化工原课程设计：常压乙醇-水筛板精馏塔的设计

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1、山东科技大学化学与环境工程学院《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20110111####指导教师姓名高军徐冬梅课程设计时间2013年12月30日-2014年1月3日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:43化学与环境工程学院一、设计题目：乙醇—水分离过程板式精馏塔设计二、设计要求1、设计一座分离乙醇-水连续精馏塔，具体工艺参数如下：原料乙醇含量(质量分率m/m)：（25+1.1*(偶数序号/2-1)）%原料处理量：4

2、万t/a[1组]；6万t/a[2组]；8万t/a[3组]；10万t/a[4组]；每组10人左右，全班共分4组，按学号:1-10(第一组),11-20(第二组),21-30(第三组),其余第四组。产品要求（质量分率m/m）：xD=0.935，xW=0.012、操作条件塔顶压力：3KPa（塔顶表压）进料热状况：泡点进料,进料压力：≤30KPa(表压)回流比：自选单板压降：≤0.7kPa43加热方式：间接蒸气加热冷凝方式：全凝器，泡点回流全塔效率：可取经验值0.3~0.7之间，或采用奥康内尔关联图计算,本题参考值0.6年操作时数：8000h3、塔板类型筛板塔三、设计内容1、精馏

3、塔的物料衡算及塔板数的确定2、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算3、精馏塔的塔体及塔板工艺尺寸计算4、塔板的流体力学验算5、塔板的负荷性能图的绘制★6、精馏塔接管尺寸计算7、绘制带控制点的生产工艺流程图(A3图纸)8、绘制主体设备图(A2图纸)43说明:1-4项可用ASPEN-PLUS计算,也可手工计算完成,5-6可手工完成,7-8可用AUTOCAD或手工完成。四、设计说明书1、目录2、设计方案的确定及工艺流程说明3、工艺计算及主体设备设计4、设计结果一览表5、对本设计的评述及有关问题的说明6、主要符号说明7、参考文献8、附图五、参考书目（略）指导教师:高军徐冬梅201

4、3年12月30日43目录一．概述61．精馏与塔设备简介62.筛板塔特点73.体系介绍74.设计任务及要求7二．设计说明书81.设计单元操作方案简介82.筛板塔设计须知83.筛板塔的设计程序8三．设计计算书91．设计参数的确定91.1进料热状态91.2加热方式91.3回流比（R）的选择91.4塔顶冷凝水的选择92.流程图简介及流程图92.1流程简介92.2流程图93.理论塔板数的计算与实际板数的确定103.1理论板数计算103.1.1物料衡算103.1.2q线方程103.1.3平衡线方程103.1.4及Rmin和R的确定123.1.5精馏段操作线方程的确定133.1.6精馏

5、段和提馏段气液流量的确定133.1.7提馏段操作线方程的确定133.1.8图解法求解理论板数133.2实际板数的确定144.精馏塔工艺条件计算144.1操作压强的选择144.2操作温度的计算144.3塔内物料平均分子量、张力、流量及密度的计算154.3.2液相表面张力的确定164.3.3液体平均粘度计算17434.4塔径的确定174.4.1精馏段174.4.2提馏段………………………………………………………………………………184.5塔有效高度194.6整体塔高195.塔板主要参数确定205.1溢流装置205.1.1堰长lw205.1.2出口堰高hw205.1.3弓形降液

6、管宽度Wd和面积Af205.1.4降液管底隙高度215.2塔板布置及筛孔数目与排列215.2.1塔板的分块215.2.2边缘区宽度确定215.2.3开孔区面积计算215.2.4筛孔计算及其排列226.筛板的力学检验226.1塔板压降226.1.1干板阻力计算226.1.2气体通过液层的阻力Hl计算236.1.3液体表面张力的阻力计算计算246.1.4气体通过每层塔板的液柱高246.2筛板塔液面落差……………………………………………………………………….246.3液沫夹带246.4漏液246.5液泛257.塔板负荷性能图257.1漏液线257.2液沫夹带线267.3液相负荷

7、下限线277.4液相负荷上限线277.5液泛线27437.6操作弹性288.辅助设备及零件设计298.1塔顶冷凝器（列管式换热器）298.1.1估计换热面积……………………………………………………………………..298.1.2计算流体阻力………………………………………………………………………318.1.3计算传热系数…………………………………………………………………….328.2各种管尺寸的确定338.2.1进料管338.2.2釜残液出料管338.2.3回流液管348.2.4再沸器蒸汽进口管348.2.5塔顶蒸汽进冷凝器出口管