乙醇—丙醇二元物系筛板精馏塔设计

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1、吉林化工学院化工原理课程设计目录目录1摘要6第一章绪论71.1设计流程71.2设计思路8第2章塔板的工艺设计92.1精馏塔全塔物料衡算92.2常压下乙醇-水气液平衡组成（摩尔）与温度的关系92.2.1温度102.2.2密度102.2.2.1精馏段102.2.2.2提馏段112.2.3混合液体表面张力的计算122.2.4混合液混合物的粘度计算132.2.5相对挥发度142.3理论塔板的计算142.3.1适宜回流比的确定142.3.2精馏塔的气液相负荷152.3.3操作线方程152.3.4理论塔板数的确定152.3.4实际塔板数

2、152.3.4.1精馏段162.3.4.2提馏段162.3.5操作压力计算162.4精馏塔塔体工艺尺寸的计算162.4.1塔径D的计算162.4.1.1气液相体积流量计算162.4.1.2管径计算172.4.1.3精馏塔的有效高度计算182.5塔板主要工艺尺寸的计算182.5.1溢流装置的计算182.5.1.1溢流堰长192.5.1.2溢流堰高度192.5.1.3弓形降液管的宽度与降液管的面积192.5.1.4降液管底隙高度202.5.2塔板布置202.5.2.1塔板的分布202.5.2.2边缘区宽度确定202.5.2.3开

3、孔区面积计算202.5.2.4筛板计算及其排布21第3章筛板的流体力学验算218吉林化工学院化工原理课程设计3.1塔板压降213.1.1干板阻力计算213.1.2气流穿过液层的阻力的计算223.1.3液体表面张力的阻力的计算223.2液面落差233.3液沫夹带233.4漏液233.5液泛243.6塔板负荷性能图253.6.1漏液线253.6.2液沫夹带线253.6.3液相负荷上限线263.6.4液相负荷下限线263.6.5液泛线263.6.6操作弹性28第四章设计结果汇总41第五章结语2参考文献3主要符号说明4附录68吉林化

4、工学院化工原理课程设计化工原理设计任务书（一）设计题目乙醇-丙醇连续筛板式精馏塔的设计（二）设计条件塔顶压力为100kpa处理量：（见表中数据）进料中含乙醇（摩尔分数），进料状态q=1塔顶含乙醇（摩尔分数）；塔底含乙醇（摩尔分数）加料量为塔顶设全凝器，泡点回流塔釜饱和蒸汽直接加热回流比单板压降≤0.7kPa塔板采用筛板（三）设计内容(1)确定工艺流程。(2)精馏塔的物料衡算。(3)塔板数的确定。(4)精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算。(5)精馏塔塔体工艺尺寸的计算。(6)塔板板面布置设计。(7)塔板的流体力学验算与负荷性

5、能图。(8)设计说明书。8吉林化工学院化工原理课程设计摘要来自塔板下面的蒸气经塔板进入板上的液体中，与温度较低的液体直接接触，气液之间发生热质交换，一直进行到相平衡为止。在本次设计中,主要以乙醇和丙醇为实验物系，在给定的操作条件下对筛板精馏塔进行物料和热量衡算。精馏是一种最常用的分离方法，它依据多次部分汽化、多次部分冷凝的原理来实现连续的高纯度分离。设计中采用的精馏装置有精馏塔,冷凝器等设备,采用直接蒸汽加热，物料在塔内进行精馏分离,余热由塔顶产品冷凝器中的冷却介质带走,完成传热传质.本设计主要计算：物料衡算、热量衡算、主体

6、设备设计、主体设备选型的设计等。塔顶冷凝装置采用全凝器，以便于准确控制回流比。直接蒸汽加热计算出蒸汽的用量。通过对精馏塔的工艺设计计算可知：实际塔板数为27块，进料在第23块，回流比为2.496，塔径为1m，塔的实际高度为==m。根据所选的参数在进行校核可知：精馏段塔板压降为109325Pa，液体在降液管停留时间为26.213s，降液管内清液层高度为0.0123m，雾沫夹带为0.019kg液/kg气，降液管底隙高0.1267m,气相流量0.0007379m3/s，液相流量0.5983m3/s操作弹性为3.665。提馏段塔板压

7、降为118825Pa，液体在降液管停留时间为14.867s，降液管内清液层高度为0.11404m，雾沫夹带为0.0227kg液/kg气，气相流量0.001301m3/s，液相流量为0.863m3/s，操作弹性为3.082。这些值都符合实际要求，故所选的物性参数是合理。在进行精馏塔的附属设备的计算可知：塔顶冷凝器的型号为G500-60.1-14-I，进料泵的型号为:50Y-60B,贮罐的型号为JB1428-78吉林化工学院化工原理课程设计第一章绪论按物系性质和生产需要，精馏塔分段采用筛板与填料相结合的组合板，或采用轻重浮阀交替

8、排列的组合板，既避免了由于设备腐蚀而造成的堵塞，又保证了很高的分离效率。在本设计中我们使用筛板塔，筛板塔的突出优点是结构简单造价低。合理的设计和适当的操作筛板塔能满足要求的操作弹性，而且效率高采用筛板可解决堵塞问题适当控制漏液。采用直接蒸汽加热分离乙醇和丙醇，传热速率快、开车周期短，能耗降