课程设计：分离乙醇—水混合液的筛板精馏塔设计与实现.docVIP

新疆工业高等专科学校 课程设计说明书 题目名称：分离乙醇—水混合液的筛板 系 部： 化学工程系 专业班级： 煤化09—3（2）班 学生姓名： 指导教师： 完成日期： 2011-7-7 摘 要 精馏是利用物质沸点的不同，多次的进行混合蒸气的部分冷凝和混合液的部分蒸发的过程，以达到分离的目的。 塔设备是炼油和化工生产的重要设备，其作用在于提供气液两相充分接触的场所，有效地实现气液两相间的传热、传质，以达到理想的分离效果，因此它在石油化工生产中得到广泛应用。 一个完整的板式塔主要是由圆柱形塔体、塔板、降液管、溢流堰、受液盘及气体和液体进、出口管等部件组成，同时考虑到安装和检修的需要，塔体上还要设置人孔和手孔。平台扶梯和吊柱等部件，整个塔体由塔裙座支撑，在塔内，根据生产公益要求，装有多层塔板，为气液亮相提供接触的场所，塔板性能的好坏直接影响传质效果，是塔板塔的核心部件 设计目的： 1着重加深学生对于化工原理理论知识的掌握。 积极引导学生去思考，培养他们灵活运用所学知识去解决问题的能力，以及查阅资料、处理数据的能力。1.筛板精馏塔的设计 1 1．1 塔型的选择 1 1.2 设计条件的选择 1 1.3 物料衡算 1 1.4 相平衡关系 1 1.5 塔板数的确定 1 1.5.1 确定进料热状态 1 1.5.2 求最小回流比 Rmin 2 1.5.3 选择回流比 R 2 1.5.4 求取理论板数NT 2 1.5.5 灵敏板的确定 2 1.5.6 确定实际板数N 2 1.6 塔板的设计（只设计精馏段） 2 1.6.1 塔径初选与计算 3 1.6.2 塔板详细设计 4 1.7 负荷性能图 4 2 板塔的工艺设计 5 2.1塔的类型是：板式塔 5 2.2设计条件的选择 5 2.3精馏塔全塔物料恒算 5 2.4相平衡关系 6 2.5塔板数的确定 6 2.5.1 确定进料热状态 6 2.5.2 求最小回流比 Rmin 6 2.5.3 选择回流比 R 6 2.5.4相对挥发度 7 2.5.5求取理论板数NT 7 2.5.6 确定实际板数N 8 3．塔径初选与计算 9 3.1 物性数据 10 3.1.1 定性温度： 10 3.1.2 气相和液相平均摩尔量 10 3.1.3 液相轻组分质量分率与气相和液相平均密度 11 3.1.4 气相和液相体积流量 12 3.1.5 混合液体液表面张力 13 3.1.6 混合液的黏度 15 3.1.7 相对挥发度 16 3.2 选取板间距 HT 16 3.3 液泛气速umax 和气速u 16 3. 4 降液管型式与堰长 lw，计算塔径 D 17 3.4.1 降液管型式：单流型 17 3.4.2 堰长 lw 17 3.4.3塔径 D 17 3.5 塔板详细设计 17 3.5.1 溢流堰的型式和高度 hw 17 3.5.2 降液管和受液盘的结构及有关尺寸 18 3.6塔板布置 18 3.7 塔板校核 19 3.7.1 降液管液泛 19 3.7.2 降夜管内停留时间 20 3.7.3 液沫夹 20 3.7.4 漏液克服液面表面张力的作用引起的压降 20 3.8 负荷性能图 21 3.8.1 气体流量的流体力学上下线 21 附图1 24 附图2 25 参考文献 26 1.筛板1 塔型的选择 填料、板式（泡罩、浮阀、筛板、舌形、网孔、垂直筛板、多降液管塔板等） 设计条件的选择 （1）操作压强(常压、加压、真空)； （2）进料热状态和回流热状态； （3）加热方式（直接、间接）； （4）冷凝与冷却。 条件选择的原则：技术上可行、经济上合理。 物料衡算 相平衡关系 查平衡数据方格纸上作 t ～ x (y) 图t ～ x (y) 图y ～ x图。 1.5 塔板数的确定 .1 确定进料热状态 泡点进料：.2 求最小回流比 Rmin 可用图解法确定、。 .3 选择回流比 R 最适宜回流比的选择原则：总费用最低。 Ropt =（1.2～2.0）Rmin .4 求取理论板数NT 逐板计算法：交替使用平衡方程与操作线方程。 .5 灵敏板的确定 由每块理论板的组成，可查出对应的泡点，作温度分布曲线（～NT），可大致确定灵敏板的位置。 然后，再由全塔效率定出灵敏板所对应的实际板位置。 .6 确定实际板数N 由O’connell关联图确定全塔效率ET。 实际板数：，塔釜为一块理论板 加料板位置：，为精馏段理论板数。 塔板的设计（精馏段） 设计意图：总体逆流、板上错流。 克服塔内的非理想流动：液沫夹带、气泡夹带、气体的不均匀流动、液体的不均匀流