乙醇-水二元筛板精馏塔设计

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1、•H化工原理课程设计设计题旺乙醇-水二元筛板精餾塔设计设计者：学号：专业：化学工程与工艺班级：指导教师：设计时间：《化工原理课程设计》任务书设计题冃：乙醇水二元筛板精憎塔设计设计条件：设计体系：乙醇-水进料量：F=1845kmol//?进料状态：q=l，泡点进料操作条件：常压操作，单板压降不人于0.7kpa；塔顶冷凝水采川钦州水源，温度T二25°C；塔釜加热方法：间接蒸汽加热，采120°C水蒸气；分离要求：=96%（质量分数，下同）；Xvv=1%;Xf=24%;回流比7?//?min=1.5设计内容：（1）

2、精镭塔的物料衡算（2）塔板数的确定（3）精憎塔的工艺条件及有关物性数据的计算（4）精馆塔的塔体工艺尺寸计算（5）塔板主要工艺尺寸的计算（6）塔板的流体力学验算（7）塔板负荷性能图（8）精憎塔接管尺寸计算（9）绘制住产工艺流程图（10）绘制塔体及内件尺寸图（11）对设计过程的评述和有关问题的讨论。（12）撰写精憎塔的设计说明书。目录一、概述61」精係与塔设备简介61.2筛板塔的特点61.3体系介绍61.4设计要求7二、设计说明书82」设计单元操作方案简介82.2筛板塔设计须知8三、设计计算书93.1设计参数的

3、确定93.1.1进料热状态93」.2加热方式93.1.3冋流比（R）的选择93.1.4塔顶冷凝水的选择93.2流程简介及流程图103.2.1流程简介10322工艺流程图10323塔设备工艺条件图113.2.4塔板和筛孔局部放大图123.3理论塔板数的计算与实际板数的确定133.3.1物料恒算133.3.2q线方程133.3.3平衡线方程133.3.47?min和R的确定153.3.5精憾段操作线方程153.3.6提锚段操作线方程153.3.7图解法求理论塔板数163.3.8实际塔板数确定16四、精锦塔工艺条

4、件计算184」操作压强的选择184.2操作温度的计算184.3塔内物料平均分子量、张力、流量及密度的计算184.3.1密度的计算184.3.2混合液体表面张力的计算214.3.3液体平均黏度计算23五、热量衡算235」加热介质的选择235.2冷却剂的选择235.3比热容及气化潜热的计算245.4热量衡算25六、主要设备工艺尺寸设计266」塔径的确定266.L1精憎段266.1.2提锚段276.2塔有效高度286.3整体塔高296.4塔板主要参数确定296.4.1溢流装置29642堰长人296.4.3出口堰高

5、心296.4.5弓形降液管宽度％和面积4尸306.4.6降液管底隙高度h。316.4塔板布置及筛孔数目与排列316.5.1边缘区宽度确定316.5.2开孔区而积入计算316.5.3筛孔计算及开孔率©32七、筛板的流体力学计算327」塔板压降327.1」干板阻力九计算327.1.2气体通过液层的阻力h计算337.1.3克服液体表面张力压降相当的液柱高度h0计算337.2雾沫夹带量s的计算347.3漏液的验算347.4液泛验算34八、塔板负荷性能图358.1液沫夹带线358.2液泛线368.3液相负荷上限线37

6、8.3.1漏液线388.4液和负荷下线39九、辅助设备及零件设计439.1塔439.1.1塔顶封头439.1.2塔顶空间439.1.3塔底空间439.1.4人孔439.1.5进料板处板间距439.1.6裙座439.2塔的接管449.2.1进料管449.2.2回流液管449.3塔底出料管459.3.1塔顶蒸汽岀料管459.3.2塔底蒸汽出料管459.4塔的附属设计45941冷凝器的选择459.4.2再沸器的选择4610.参考文献47十、结语48—、概述1.1精f留与塔设备简介蒸憎是分离液体混合物的一种方法，是

7、传质过程中授重要的单元操作z—,蒸憎的理论依据是利用溶液中各组分蒸汽压的差异，即各组分在相同的压力、温度厂其探发性能不同（或沸点不同）來实现分离目的。例如，设计所选取的乙醇•水体系，加热乙醇（沸点78°C）和水（沸点100°C）的混合物时，由于乙醇的沸点较水为低，即乙醇挥发度较水高，故乙醇较水易从液相屮汽化出來。若将汽化的蒸汽全部冷凝，即町得到乙醇组成高于原料的产品，依此进行多次汽化及冷凝过程，即可将乙醇和水分离。这多次进行部分汽化成部分冷凝以后，最终可以在汽相中得到较纯的易挥发组分，而在液相中得到较纯的难

8、挥发组分，这就是精憎。塔设备是最常采川的精係装直，无论是填料塔还是板式塔都在化工牛产过程屮得到了广泛的应用,在此我们作板式塔的设计以熟悉单元操作设备的设计流程和应注意的事项是非常必要的。塔设备-般分为阶跃接触式和连续接触式两人类。前者的代表是板式塔，后者的代表则为填料塔。1.2筛板塔的特点筛板塔板简称筛板，结构持点为塔板上开有许多均匀的小孔。根据孔径的人小，分为小孔径筛板（孔径为3—8mm）和大孔径筛板（孔径为1