化工原理设计 丙酮-水连续精馏塔的设计

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1、华南理工大学化工原理设计丙酮-水连续蒸馏塔的设计课程设计报告书题目：丙酮-水连续精馏塔的设计学院化学与化工学院专业学生姓名学生学号指导教师起始日期2014年6月30日47华南理工大学化工原理设计丙酮-水连续蒸馏塔的设计教师评语教师签名：日期：成绩评定备注47华南理工大学化工原理设计丙酮-水连续蒸馏塔的设计第一章课程设计任务书5第一节设计概述5一、设计题目5二、设计要求（工艺参数）5三、设计方案5四、工艺流程图6第二章设计计算与论证8第一节查阅文献、整理有关物性数据8一、相关物性8第二节物性参数计算10一.进料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数10二、回流比的确定11第三节操作方

2、程和理论塔板数的确定12一、全塔物料衡算与操作方程12二、图解法求理论塔板数13第四节全塔效率的估算与实际塔板数14一、全塔效率的估算14二、实际塔板数16第三章精馏塔主体尺寸的计算16第一节气液体积流量16一、精馏段与提馏段的汽液体积流量16第二节塔径的计算20一、塔径基本数据的计算2047华南理工大学化工原理设计丙酮-水连续蒸馏塔的设计二、精馏段塔径的计算21三、提馏段塔径的计算22第三节溢流装置的计算24一、基本溢流装置的计算24二、浮阀的数目与排列25三、塔板结构尺寸的确定25第四节塔板的流体力学验算28一、阻力计算28二、淹塔校正（液乏校正）30三、雾沫夹带校核

3、31四、漏液32第四章塔板性能负荷图32第一节塔板性能计算32一、雾沫夹带线①32二、液泛线②33三、液相负荷上限线③34四、漏液线④35五、液相负荷下限线⑤35六、作出负荷性能图36第五章塔体辅助设备计算与选型38第一节主要接管尺寸计算38一．进料管38二．回流管3847华南理工大学化工原理设计丙酮-水连续蒸馏塔的设计三．釜液出口管39四．塔顶蒸汽管39五．加热蒸汽管39第二节塔的辅助设备40一、塔顶全凝器40二、进料预热器41三、料液泵设计计算42第三节塔体结构计算43一．塔壁厚δ43二．塔的封头确定43三．塔高44第六章设计结果汇总45一．基本数据45二．塔体概况4

4、6三、符号说明47四、附图49五、参考文献51六、心得体会5247华南理工大学化工原理设计丙酮-水连续蒸馏塔的设计第一章课程设计任务书第一节设计概述一、设计题目丙酮-水连续精馏塔的设计二、设计要求（工艺参数）1.塔顶产品(丙酮)：2.5t/h，(质量分率，下同)2.塔顶丙酮回收率：3.原料中丙酮含量：4.精馏方式：直接蒸汽加热，加热蒸汽绝对压强1.5atm，热损失以5%计5.操作压力：常压6.进料热状况:,泡点进料7.回流比：R=2Rmin8.塔顶全凝器，泡点回流，冷却水进口温度25℃、出口温度45℃9.单板压降≯0.7kPa三、设计方案概述利用混合物中各组分挥发能力的差

5、异，通过液相和气相的回流，使气、液两相逆向多级接触，在热能驱动和相平衡关系的约束下，使得易挥发组分（轻组分）不断从液相往气相中转移，而难挥发组分却由气相向液相中迁移，使混合物得到不断分离，称该过程为精馏。该过程中，传热、传质过程同时进行，属传质过程控制原料从塔中部适当位置进塔，将塔分为两段，上段为精馏段，不含进料，下段含进料板为提馏段，冷凝器从塔顶提供液相回流，直接水蒸气加热为塔底提供47华南理工大学化工原理设计丙酮-水连续蒸馏塔的设计气相回流。气、液相回流是精馏重要特点。在精馏段,气相在上升的过程中，气相轻组分不断得到精制，在气相中不断地增浓，在塔顶获轻组分产品。在提馏

6、段，其液相在下降的过程中，其轻组分不断地提馏出来，使重组分在液相中不断地被浓缩，在塔底获得重组分的产品。精馏过程与其他蒸馏过程最大的区别，是在塔两端同时提供纯度较高的液相和气相回流，为精馏过程提供了传质的必要条件。提供高纯度的回流，使在相同理论板的条件下，为精馏实现高纯度的分离时，始终能保证一定的传质推动力。所以，只要理论板足够多，回流足够大时，在塔顶可能得到高纯度的轻组分产品，而在塔底获得高纯度的重组分产品。通过对精馏塔的运算，主要设备的工艺设计计算——物料衡算、热量衡算、工艺参数的选定、设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算，可以得出精馏塔的各种设计如塔的工艺流程、生产操

7、作条件及物性参数是合理的，以保证精馏过程的顺利进行并使效率尽可能的提高。本设计是以丙酮――水物系为设计物系，以筛板塔为精馏设备分离丙酮和水。筛板塔是化工生产中主要的气液传质设备，此设计针对二元物系丙酮－－水的精馏问题进行分析，选取，计算，核算，绘图等，是较完整的精馏设计过程。通过图解法得出理论板数11块，回流比为1.5247,算出塔效率为0.417，实际板数为24块，进料位置为第13块，在板式塔主要工艺尺寸的设计计算中得出塔径为1.2米。通过浮阀塔的流体力学验算，证明各指标数据均符合标准。在此次设计中，对塔进行了物料衡算，本次