甲醇与水混合液的分离

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/kmolXF=(0.46/32.04)/[0.46/32.04+0.54/18.02]=0.324XD=(0.997/32.04)/[0.997/32.04+0.003/18.02]=0.995XW=(0.005/32.04)/(0.005/32.04+0.995/18.02)=0.00282.2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量MF=0.324*32.04+(1-0.324)*18.02=22.56kg /kmolMD=0.995*32.04+(1-0.995)*18.02=31.97kg/kmolMW=0.0028*32.04+(1-0.0028)*18.02=18.06kg/kmol2.3物料衡算原料处理：qn,F=3000/22.56=132.98 kmol/h总物料衡算: 30.728=qn,D +qn,W甲醇物料衡算: 132.98*0.324=0.995 qn,D +0.0028qn,W解得: qn,D =43.05kmol/h qn,W=89.93kmol/h3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.3.1.2求最小回流比及操作回流比采用作图法求最小回流比:在x-y 图中对角线上，自点e （0.324,0.324）作垂线即为进料线.该线与平衡线的交点坐标: y =0.682 x =0.324 故最小回流比; R min=(x D –y q )/(y q –x q )=(0.995-0.682)/(0.682-0.324)=0.87. 取操作回流比:R=1.743.1.3求精馏塔的气液相负荷q n,L =R* q n,D =1.74*43.05=74.91kmol/hq n,V =(R+1)* q n,D =2.74*43.05=117.96kmol/h q 、n,L= q n,L +q n,F =74.91+132.98=207.89 kmol/h q 、n,V = q n,V =117.96 kmol/h 3.1.4操作线方程 精馏段：y===0.635x+0.363提馏段：y ’===1.762-0.00213.1.5采用图解法求理论求解结果为：总理论板数: N T =11 进料位置为: N F =7 3.2全塔效率E绘出甲醇-水的气液平衡数据作t-x/y 图,查得:塔顶温度: t=64.6℃ 塔平均温度:t=82.0℃塔釜温度: t=99.3℃ 精馏段平均温度:t=70.75℃ 进料温度: t=76.8℃ 提馏段平均温度:t=88.05℃ 82.0℃下进料液相平均粘度:查手册有:μ甲=0.272mpas, μ水=0.3478mpas ，x 甲=0.192 y 甲=0.565μ=X μ甲+(1-X) μ水=0.324*0.272+(1-0.324)*0.3478=0.323mpasα===5.47=0.49=0.49=0.433.3实际塔板数的求取精馏段实际板层数: N=N/=6/0.43=13.95≈14块提留段实际板层数: N =N/=5/0.43=11.63≈12块.4 精馏塔的工艺条件及物性数据的计算4.1平均摩尔质量塔顶平均摩尔质量:X=Y=0.995. 查平衡曲线(X-Y图)得:X=0.98 MVD=0.995*32.04+(1-0.995)*18.02=31.97kmol/hMLD=0.98*32.04+(1-0.98)*18.02=31.76kmol/h 进料板层平均摩尔质量:查X-Y图得: YF =0.578 XF=0.196MVF=0.578*32.04+(1-0.578)*18.02=26.12kmol/hMLF=0.196*32.04+(1-0.196)*18.02=20.77kmol/h 塔底平均摩尔质量:XW =0.0028. YW=0.013MVW=0.013*32.04+(1-0.013)*18.02=18.20 kmol/hMLW=0.0028*32.04+(1-0.0028)*18.02=18.06kmol/h 精馏段平均摩尔质量:MVJ=(+)/2=(31.97+26.12)/2=29.05 kmol/hMLJ=(+)/2=(31.76+20.77)/2=26.27 kmol/h提馏段平均摩尔质量:M’VJ=(+)/2=(26.12+18.20)/2=22.16 kmol/hM’LJ=(+)/2=(20.77+18.06)/2=19.41kmol/h4.2平均密度计算(1).气相平均密度:由气液平衡图求得蒸汽平均温度：tJ = 70.75℃，tT=88.05℃故得精馏段的蒸汽密度：ρY，J =M T，J /22.4*[T0 /（T0 +t J）] =1.063kg/m3提留段的蒸汽密度：Y，T =MT，T/22.4*[T/（T+tT）] =0.748kg/m3(2).液相平均密度计算: 液相平均密度依下列式计算:1/lm=∑i/i塔顶液相平均密度计算:由t=64.6℃查手册得:甲醇=747.24kg/m -3水=980.66 kg/m 3lDm=1/[(0.997/747.24)+(0.003/980.66)]=747.77 kg/m 3进料板液相平均密度:由t=76.8℃,查手册得: 甲醇=736.88kg/m -3水=974.98kg/m 3进料板液相的质量分数：甲醇=0.196*32.04/[(0.196/32.04)+(0.804/18.02)]=0.302lFm=1/[(0.302/736.88)+(0.698/974.98)]=888.30 kg/m 3塔底液相的平均密度：查手册得在99.3℃时水的密度为：甲醇=712.9kg/m -3水=958.88 kg/m 3=1/[(0.005/712.9)+(0.995/958.88)]=957.23kg/m 3精馏段液相平均密度为:lJ=(747.77+888.30)/2=818.04 kg/m 3提留段液相平均密度：lT=（888.30+957.23）/2=922.77 kg/m 34.3液体平均表面张力计算 液相平均表面张力依下式计算: δ=∑x i /δi塔顶液相平均表面张力的计算:由t=64.6℃查手册得: δ甲醇=18.2 mN/m δ水 =65.345 mN/m δlDm =0.995*18.2+0.005*65.345=18.44 mN/m进料板液相表面张力的计算:由t=76.8℃查手册得: δ甲醇=17.3mN/m δ水=63.144 mN/mδlFm=0.122*17.3+0.818*63.144=54.16 mN/m 塔釜液体的表面张力接近水的表面张力，由t= 99.3℃查手册得：δ甲醇=12.878mN/m δ水=58.933 mN/mδlWm=0.0028*12.878+0.9972*58.933=58.80 mN/m 精馏段液相平均表面张力为:δlT=(18.44+54.16)/2=36.3 mN/m提留段液体平均表面张力为：δlT=(54.16+58.80)/2=56.48 mN/m4.4液体平均粘度计算液相平均粘度依下式计算,即:lgμm =∑xilgμi塔顶液相平均粘度的计算:由t=64.6℃查手册得：μ甲醇=0.330 mpas μ水=0.448 mpaslgμlDm=0.995*lg0.33+0.005*lg0.448解出：μlDm=0.3305 mpas进料板液相平均粘度的计算：由t=76.8℃查手册得：μ甲醇=0.286 mpas μ水=0.329 mpaslgμlFm=0.196*lg(0.286)+0.804*lg(0.329)解出：μlDm=0.3587 mpas塔釜液相平均粘度的计算：由t=99.3℃查手册得：μ甲醇=0.2295mpas μ水=0.2861mpaslgμlWm=0.0028*lg(0.2295)+0.9972*lg(0.2861)解出：μlDm=0.2859 mpas精馏段液相平均粘度为：μlJ=(0.3587+0.3305)/2=0.3346 mpas提留段液相平均粘度为：μlT=(0.3587+0.2859)/2=0.3223 mpas5精馏塔的塔体工艺尺寸计算5.1 塔径的计算5.1.1精馏段塔径计算WL=74.91*26.27=1967.89 kg/hWV=117.96*29.05=3426.74 kg/h精馏段气、液混合物的平均体积流量：= ==0.924m3/s= ==0.000668m3/s贝恩—霍根关联式=A-K=0.06225-1.75*解得：=5.36 m/s取=0.7=3.752 m/sD==0.56m圆整为0.6m此时==3.27m/s泛点速率校核：==0.61 在允许范围内5.1.2.提留段塔径计算计算方法同精馏段,计算结果为:uF=5.72m/sD=0.542 m圆整塔径,取 D=0.60m.泛点率校核：u==3.44m/su/ uF=(3.44/5.72)=0.60 (在允许范围内) 填料规格校核： D/d =600/50=12 >8液体喷淋密度校核：取最小润湿速率为: (lw )m=0.08 m3 / m2h查附录五得：at=74.9m3 /m2 .h.u min =(lw)m* at=0.08*74.9=5.992 m3 / m2hu=3600*0.000668/(0.785*0.6*0.6)=8.51m3 / m2h >5.992 m3 / m2h 5.2填料层高度计算Z=HETP*NT.Lg(HETP)=h-1.292lnδl +1.47lnμl查表有: h=7.0653.精馏段填料层高度为：HETP=0.862m Z景=6*0.862=5.172 mZ′精=1.25*5.172=6.465 m提留段填料层高度为：HETP=0.442mZ提=5*0.442=2.21 mZ′提=1.25*2.21=2.76 m设计取精馏段填料层高度为6.5m,提留段填料层高度为3m.对于环矩鞍填料, 要求h/D=8～15. hmax≤6m.取h/D=12, 则 h=12*600=7.2 m.不需要分段。

精品资料化工原理课程设计任务书专业：化学工程与工艺班级：设计人：一、设计题目分离甲醇-水混合液（混合气）的填料精馏塔二、设计数据及条件生产能力：年处理甲醇-水混合液（混合气）： 7 万吨（开工率300天/年）；原料：甲醇含量为 30 %（质量百分率，下同）的常温液体（气体）；分离要求：塔顶甲醇含量不低于（不高于） 95 %；塔底甲醇含量不高于（不低于） 0.3 %。

建厂地址：沈阳三、设计要求（一）编制一份设计说明书，主要内容包括：1、前言；2、流程的确定和说明（附流程简图）；3、生产条件的确定和说明；4、精馏（吸收）塔的设计计算；5、附属设备的选型和计算；6、设计结果列表；7、设计结果的讨论与说明；8、注明参考和使用的设计资料；9、结束语。

（二）绘制一个带控制点的工艺流程图（2#图）（三）绘制精馏（吸收）塔的工艺条件图四、设计日期： 2016年05月20日至2016年06月12日目录化工原理课程设计任务书 (1)目录 (2)前言 (4)第一章流程确定和说明 (4)1.1加料方式的确定 (5)1.2进料状况的确定 (5)1.3冷凝方式的确定 (5)1.4回流方式的确定 (5)1.5加热方式的确定 (6)1.6加热器的确定 (6)第二章精馏塔设计计算 (6)2.1操作条件与基础数据 (6)2.1.1操作压力 (6)2.1.2气液平衡关系与平衡数据 (7)2.2精馏塔工艺计算 (7)2.2.1物料衡算 (7)2.2.2 热量衡算 (11)2.2.3理论塔板数计算 (14)2.3 精馏塔主要尺寸的设计计算 (15)2.3.1精馏塔设计主要依据和条件 (15)2.3.2塔径设计计算 (22)2.3.3填料层高度的设计计算 (24)第三章附属设备及主要附件的选型计算 (26)3.1 冷凝器 (26)3.2 加热器 (27)3.3 塔内其他构件 (28)3.3.1接管管径的选择 (28)3.3.2除沫器 (30)3.3.3液体分布器 (31)3.3.4液体再分布器 (33)3.3.5填料及支撑板的选择 (33)3.3.6塔釜设计 (33)3.3.7塔的顶部空间高度 (34)3.4精馏塔高度计算 (34)第四章设计结果自我总结和评价 (35)4.1精馏塔主要工艺尺寸与主要设计参数汇总 (35)4.2 自我评价和总结 (35)4.21满足工艺和操作的要求 (36)4.2.2满足经济上的要求 (36)4.2.3保证生产安全 (36)4.3总结 (36)附录 (38)一、符号说明 (38)二、参考文献 (39)前言在化学工业和石油工业中广泛应用的诸如吸收、解吸、精馏、萃取等单元操作中，气液传质设备必不可少。

目 录前 言............................................... 错误!未定义书签。

第一节 设计方案.................................................... 5 1.1操作条件的确定 ................................................ 5 1.操作压力的确定 ................................................ 5 2.进料状态 ...................................................... 5 3．加热方式 ..................................................... 6 4.回流比 ........................................................ 6 1.2确定设计方案的原则 ............................................ 7 第二节 工艺流程图................................................... 7 第三节 板式精馏塔的工艺计算........................................ 8 3.1 物料衡算 ...................................................... 8 3.3 理论塔板数的计算 .............................................. 9 3.4实际板数的确定 ............................................... 11 第四节 塔径塔板工艺尺寸的确定...................................... 13 4.1 各设计参数 .. (13)4.1.1 操作压力精m p ............................ 错误!未定义书签。

水溶出法检出甲醇
一、方法概要
用具塞量筒量取汽油样品80 mL，加入20 mL蒸馏水并摇动，将混合物分成油-水两相，静置30 min后记录油层体积，计算得出甲醇含量。

二、仪器材料
1. 具塞量筒：100 mL，分度值为0.5 mL。

2. 蒸馏水（可用纯净水或凉开水替代）。

三、试验步骤
1. 用100 mL具塞量筒量取汽油样80 mL。

2. 在具塞量筒中加入约20 mL蒸馏水，上下摇动10次（约0.5 min），使其混合均匀。

将混合液静置30 min（气温较低时可置于35℃至40℃水浴中），待其分成界面清晰的油-水两相，记录上层液体（油层）的体积Ｖ。

四、计算
试样中甲醇含量按式(B.1)计算：
X = （80－V）/100 ×100%
式中：
X ——试样中甲醇含量（体积分数）%；
V ——样品加水相分离后上层液体（油层）的体积mL。

当X≥0时，重复以上操作两次。

两次检验结果的相对误
差应小于0.5％，结果以两次检验结果的算术平均值报出。

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、甲醇和水的分离过程，并对分离效果进行了评估。

实验结果表明，精馏和共沸相结合的方法可以实现乙二醇单甲醚、甲醇和水的有效分离。

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—2013.2.20XX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。

2 . 板式塔作用原理板式塔是在圆柱形壳体内按一定间距水平设置若干层塔板，液体靠重力作用自上而下流经各层板后从塔底排出，各层塔板上保持有一定厚度的流动液层；气体则在压强差的推动力下，自塔底向上依次穿过各塔板上的液层上升至塔顶排出。

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。

甲醇水分离精度甲醇与水的分离精度是一项关键技术，广泛应用于化工、能源等领域。

这项技术的发展，不仅对于提高甲醇的纯度和水的回收率具有重要意义，还对于环境保护和资源利用有着深远影响。

为了实现甲醇与水的高效分离，科学家们使用了各种方法和技术。

其中，蒸馏是最常用的分离方法之一。

蒸馏是利用液体混合物的沸点差异，通过加热液体混合物，使其蒸发并在冷凝器中冷凝，最终得到纯净的甲醇或水。

这种方法的分离精度较高，能够满足大多数工业生产的需求。

然而，蒸馏方法也存在一些局限性。

首先，蒸馏过程需要大量的能源消耗，造成能源浪费和环境污染。

其次，蒸馏方法对于甲醇和水的沸点差异要求较高，对于一些沸点接近的物质，蒸馏效果不理想。

因此，科学家们在蒸馏方法的基础上，不断探索创新，寻找更加高效、低能耗的分离技术。

近年来，一些新型分离技术逐渐受到关注。

例如，膜分离技术利用特殊的膜材料，通过渗透和分子筛选的方式将甲醇和水分离开来。

这种方法具有分离精度高、操作简便、能耗低等优点，被广泛应用于实际生产中。

此外，离子液体萃取、超临界流体萃取等新型技术也得到了一定的发展和应用。

随着科技的不断进步，分离精度的提高是一个不断追求的目标。

科学家们正在不断探索新的材料和技术，以提高甲醇与水分离的效率和精度。

他们希望通过改进现有的分离方法，或者发展新的分离技术，实现甲醇与水的高效分离，为产业发展和环境保护做出更大的贡献。

甲醇与水的分离精度是一个关键技术，对于化工、能源等行业具有重要意义。

科学家们通过不断创新和探索，致力于提高分离技术的效率和精度，以满足不同领域的需求。

他们的努力将促进产业发展，推动可持续发展的进程。

我们期待着这个技术在未来的应用中取得更大的突破和进展。

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。

甲醇萃取塔工作原理一、引言甲醇萃取塔是一种用于将甲醇从混合醇溶液中分离出来的设备。

本文将介绍甲醇萃取塔的工作原理及相关流程。

二、工作原理甲醇萃取塔是利用不同物质在溶剂中的溶解度差异实现分离的设备。

其工作原理基于甲醇与其他醇溶解度的差异，通过调节塔内操作条件，将甲醇从混合醇溶液中分离出来。

三、萃取过程1. 进料混合醇溶液经过预处理后，进入甲醇萃取塔。

塔内设置有进料口，将混合醇溶液均匀地引入塔内。

2. 平衡段混合醇溶液进入塔内后，首先进入平衡段。

在平衡段，混合醇溶液与萃取剂（通常为水）进行接触，使得甲醇与水之间达到平衡。

在平衡段内，甲醇与水根据其在溶剂中的溶解度差异发生分配，达到最佳的物质平衡。

3. 萃取段经过平衡段后，混合醇溶液进入萃取段。

在萃取段内，塔底部喷淋萃取剂（水）与混合醇溶液进行充分的接触，使得甲醇与水之间发生传质过程。

甲醇分子在接触到萃取剂后，根据其在水中的溶解度较高的特性，会被水分子吸附，从而实现从混合醇溶液中的分离。

4. 顶部产物经过萃取段的处理后，甲醇在塔内被吸收，最终在塔顶部得到纯净的甲醇产品。

而在塔底部，则得到富含其他醇的萃取液，可以进一步进行处理或再生利用。

四、操作条件1. 温度甲醇萃取塔中的操作温度是影响分离效果的重要因素。

一般情况下，适宜的操作温度可提高甲醇与水的溶解度差异，有利于分离效果的提高。

2. 压力甲醇萃取塔中的操作压力也会对分离效果产生影响。

在一定范围内，适当调节操作压力可以改变甲醇与水的相互作用力，从而实现更好的分离效果。

3. 萃取剂浓度萃取剂浓度是影响甲醇与水分离的关键因素之一。

适宜的萃取剂浓度可以提高甲醇与水的接触面积，促进传质过程，从而提高分离效果。

五、总结甲醇萃取塔是一种通过调节操作条件，利用甲醇与其他醇在溶剂中的溶解度差异实现分离的设备。

其工作原理基于平衡段和萃取段的流程，通过适宜的温度、压力和萃取剂浓度等条件的控制，实现将甲醇从混合醇溶液中分离出来。

甲醇水连续精馏操作流程Distillation is a common separation process used in chemical industries to purify liquid mixtures based on their boiling points. 在化工行业中，蒸馏是一种常见的分离工艺，用于根据混合液的沸点来纯化液体混合物。

This process involves heating the mixture to vaporize the more volatile components, then cooling and condensing the vapor back into liquid form. 这个过程包括加热混合物以蒸发较易挥发的成分，然后冷却并将蒸汽冷凝成液体形式。

In continuous distillation, the process is ongoing, with a continuous feed of the mixture and continuous removal of the purified components. 在连续蒸馏中，这个过程是持续进行的，混合物被持续输入，纯净的组分被持续取出。

This type of operation is efficient and commonly used in large-scale industrial applications. 这种操作效率高，常常被用于大规模的工业应用中。

Continuous distillation offers the advantage of higher throughput and steady-state operation compared to batch distillation. 与间歇蒸馏相比，连续蒸馏具有更高的吞吐量和稳定状态操作的优势。

叙述工艺分离甲醇-水的流程英文回答：The process of separating methanol-water mixture involves several steps. The primary method used for this purpose is distillation, which takes advantage of the difference in boiling points between methanol and water.The first step in the process is to heat the methanol-water mixture in a distillation column. As the mixture is heated, the methanol, which has a lower boiling point than water, vaporizes and rises to the top of the column. The water, on the other hand, remains in the liquid phase and collects at the bottom of the column.Next, the vaporized methanol is condensed back into a liquid state by passing it through a condenser. This condensation process involves cooling the methanol vapor, causing it to condense into a liquid form. The condensed methanol is then collected in a separate container.After the condensation process, the remaining liquid at the bottom of the distillation column is primarily water. However, it may still contain a small amount of methanol. To further separate the methanol from the water, an additional step called azeotropic distillation is often employed.In azeotropic distillation, a third component is added to the mixture to form an azeotrope, which is a constant boiling mixture. This azeotrope has a lower boiling point than the original methanol-water mixture. By heating the azeotrope, the methanol is vaporized and can be separated from the water.Finally, the vaporized methanol from the azeotropic distillation is condensed back into a liquid state, similar to the previous condensation process. The condensed methanol is then collected and further purified if necessary.中文回答：甲醇-水混合物的工艺分离过程包括几个步骤。

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)新疆工程学院课程设计评定意见设计题目系部_________________ 专业班级学生姓名_________________ 学生学号评定意见：评定成绩：指导教师（签名）：年月日新疆工程学院化学与环境工程系系(部)课程设计任务书2013-2014学年2 学期2014年7月10日教师（签名）系（部）主任（签名）年月1、 设计任务书甲醇散堆填料精馏塔设计原料液状态处理量：100=F kmol/h ，常温常压 ,塔顶温度为65℃，塔釜温度为93.5℃进料浓度: 35.0=F x （甲醇的质量分数）,塔顶出料浓度： 95.0=D x （甲醇的质量分数）, 塔釜出料浓度：04.0=W x （甲醇的质量分数）,323=OH CH M kg/kmol 182=O H M kg/kmol填料类型：DN25金属环矩鞍散堆填料2、设计的方案介绍2.1、操作压力的确定在精馏操作中，压力的影响非常大。

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。

课程设计设计题目分离甲醇、水混合物的板式精馏塔设计学生姓名徐然学号20103281专业班级化学工程与工艺10-2班指导教师姚运金杨则恒2013年7月26日合肥工业大学课程设计任务书目录摘要: (1)关键词: (1)1 引言 (3)2 正文 (6)2.1 物性参数 (6)2.2 最小回流比min R 和操作回流比R (8)2.2.1 物料衡算 (8)2.2.2相对挥发度的确定 (9)2.2.3 Rmin 和R 的确定 (9)2.3 塔板数和塔效率的计算 (11)2.3.1精馏段和提馏段气液流量的确定 (11)2.3.2精馏段及提馏段操作线方程的确定 (11)2.3.3理论板数及全塔效率的确定 (12)2.3.4实际塔板数 N (15)2.4结构设计 (15)2.4.1 塔的工艺条件及物性数据计算 (15)2.4.1.1操作压强m p (15)2.4.1.2温度m t (16)2.4.1.3平均摩尔质量m M (16)2.4.1.4 平均密度m ρ (17)2.4.1.5 液体表面张力m σ (18)2.4.1.6 液体粘度Lm μ (18)2.4.1.7 气液负荷计算 (19)2.4.2 塔和塔板主要工艺尺寸计算 (19)2.4.2.1 塔径 (19)2.4.2.2 溢流装置 (21)2.4.2.3塔板布置 (24)2.4.2.4筛板孔数n 与开孔率ϕ (24)2.4.2.5塔的有效高度Z (25)2.4.2.6 塔实际高度的计算 (25)2.4.3 筛板的流体力学验算 (25)2.4.3.1气体通过筛板压降 (25)2.4.3.2雾沫夹带量e的验算 (27)V2.4.3.3漏液验算 (27)2.4.3.4 泛液验算 (27)2.4.4 塔板负荷性能图 (28)2.4.4.1精馏段 (28)2.4.4.2提馏段 (31)2.4.5 附属设备设计及接管尺寸 (33)2.4.5.1冷凝器的选择 (33)2.4.5.2再沸器的选择 (34)2.4.5.3换热器的选择 (35)2.4.5.4 离心泵的选择 (40)2.4.5.6接管尺寸 (41)2.4.5.7法兰、封头、裙座等 (43)2.5强度设计 (45)2.5.1 质量载荷计算 (45)2.5.2 风载荷 (46)2.5.3 风弯矩 (47)2.5.4 地震载荷的计算 (47)2.5.4.1塔的自震周期 (47)2.5.4.2 地震载荷计算 (48)2.5.5 塔体稳定性校核 (48)2.5.6 裙座的强度及稳定性校核 (49)2.5.6.1 裙座底部0-0截面的强度计稳定性校核 (50)2.5.6.2焊缝强度 (50)2.5.7裙座基础环的设计 (50)2.5.8地脚螺栓的计算 (51)2.6 设计小结 (52)3 课程设计心得 (54)[ 参考文献 ] (55)摘要:现要求设计一筛板式精馏塔，年产量9.5万吨的甲醇-水的分离系统，其中料液的甲醇质量分数70%，设计要求馏出液中甲醇的质量分数不少于99.9%，残液中甲醇质量分数小于0.5%。

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T2.3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 (20)2.5.1溢流装置计算 (20)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)5.1.5塔底进气管 (34)5.2 筒体 (34)5.3 封头 (34)5.4法兰的选取 (34)5.5裙座 (35)5.6人孔 (35)第六章塔总高度设计 (36)6.1塔顶部空间高度 (36)6.2塔总体高度计算 (36)第七章设计心得 (37)参考文献 (38)前言精馏是利用液体混合物中各组分挥发性的差异对其进行加热，然后进行多次混合蒸气的部分冷凝和混合液的部分加热汽化以达到分离目的的一种化工单元操作。

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。