化工原理常压二元筛板精馏塔的设计.docVIP

《化工原理》课程设计 设计题目 常 压 二 元 筛 板 精 馏 塔 的 设 计 课程设计时间2015年6月11日-2015年6月23 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 二 元 筛 板 精 馏 塔 的 设 计 设计条件及任务： 设计体系：乙醇－水 设计条件： 1.进料：F=220kmol/h，q=1(泡点进料)，Xf=0.25；? 2.压力：p顶=4KPa，单板压降≤0.7KPa；? 3.采用间接蒸汽加热，塔顶冷凝水采用12℃深井水；? 4.要求：XD=0.88 XW=0.01； 5.选定R/Rmin=1.6。? 摘要 化工原理课程设计是培养学生化工设计能力的重要教学环节，通过课程设计使我们初步掌握化工设计的基础知识、设计原则及方法；学会各种手册的使用方法及物理性质、化学性质的查找方法和技巧；掌握各种结果的校核，能画出工艺流程、塔板结构等图形。在设计过程中不仅要考虑理论上的可行性，还要考虑生产上的安全性、经济合理性。 板式精馏塔也是很早出现的一种板式塔，20世纪50年代起对板式精馏塔进行了大量工业规模的研究，逐步掌握了筛板塔的性能，并形成了较完善的设计方法。与泡罩塔相比，板式精馏塔具有下列优点：生产能力（20%——40%）塔板效率（10%——50%）而且结构简单，塔盘造价减少40%左右，安装，维修都较容易。而在板式精馏塔中，筛板塔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，处理能力大等优点，综合考虑更符合本设计的要求。本课程设计的主要内容是过程的物料衡算，工艺计算，结构设计和校核。 关键词：板式精馏塔 筛板 计算 校核 目????录? ? 一、 概述 二、 板式精馏塔的工艺计算 2.1 气液平衡数据 2.2 物料衡算 2.3 操作线及塔板计算 三、 板式塔主要尺寸的设计计算 3.1 塔径计算 3.2 塔高计算 3.3 塔板设计 3.4 塔板校核 3.5 负荷性能图 四、 筛板塔资料汇总 五、 辅助设备选型 5.1 全凝器 5.2 泵 六、参考文献 一、 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。 （2） 操作稳定，弹性大，即当塔设备的气(汽)、液负荷有较大范围的变动时，仍能在较高的传质效率下进行稳定的操作并应保证长期连续操作所必须具有的可靠性。 （3） 流体流动的阻力小，即流体流经塔设备的压力降小，这将大大节省动力消耗，从而降低操作费用。对于减压精馏操作，过大的压力降还将使整个系统无法维持必要的真空度，最终破坏物系的操作。 （4） 结构简单，材料耗用量小，制造和安装容易。 （5） 耐腐蚀和不易堵塞，方便操作、调节和检修。 （6）塔内的滞留量要小。 实际上，任何塔设备都难以满足上述所有要求，况且上述要求中有些也是互相矛盾的。不同的塔型各有某些独特的优点，设计时应根据物系性质和具体要求，抓住主要矛盾，进行选型。 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，填料塔的设计将在其它分册中作详细介绍，故本书将只介绍板式塔。 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－液接触组件的不同，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。 板式塔在工业上最早使用的是泡罩塔(1813年)、筛板塔(1832年)，其后，特别是在本世纪五十年代以后，随着石油、化学工业生产的迅速发展，相继出现了大批新型塔板，如S型板、浮阀塔板、多降液管筛板、舌形塔板、穿流式波纹塔板、浮动喷射塔板及角钢塔板等。目前从国内外实际使用情况看，主要的塔板类型为浮阀塔、筛板塔及泡罩塔，