化工原课程设计-乙醇与水的筛板精馏塔设计.doc

《化工原理》课程设计 设计题目 常 压 乙 醇-水 筛 板 精 馏 塔 的 设 计 学生姓名 班级、学号 1001070225 指导教师姓名 课程设计时间2010年6月8日-2010年6月28日 课程设计成绩 百分制 权重 设计说明书、计算书及设计图纸质量，70% 独立工作能力、综合能力、设计过程表现、设计答辩及回答问题情况，30% 设计最终成绩（五级分制） 指导教师签字: 化学化工学院 课程名称 化工原理课程设计 设计题目： 常 压 乙 醇-水 筛 板 精 馏 塔 的 设 计 学生姓名：熊俊 专业：化学工程与工艺 班级学号： 化工（2）班 1001070225 设计日期： 2010年 6 月 8日至 2010 年 6 月 21日 设计条件及任务： 设计体系：乙醇—水 设计条件: 进料量F= 240 kmol/h； 进料浓度ZF= 0.15 （摩尔分数，下同）； 进料状态：q＝1，泡点进料； 操作条件：塔顶压强为4 kPa(表压)，单板压降不大于0.7kPa。 塔顶冷凝水采用深井水，温度T＝12℃； 塔釜加热方式：间接蒸汽加热，采用3kgf/cm2水蒸气； 全塔效率：ET = 52% 分离要求：XD= 88% ； XW=1% ；回流比R/Rmin =1.6。 指导教师: 万辉 陈晓蓉 2010 年 6 月 28 日 目录 一．概述 6 1．精馏与塔设备简介 6 2.筛板塔特点 7 3.体系介绍 7 4.设计任务及要求 7 二．设计说明书 8 1. 设计单元操作方案简介 8 2. 筛板塔设计须知 8 3. 筛板塔的设计程序 8 三．设计计算书 9 1．设计参数的确定 9 1.1进料热状态 9 1.2加热方式 9 1.3回流比（R）的选择 9 1.4塔顶冷凝水的选择 9 2.流程图简介及流程图 9 2.1流程简介 9 2.2流程图 9 3.理论塔板数的计算与实际板数的确定 10 3.1理论板数计算 10 3.1.1物料衡算 10 3.1.2 q线方程 10 3.1.3 平衡线方程 10 3.1.4及Rmin和R的确定 12 3.1.5精馏段操作线方程的确定 13 3.1.6精馏段和提馏段气液流量的确定 13 3.1.7提馏段操作线方程的确定 13 3.1.8图解法求解理论板数 13 3.2实际板数的确定 14 4.精馏塔工艺条件计算 14 4.1操作压强的选择 14 4.2操作温度的计算 14 4.3塔内物料平均分子量、张力、流量及密度的计算 15 4.3.2液相表面张力的确定 16 4.3. 3 液体平均粘度计算 17 4.4塔径的确定 17 4.4.1 精馏段 17 4.4.2 提馏段……………………………………………………………………………… 18 4.5塔有效高度 19 4.6整体塔高 19 5.塔板主要参数确定 20 5.1溢流装置 20 5.1.1堰长lw 20 5.1.2出口堰高hw 20 5.1.3弓形降液管宽度Wd和面积Af 20 5.1.4降液管底隙高度 21 5.2塔板布置及筛孔数目与排列 21 5.2.1塔板的分块 21 5.2.2边缘区宽度确定 21 5.2.3开孔区面积计算 21 5.2.4筛孔计算及其排列 22 6. 筛板的力学检验 22 6.1塔板压降 22 6.1.1干板阻力计算 22 6.1.2气体通过液层的阻力Hl计算 23 6.1.3液体表面张力的阻力计算计算 24 6.1.4气体通过每层塔板的液柱高 24 6.2筛板塔液面落差……………………………………………………………………….24 6.3液沫夹带 24 6.4漏液 24 6.5液泛 25 7.塔板负荷性能图 25 7.1漏液线 25 7.2液沫夹带线 26 7.3液相负荷下限线 27 7.4液相负荷上限线 27 7.5液泛线 27 7.6操作弹性 28 8.辅助设备及零件设计 29 8.1塔顶冷凝器（列管式换热器） 29 8.1.1估计换热