化工原理课程设计：板式精馏塔设计

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1、《化工原理》课程设计成绩评定栏评定单元评审要素评审内容分值成绩设计文档70%格式规范设计说明书是否符合规定的格式要求10内容完整设计说明书是否包含所有规定的内容10设计方案方案是否合理及符合选定题目的要求20工艺计算过程工艺计算过程是否正确、完整和规范30设计图纸30%图纸规范图纸是否符合规范5标注清晰标注是否清晰明了5与设计吻合图纸是否与设计计算的结果完全一致10图纸质量设计图纸的整体质量的全面评价10100指导教师（签名）年月日目录一、设计任务书1二、正文31设计方案简介32工艺设计计算工艺计算及主体设备设计42.1精馏塔流程的确定42.2塔的物料衡算42.2.1料液、塔顶及塔底产

2、品含二硫化碳的质量分数42.2.2原料液、塔顶及塔底产品的平均摩尔质量52.2.3物料衡算原料处理量52.2.4质量恒算52.3塔板数的确定62.3.1理论板层数NT的求取62.3.2实际塔板数NT的求取92.4、塔工艺条件及物性数据计算92.4.1操作要求的计算92.4.2平均摩尔质量计算102.4.3平均密度计算102.4.4液体平均表面张力的计算122.4.5液体平均黏度的计算132.5精馏塔气液负荷计算132.6塔和塔板的主要工艺尺寸的计算142.6.1塔径的计算142.6.2精馏塔高度的计算152.6.3塔板主要工艺尺寸的计算182.7筛板的流体力学验算202.7.1气体通过

3、筛板压降相当的液柱高度202.7.2液面落差232.7.3雾沫夹带量的验算232.7.4漏液的验算232.7.5液泛242.8塔板负荷性能图242.8.1精馏段242.8.2提馏段：273辅助设备的计算及选型303.1接头管设计303.2热量衡算313.2.1加热介质的选择313.2.2冷凝剂的选择313.2.3热量衡算313.3换热器的选择343.3.1预热器的选择343.3.2冷凝器的选择363.3.3再沸器的选择393.4泵的选型403.5贮罐的计算424设计一览表425附表43三、参考文献45四、后记及致谢46五、附录（图）46一、设计任务书1设计题目使用板式精馏塔分离二硫化碳

4、32%，四氯化碳68%（摩尔分率，下同）的混合物。生产过程要求年产纯度为96%的二硫化碳10000吨，釜液中二硫化碳不得高于2.4%。2操作条件（1）常压操作；（2）回流液温度为塔顶蒸汽的露点；（3）间接蒸汽加热，加热蒸汽压力为5kgf/cm2（绝压）；（4）冷却水进口温度30℃，出口温度45℃；（5）设备热损失为加热蒸汽供热量的5％。3塔板类型筛板塔。4工作日每年工作日为300天，每天24小时连续运行。5厂址厂址为长沙地区。6设计内容（1）单元操作流程设计①单元操作方案选择及论证。根据指定的设计任务，查阅相关的资料，对可用的生产工艺进行比较，筛选出技术先进、经济合理、安全可靠的操作流

5、程。绘制出工艺流程简图，并对之进行详细说明。②物料及热量衡算计算。要求对过程中涉及到的物料平衡和能量平衡全部采用手工计算，不得使用各种模拟软件（如Aspen等）；③编制物料及热量平衡计算书；④绘制物料流程图（PFD）。（2）设备的工艺设计计算①过程中所出现的各种设备（包括管线）均采用手工进行工艺设计计算，不得使用各种模拟软件（如Aspen等）获得结果，并编制详细的计算说明书；46②过程中的机、泵可作为标准设备出现，但要根据计算结果，进行选型说明；③编制设备一览表。（3）绘制工程图样①工艺流程简图一张；②物料流程图（PFD）一张，要求对管道进行标注；③主体设备装配图一张，其他附属设备使用

6、条件图，不绘制3D效果图。设计说明书要求用MS-Word编辑，保存为DOC格式；所有的图纸均用AutoCAD绘制（A4）。46二、正文1设计方案简介本设计任务为分离四氯化碳-二硫化碳混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。对板式精馏塔而言，对比浮阀塔、泡罩塔、舌型塔等，因筛板塔结构最简单，造价最低，生产能力大，传质效率高等系列优点，本方案选用筛板塔对四氯化碳-二硫化碳混合物进行连续精馏。一般，除热敏性物系外，凡通过常压蒸馏能够实现分离要求，并能用江河水或循环水将馏出物冷凝下来的物系，都应采用常压蒸馏。故本方案采用常压操作。设计中采用泡点进料，将原料液由储罐经进料泵输送至进料口

7、，再经过预热器，预热器选用120℃的饱和水蒸气作为热流体，逆流操作，将原料液由常温加热至泡点温度后进入精馏塔内。塔顶上升蒸汽采用冷凝器冷凝。冷凝器选用30℃的水作为冷流体，冷却水出口温度为45℃，塔顶蒸汽进入冷凝器后部分冷凝，然后进入储槽再经过冷却器冷却，并将冷凝液借助重力作用送回塔顶作为回流液体，其余部分经过冷凝器后被送出作为塔顶产品。冷凝器在泡点下一部分回流到塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送入储罐。该物系属于易分离物系，最小回流比较小，故