、接头和三角瓶连接好。 2）将水和甲醇混合，然后将混合物倒入蒸馏罐中。 3）加热电热板，将混合物加热至沸腾。 4）调整加热温度，使得甲醇以蒸汽的形式挥发出来。
5）通过冷却管冷却产生的蒸汽，并将其收集到三角瓶中。 6）观察蒸馏过程并记录相关数据。 7）进行草酸钠和酚酞指示剂的检测，以确定收集到的蒸汽中甲醇的含量。 2.3 实验结果分析 在进行实验时，应仔细观察蒸馏过程并记录相应的实验数据，包括加热温度、收集时间及收集物质的数量等。然后，通过对实验结果的分析，可以计算出收集到的蒸汽中甲醇的含量，这将有助于对实验结果的评估，并指导进行后续的实验操作。 三、实验注意事项 1. 在进行精馏过程时，应注意控制加热温度，避免出现过热或过冷情况。 2. 在进行实验操作时，应注意个人安全，避免发生意外事件。 3. 在实验结束后应注意将实验器材和材料进行妥善保管和清洁，避免浪费和损坏。
甲醇解水合物 甲醇解水合物是指甲醇分子和水分子之间发生化学反应形成的化合物。甲醇是一种常见的有机化合物，具有许多重要的应用，如溶剂、燃料和化工原料等。在许多实际应用中，甲醇常常与水发生相互作用，形成水合物。 甲醇解水合物的形成是一个动态平衡过程。在水中，甲醇分子会与水分子相互作用，形成甲醇和水的水合物。水合物的形成与水和甲醇之间的分子间力有关。甲醇分子与水分子之间存在氢键作用，使两者发生相互作用，形成水合物。 甲醇解水合物的形成对于甲醇的性质和应用具有重要影响。首先，甲醇解水合物的存在增加了甲醇分子在水中的溶解度。由于水合物的形成，甲醇分子在水中会更加稳定，从而增加了甲醇在水中的溶解度。这使得甲醇可以更好地与水相混合，提高了甲醇在溶液中的稳定性。 甲醇解水合物的形成也影响了甲醇的化学反应。甲醇解水合物中的甲醇分子与水分子之间的相互作用使甲醇分子更容易发生化学反应。甲醇分子在水合物中的化学性质与在纯甲醇中有所不同，这对于一些以甲醇为原料的化学反应具有重要影响。 甲醇解水合物的形成还影响了甲醇的物理性质。甲醇解水合物的存
在使甲醇的密度和粘度等物理性质发生变化。甲醇解水合物的形成还会对甲醇的熔点和沸点等热学性质产生影响。 甲醇解水合物不仅在实际应用中具有重要意义，也是研究甲醇水溶液性质的重要对象。科学家们通过实验和理论研究，对甲醇解水合物的结构和性质进行了深入的探究。他们通过各种实验手段，如核磁共振、红外光谱等，研究了甲醇解水合物的结构和稳定性。 甲醇解水合物是甲醇分子和水分子之间发生化学反应形成的化合物，对甲醇的性质和应用具有重要影响。甲醇解水合物的形成增加了甲醇在水中的溶解度，影响了甲醇的化学反应和物理性质。科学家们通过实验和理论研究，对甲醇解水合物进行了深入的研究，为甲醇水溶液的性质提供了重要的理论基础。
第一章设计任务书 1.1 设计题目 设计题目：甲醇—水分离过程板式精馏塔的设计 设计要求：年产纯度为99.5%的甲醇12000吨，塔底馏出液中含甲醇不得高于0.1%，原料液中含甲醇40%，水60% 。 1.2操作条件 1) 操作压力常压 2) 进料热状态自选 3) 回流比自选 4) 塔底加热蒸气压力0.3Mpa（表压） 1.3塔板类型 筛孔塔 1.4 工作日 每年工作日为330天，每天24小时连续运行。 1.5 设计说明书的内容 (1) 流程和工艺条件的确定和说明 (2) 操作条件和基础数据 (3) 精馏塔的物料衡算； (4) 塔板数的确定； (5) 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算； (6) 精馏塔的塔体工艺尺寸计算； (7) 塔板主要工艺尺寸的计算； (8) 塔板的流体力学验算； (9) 塔板负荷性能图； (10)主要工艺接管尺寸的计算和选取 (11) 塔板主要结构参数表 (12) 对设计过程的评述和有关问题的讨论
第二章设计原则 2.1确定设计方案的原则 确定设计方案总的原则是在可能的条件下，尽量采用科学技术上的最新成就，使生产达到技术上最先进、经济上最合理的要求，符合优质、高产、安全、低消耗的原则。必须具体考虑如下几点： 2.1.1满足工艺和操作的要求 ⑴首先必须保证产品达到任务规定的要求，而且质量要稳定。这就要求各流体流量和压头稳定，入塔料液的温度和状态稳定，从而需要采取相应的措施。 ⑵其次所定的设计方案需要有一定的操作弹性，各处流量应能在一定范围内进行调节，必要时传热量也可进行调整。 因此，在必要的位置上要装置调节阀门，在管路中安装备用支线。计算传热面积和选取操作指标时，也应考虑到生产上的可能波动。再其次，要考虑必需装置的仪表(如温度计、压强计，流量计等)及其装置的位置，以便能通过这些仪表来观测生产过程是否正常，从而帮助找出不正常的原因，以便采取相应措施。 2.1.2满足经济的要求 要节省热能和电能的消耗，减少设备及基建费用。如前所述在蒸馏过程中如能适当地利用塔顶、塔底的废热，就能节约很多生蒸汽和冷却水，也能减少电能消耗。同样，回流比的大小对操作费和设备费也有很大影响。降低生产成本是各部门的经常性任务，因此在设计时，是否合理利用热能，采用哪种加热方式，以及回流比和其他操作参数是否选得合适等，均要作全面考虑，力求总费用尽可能低一些。而且，应结合具体条件，选择最佳方案。 2.1.3满足安全生产的要求 例如甲醇属易燃有毒物料，不能让其蒸汽弥漫车间，也不能使用容易发生火花的设备。又如，塔是指定在常压下操作的，塔内压力过大或塔骤冷而产生真空，都会使塔受到破坏，因而需要安全装置。 以上三项原则在生产中都是同样重要的。但在化工原理课程设计中，对第一个原则应作较多的考虑，对第二个原则只作定性的考虑，而对第三个原则只要求作一般的考虑。
滨州学院 课程设计任务书 一、课题名称 甲醇——水分离过程板式精馏塔设计 二、课题条件（原始数据） 原料：甲醇、水溶液 处理量：3200Kg/h 原料组成：33%（甲醇的质量分率） 料液初温：20℃ 操作压力、回流比、单板压降：自选 进料状态：冷液体进料 塔顶产品浓度：98%（质量分率） 塔底釜液含甲醇含量不高于1%（质量分率） 塔顶：全凝器 塔釜：饱和蒸汽间接加热 塔板形式：筛板 生产时间：300天/年，每天24h运行 冷却水温度：20℃ 设备形式：筛板塔 厂址：滨州市 三、设计内容 1、设计方案的选定 2、精馏塔的物料衡算 3、塔板数的确定 4、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算（加热物料进出口温度、密度、粘度、比热、导热系数） 5、精馏塔塔体工艺尺寸的计算 6、塔板主要工艺尺寸的计算
滨州学院化工原理课程设计说明书 7、塔板的流体力学验算 8、塔板负荷性能图（精馏段） 9、换热器设计 10、馏塔接管尺寸计算 11、制生产工艺流程图（带控制点、机绘，A2图纸） 12、绘制板式精馏塔的总装置图（包括部分构件）（手绘，A1图纸） 13、撰写课程设计说明书一份 设计说明书的基本内容 ⑴课程设计任务书 ⑵课程设计成绩评定表 ⑶中英文摘要 ⑷目录 ⑸设计计算与说明 ⑹设计结果汇总 ⑺小结 ⑻参考文献 14、有关物性数据可查相关手册 15、注意事项 ⑴写出详细计算步骤，并注明选用数据的来源 ⑵每项设计结束后列出计算结果明细表 ⑶设计最终需装订成册上交 四、进度计划（列出完成项目设计内容、绘图等具体起始日期） 1、设计动员，下达设计任务书0.5天 2、收集资料，阅读教材，拟定设计进度1-2天 3、初步确定设计方案及设计计算内容5-6天 4、绘制总装置图2-3天 5、整理设计资料，撰写设计说明书2天 6、设计小结及答辩1天