丙酮和水体系精馏分离板式塔设计.doc

河南科技学院化工原理（下）课程设计 题目： 处理量为6.5万吨/年丙酮和水体系精馏分离板式塔设计 学 院：化学化工学院 专 业：化学工程与工艺 姓 名：xxx\ 学 号：xxxxxxxx 指导教师：乔梅英 板式精馏塔设计任务书 一、设计题目： 6.5万 吨/年 25%丙酮，75%水 体系精馏分离板式塔设计 二、设计任务及操作条件 1、 设计任务： 生产能力（进料量）6.5万 吨／年 操作周期 7200 小时／年 进料组成 25%丙酮，75%水 塔顶产品组成 99%丙酮 塔底产品组成 2%丙酮 2、 操作条件 操作压力 表压） 进料热状态 泡点 单板压降 3、 设备型式 筛板式 4、 厂 址 新 乡 地 区 三、设计内容： 1、设计方案的选择及流程说明 2、工艺计算 3、主要设备工艺尺寸设计 （1）塔径及蒸馏段塔板结构尺寸的确定 （2）塔板的流体力学校核 （3）塔板的负荷性能图 （4）总塔高、总压降及接管尺寸的确定 4、辅助设备选型与计算 5、设计结果汇总 6、工艺流程图及精馏塔工艺条件图 7、设计评述 摘 要 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，下段含进料板为提馏段，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。在精馏段,气相在上升的过程中，气相轻组分不断得到精制，在气相中不断地增浓，在塔顶获轻组分产品。在提馏段，其液相在下降的过程中，其轻组分不断地提馏出来，使重组分在液相中不断地被浓缩，在塔底获得重组分的产品，精馏过程与其他蒸馏过程最大的区别，是在塔两端同时提供纯度较高的液相和气相回流，为精馏过程提供了传质的必要条件。提供高纯度的回流，使在相同理论板的条件下，为精馏实现高纯度的分离时，始终能保证一定的传质推动力。所以，只要理论板足够多，回流足够大时，在塔顶可能得到高纯度的轻组分产品，而在塔底获得高纯度的重组分产品。 第一部分 设计概述 1 一 、设计题目： 1 二 、工艺条件: 1 三 、设计内容 1 四、工艺流程图 1 第二部分 塔的工艺计算 3 一、查阅文献，整理有关物性数据 3 二、全塔物料衡算与操作方程 7 三、全塔效率的估算 7 四、实际塔板数 8 五、精馏塔主题尺寸的计算 10 1 精馏段与提馏段的汽液体积流量 10 2 塔径的计算 12 3 塔高的计算 16 4 塔板结构尺寸的确定 16 5弓形降液管 17 6开孔区面积计算 18 7 筛板的筛孔和开孔率 18 六、筛板的流体力学验算 20 1塔板压降 20 2液面落差 20 七、塔板负荷性能图 22 1精馏段塔板负荷性能图 22 2提馏段塔板负荷性能图 23 八、精馏塔的主要附属设备 29 1.塔顶全凝器设计计算 29 2.料液泵设计计算3管径计算 31 九、设计结果一览表 33 十、符号说明 34 十一、附图 35 十二、参考文献 37 十三. 设计小结 38 第一部分 设计概述 一 、设计题目 二 、工艺条件 生产能力：65000吨/年（料液） 年工作日：300天 原料组成：25%丙酮，75%水（质量分率，下同） 产品组成：馏出液 99%丙酮，釜液2%丙酮 操作压力：塔顶压强为常压 进料温度：泡点 进料状况：泡点 加热方式：直接蒸汽加热 回流比： R/Rmin=1.5 三 、设计内容 1?、?????? 确定精馏装置流程，绘出流程示意图。 2?????、?? 工艺参数的确定 基础数据的查取及估算，工艺过程的物料衡算及热量衡算，理论塔板数，塔板效 率，实际塔板数等。 3???、???? 主要设备的工艺尺寸计算 板间距，塔径，塔高，溢流装置，塔盘布置等。 4????、??? 流体力学计算 流体力学验算，操作负荷性能图及操作弹性。 5 、 主要附属设备设计计算及选型 塔顶全凝器设计计算：热负荷，载热体用量，选型及流体力学计算