丙酮精馏塔课程设计

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1、化工原理课程设计说明书目录1.概述21.1前言21.2设计内容21.2.1确定精馏装置流程：21.2.2工艺参数的确定31.2.3主要设备的工艺尺寸计算41.2.4流体力学计算41.2.5主要附属设备设计计算及选型41.2.6已知参数42精馏塔的工艺计算72.1塔的物料衡算72.1.1料液及塔顶、塔底产品含苯的摩尔分率72.1.2平均分子量72.1.3物料衡算72.2塔板数的确定82.2.1理论板NT的求法82.2.1.2求最小回流比及操作回流比R92.2.1.3求理论板数精馏段操作线方程为：102.2.2全塔效率102.2.

2、3实际板数N102.2.4精馏塔有效高度的计算102.3塔工艺条件及物性数据计算112.3.1操作压强的计算Pm112.3.2操作温度的计算112.3.3平均摩尔质量计算112.3.4平均密度计算122.3.5液体平均表面张力的计算132.3.6液体平均粘度的计算13-33-化工原理课程设计说明书2.4精馏塔气液负荷计算142.5塔和塔板的主要工艺尺寸的计算142.5.1塔径D142.5.2溢流装置162.5.3塔板布置182.5.4筛孔数n与开孔率183筛板的流体力学验算193.1气体通过筛板压降相当的液柱高度193.2精馏

3、段雾沫夹带量的验算213.3精馏段漏液的验算213.4精馏段液泛验算224.塔板负荷性能图224.1精馏段224.1.1雾沫夹带线224.1.2液泛线234.1.3液相负荷上限线254.1.4漏液线（气相负荷下限线）254.1.5液相负荷下限线265.精馏塔的的附属设备及接管尺寸275.1塔体结构275.1.1塔高276.工艺设计计算结果汇总27参考文献27主要符号说明30-33-化工原理课程设计说明书1.概述1.1前言化工生产中所处理的原料，中间产物，粗产品几乎都是由若干组分组成的混合物，而且其中大部分都是均相物质。生产中为

4、了满足储存，运输，加工和使用的需求，时常需要将这些混合物分离为较纯净或几乎纯态的物质。精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作，在化工，炼油，石油化工等工业得到广泛应用。精馏过程在能量计的驱动下，使气，液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各相分挥发度的不同，使挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移。实现原料混合物中各组成分离该过程是同时进行传质传热的过程。本次设计任务为设计一定处理量的精馏塔。实现水——丙酮的分离。水——丙酮体系比较容易分离，待处理料液清洁，因此用筛板塔。筛板是在塔板上钻有均布的筛孔，上升气

5、流经筛孔分散、鼓泡通过板上夜层，形成气夜密切接触的泡沫层。筛板塔的优点是结构简单，制造维修方便，造价低，相同条件下生产能力高于浮阀塔，塔板效率接近于浮阀塔，其缺点是稳定操作范围窄，小孔径筛板易阻塞，不适宜粘性大的、脏的和带固体粒子的料液。但设计良好的筛板塔仍具有足够的操作弹性，对易引起阻塞的物系可采用大孔径的筛板。本课程设计的主要内容是过程的物料衡算，热量衡算，工艺计算，结构设计和校核。1.2设计内容1.2.1确定精馏装置流程：-33-化工原理课程设计说明书精馏装置包括精馏塔，原料预热器，蒸馏釜，冷凝器。釜液冷却器和产品冷凝器

6、等设备。热量自塔釜输入，物料在塔内经多次部分汽化与与部分冷凝器进行精馏分离，由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走。在此过程中，热能利用率很低，为此，在确定流程装置时应考虑余热的利用，注意节能。另外，为保持塔的操作稳定性，流程中除用泵直接送入塔原料外，也可以采用高位槽送料以免受泵操作波动的影响。塔顶冷凝装置根据生产状况以决定采用分凝器或全凝器。一般，塔顶，分凝器对上升蒸汽虽有一定增浓作用，但在石油等工业中获取产品时往往采用全凝器，以便于准确地控制回流比。若后继装置使用气态物料，则宜用全分凝器。总而言之确定流程时要较全面，合理的

7、兼顾设备，操作费用操作控制及安全因素。1.2.2工艺参数的确定（1）操作条件精馏操作可在常压，减压和加压下进行，操作压强常取决于冷凝温度。一般，性物以外，凡通过常压蒸馏不难实现分离要求，并能用江河或循环水将冷凝下来的系统，都应采用常压蒸馏，对热敏性物料或混合液沸点的系统则宜采用减压蒸馏；对常压下的馏出物的冷凝温度过低的系统，需要高塔压或采用深井水，冷冻盐水作为冷却剂；常压下呈现气态的物料必须采用加压蒸馏。（2）进料液状态的选择进料热状态以进料热状态参数q表达，即q=每摩尔进料变成饱和蒸汽所需热量/每摩尔进料的汽化潜热有五种进料

8、状态，当q＞1时为低于泡点温度的冷凝进料；q=1时为泡点下的饱和液体；q=0为露点下的饱和蒸汽；1＞q＞0为介于泡点与露点间的汽液混合物；q＜0为高于露点的过热整齐进料。原则上，在供热量一定情况下，热量应尽可能的由塔底输入，使产生的气相回流在全塔发挥作用，即宜冷进料。但为使塔