化工基本原理课程规划设计资料标准模板施

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1、'化工原理课程设计乙醇-水填料式精馏塔设计学生姓名徐程学院名称化学化工学院学号20131301218班级13级2班专业名称应用化学指导教师王菊2016年5月20日'摘要填料式精馏塔是化工生产的重要化工设备。精馏塔不仅对产品本身，而且还对产品产量、质量、生产能力和消耗定额，以及三废处理和环境保护等各方面都有重大影响。因此，掌握精馏塔的基本设计对化工专业学生十分重要的。本课程设计是关于乙醇-水的填料式精馏塔的设计，通过对填料式精馏塔的设计，熟练掌握以及运用所学知识并投入到实际生产当中去。关键词乙醇；水

2、；填料式精馏塔；化工生产；'摘要I第一部分概述31.1概述31.2文献综述31.2.1填料类型31.2.2填料塔41.2.3填料选择41.3设计任务书41.3.1设计题目41.3.2设计条件41.3.3设计任务51.4设计思路5第二部分工艺计算62.1平均相对挥发度的计算62.2绘制t-x-y图及x-y图62.3全塔物料衡算72.3.1进料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数72.3.2平均摩尔质量82.3.3全塔物料衡算：82.4最小回流比的计算和适宜回流比的确定82.4.1最小回流比82.4.2确定最适

3、操作回流比R92.5热量衡算92.6求理论板数及加料102.6.1精馏段和提馏段操作线方程的确定102.6.2理论板数及加料板位置112.7填料高度计算113.8精馏塔主要尺寸的设计计算123.8.1流量和物性参数的计算123.8.2塔板效率14第三部分塔板结构设计143.1气液体积流量153.1.1精馏段的气液体积流量153.1.2提馏段的气液体积流量163.2塔径计算16'3.2.1塔径初步估算17第四部分换热器184.1换热器的初步选型184.1.1塔顶冷凝器184.1.2塔底再沸器184.2

4、塔顶冷凝器的设计18第五部分精馏塔工艺条件205.1塔内其他构件205.1.1.塔顶蒸汽管205.1.2.回流管205.1.3进料管205.1.4.塔釜出料管215.1.5除沫器215.1.6液体分布器215.1.7液体再分布器225.1.8填料支撑板的选择235.1.9塔釜设计235.1.10塔的顶部空间高度235.1.11手孔的设计235.1.12．裙座的设计235.2精馏塔配管尺寸的计算245.2.1塔顶汽相管径dp245.2.2回流液管径dR245.2.3加料管径dF245.2.4釜液排出管径

5、dw245.2.5再沸器返塔蒸汽管径dv’256.3精馏塔工艺尺寸26第六部分结构设计结果27总结28参考文献28附录29'第一部分概述1.1概述乙醇可用来制取乙醛、乙醚、乙酸乙酯、乙胺等化工原料，也是制取染料、涂料、洗涤剂等产品的原料，所以乙醇是一种重要的化工原料。如今能源消耗有枯竭的趋势，作为一种可再生的能源，乙醇燃料成为未来代替传统化石燃料的重要能源之一。国内乙醇生产方法主要有发酵法、乙烯水化法、合成气经醋酸制乙醇、合成气直接制乙醇等，国外乙醇生产方法主要有渗透蒸发技术、新型耦合分离技术、渗透

6、气化膜分离技术、PVA膜渗透汽化等。塔设备作为工业生产上最重要的设备之一，在工业生产乙醇的分离中起重要作用。在塔设备中常见的单元操作有：精馏、吸收、解吸和萃取等。乙醇-水是工业上最常见的溶剂，也是十分重要的化工原料之一。长期以来乙醇-水溶液通常都是通过蒸馏法生产，但由于乙醇-水的共沸现象，普通的精馏方法对于高纯度的乙醇来说产量不好，所以设计研究和改进精馏设备是十分重要的。本课程设计主要是采用填料精馏塔对乙醇-水溶液进行分离。塔设备在经过长期的发展，形成了形式繁多的结构，以满足各方面的特殊需要。在乙醇的

7、工业生产中，主要是通过精馏塔将产物乙醇与水分离，制取高纯度的乙醇。按塔的内件结构的不同可以分为板式塔和填料塔两大类。填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备。填料塔的底部安装填料支撑板，填料随意乱堆或整砌的方式放置在支撑板上。填料上方安装有填料压板，以防填料被上升气流吹动。填料塔塔内填充适当高度的填料，以增加两种流体间的接触表面。液体沿填料表面呈膜状向下流动，作为连续相的气体则自下而上地流动，与液体逆流传质。两相的组分浓度沿塔高呈连续变化。作为产物分离中的最重要的设备之一的塔设备，随着塔设

8、备技术的发展，国内外制定了多种企业接触的元件，从而改善塔设备质量，缩短塔设备的制造、安装周期，以此来减少设备的投资费用。1.2文献综述1.2.1填料类型气－液传质设备主要分为板式塔和填料塔两大类。精馏操作既可采用板式塔，也可采用填料塔，板式塔的设计将在其他分册中作详细介绍，故本书将只介绍填料塔。新型高效规整填料的不断开发与应用，冲击了蒸馏设备以板式塔为主的局面，且大有取代板式塔的趋势。最大直径规整填料塔已达14～20m，结束了填料塔只适用于小直径塔的历史