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《化工原理》课程设计说明书 设计题目 年产万吨醇精馏塔的设计 学生姓名 指导老师 学 院 化学化工学院 专业班级 化工1班 完成时间 201年月 目录 第一章 概 述 1 1.1 精馏操作对塔设备的要求 1 1.2 板式塔类型 1 1.2.1 筛板塔 1 1.2.2 浮阀塔 2 1.3 精馏塔的设计步骤 2 第二章 设计方案的确定 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 冷却剂与出口温度 3 2.1.5 热能的利用 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 4 2.2.3 保证安全生产 4 第三章 板式精馏塔的工艺计算 5 3.1 物料衡算与操作线方程 5 3.1.1原料液及塔顶摩尔分率 5 3.1.2原料液及塔顶平均摩尔质量 5 3.2 塔板数的确定 6 3.2.1 理论版层数的求取 6 3.3实际板层数的求取 8 3.3.1.液相的平均粘度 8 3.3.2.全塔效率和实际塔板数 9 3.4精馏塔的工艺条件及有关物性数据计算 9 3.4.1平均压力 9 3.4.2平均温度 10 3.4.3平均摩尔质量计算 10 3.4.4平均密度 10 3.4.5液相平均黏度 12 3.4.6 汽液负荷计算 13 3.5塔和塔板主要工艺尺寸计算 14 3.5.1精馏段 14 3.5.2提馏段 15 3.6塔板工艺结构尺寸的设计与计算 15 3.6.1精馏段 15 3.6.2提馏段 17 3.7塔板上的流体力学验算 18 3.7.1精馏段 18 3.7.2提馏段 20 3.8塔板负荷性能图 21 3.8.1精馏段 21 3.8.2提馏段 23 3.9 塔的有效高度 26 3.10数据 27 参考文献 32 后记及其他 33  第一章 概 述 1.1 精馏操作对塔设备的要求 精馏所进行的是气汽、液两相之间的传质，而作为气(汽)、液两相传质所用的塔设备，首先必须要能使气汽、液两相得到充分的接触，以达到较高的传质效率。但是，为了满足工业生产和需要，塔设备还得具备下列各种基本要求：（1）气汽、液处理量大，即生产能力大时，仍不致发生大量的雾沫夹带、拦液或液泛等破坏操作的现象。 1.2 板式塔类型 气－液传质设备主要分为板式塔和填料塔两大类。精馏操作既可采用板式塔，也可采用填料塔。 板式塔为逐级接触型气－液传质设备，其种类繁多，根据塔板上气－液接触元件的不同，可分为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、穿流多孔板塔、舌形塔、浮动舌形塔和浮动喷射塔等多种。 1.2.1 筛板塔 筛板塔也是传质过程常用的塔设备，它的主要优点有：结构比浮阀塔更简单，易于加工，造价约为泡罩塔的60％，为浮阀塔的80％左右。处理能力大，比同塔径的泡罩塔可增加10～15％。塔板效率高，比泡罩塔高15％左右。压降较低，每板压力比泡罩塔约低30％左右。筛板塔的缺点是：塔板安装的水平度要求较高，否则气液接触不匀。操作弹性较小(约2～3)。小孔筛板容易堵塞。 1.2.2 浮阀塔 浮阀塔是在泡罩塔的基础上发展起来的，它主要的改进是取消了升气管和泡罩，在塔板开孔上设有浮动的浮阀，浮阀可根据气体流量上下浮动，自行调节，使气缝速度稳定在某一数值。浮阀塔之所以这样广泛地被采用，是因为它具有下列特点： 1.3 精馏塔的设计步骤 本设计按以下几个阶段进行： （1）设计方案确定和说明。根据给定任务，对精馏装置的流程、操作条件、主要设备型式及其材质的选取等进行论述。 （2）蒸馏塔的工艺计算，确定塔高和塔径。 （3）塔板设计：计算塔板各主要工艺尺寸，进行流体力学校核计算。接管尺寸、泵等，并画出塔的操作性能图。 （4）管路及附属设备的计算与选型，如再沸器、冷凝器。 （5）抄写说明书。 （6）绘制精馏装置工艺流程图和精馏塔的设备图。  第二 设计方案的确定 2.1 操作条件的确定 确定设计方案是指确定整个精馏装置的流程、各种设备的结构型式和某些操作指标。例如组分的分离顺序、塔设备的型式、操作压力、进料热状态、塔顶蒸汽的冷凝方式、余热利用方案以及安全、调节机构和测量控制仪表的设置等。下面结合课程设计的需要，对某些问题作些阐述。 2.1.1 操作压力 蒸馏操作通常可在常压、加压和减压下进行。确定操作压力时，必须根据所处理物料的性质，兼顾技术上的可行性和经济上的合理性进行考虑。 2.1.2 进料状态 进