贺利飞课程设计

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1、s化工原理课程设计—乙醇-水溶液分离的常压筛板精馏塔学院：化工学院专业：化学工程与工艺班级：化工0903班姓名：贺利飞学号：0915010304ss目录前言4一设计方案的确定5二精馏塔的物料衡算5三塔板数的计算63.1最小回流比及操作回流比的确定63.2气液相负荷和气相体积流量的计算63.3操作线方程73.4逐板计算法求理论板层数73.5实际板层数的求取8四精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算94.1.操作压力的计算94.2.操作温度计算94.3平均密度的计算104.4混合液体的表面张力134.4.1乙醇表面张力的计算144.4.2

2、同理可求得水的表面张力154.5相对挥发度154.6全塔效率16五精馏塔的塔体工艺尺寸计算175.1精馏段175.2提馏段175.3精馏塔有效高度的计算18六塔板主要工艺尺寸的计算186.1溢流装置计算186.1.1堰长186.1.2方形降液管的宽度和横截面积196.1.3降液管底隙高度196.2塔板布置196.2.1塔板的分块196.2.2边缘区宽度的确定206.2.3开孔区面积计算20ss6.2.4筛孔计算及其排列20七筛板的流体力学验算217.1塔板压降217.2液面落差227.3液沫夹带227.4漏液22稳定系数为237.5

3、液泛23八塔板负荷性能图248.1漏液线248.2液沫夹带线248.3液相负荷下限线258.4液相负荷上限线258.5液泛线25九精馏塔的主要附属设备279.1冷凝器279.2再沸器289.3预热器29十设计结果一览表30十一总结心得31十二参考文献33ss前言在本设计中使用筛板塔，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。筛板塔是最早应用于工业生产的设备之一，五十年代之后通过大量的工业实践逐步改进了设计方法和结构，近年来与浮阀塔一起成为化工生中

4、主要的传质设备。为减少对传质的不利影响，可将塔板的液体进入区制成突起的斜台状这样可以降低进口处的速度使塔板上气流分布均匀。筛板塔多用不锈钢板或合金制成，使用碳钢的比率较少。它的主要优点是：结构简单，易于加工，造价为泡罩塔的60左右，为浮阀塔的80%左右；在相同条件下，生产能力比泡罩塔大20%～40%；塔板效率较高，比泡罩塔高15%左右，但稍低于浮阀塔；气体压力降较小，每板降比泡罩塔约低30%左右。缺点是：小孔筛板易堵塞，不适宜处理脏的、粘性大的和带固体粒子的料液；操作弹性较小约2～3）。蒸馏是分离均相混合物的单元操作，精馏是最常用的

5、蒸馏方式，是组成化工生产过程的主要单元操作。精馏是典型的化工操作设备之一。进行此次课程设计的目的是为了培养综合运用所学知识,来解决实际化工问题的能力,做到能独立进行化工设计初步训练，为以后从事设计工作打下坚实的基础。ss一设计方案的确定本设计任务为分离乙醇-水混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷凝器冷却后送至储罐。该物系属易分离物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的2倍。

6、塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。二精馏塔的物料衡算：进料流量（kmol/h）：原料组成（摩尔分数，下同）：塔顶产品流量（kmol/h）：塔顶组成：塔底残液流量（kmol/h）：塔底组成由已知：总板效率0.6由混合物的（平均）摩尔质量的定义（为混合物中组分B的摩尔质量）可知：原料的摩尔质量kg/kmol故进料量kmol/h物料衡算式为：带入数据可解得：D=90.792kmol/hW=332.928kmol/hss三塔板数的计算3.1最小回流比及操作回流比的确定常压下，乙醇-水的气液平衡曲线如下图：由于泡点进料，故。本平

7、衡具有下凹部分，操作线尚未落到平衡线，已与平衡线相切。如上图知，截距，解得最小回流比故操作回流比3.2气液相负荷和气相体积流量的计算（1）精馏段解得又已知：ss故质量流量：体积流量：(2)提馏段又已知：故质量流量：体积流量：3.3操作线方程由可得精馏段操作线方程：由可得提馏段操作线方程：ss3.4逐板计算法求理论板层数泡点进料：精馏段的平均相对挥发度：由平衡方程可得与成平衡的为：根据求改换精馏段操作线方程：如此反复计算可得：,故第5块板为加料板。第6块板上升的气相组成可根据馏段操作线方程计算：提馏段的平均相对挥发度：故所需总理论板数

8、为7块（包括再沸器），其中第5块板为加料板。3.5实际板层数的求取实际总板数，精馏段板数，提馏段板数，加料板1块，为第8块板。ss四精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算4.1.操作压力的计算塔顶操作压力=101.3+4=105.3每层