化工原理课程设计-(乙醇水筛板塔).docx

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1、化工原理课程设计设计题目乙醇-水筛板精馏塔设计学生姓名学号班级指导教师设计时间2015年5月1日~6月22日完成时间2015年6月23日于徐州36目录一、总论41.1概述41.2文献综述41.2.1板式塔类型41.2.2筛板塔41.3设计任务书51.3.1设计题目51.3.2设计条件51.3.3设计任务5二、设计思路5三、工艺计算63.1平均相对挥发度的计算63.2绘制t-x-y图及x-y图73.3全塔物料衡算83.3.1进料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数83.3.2平均摩尔质量93.3.3全塔物料衡算：9进料量：93.4最小回流比的计算和适宜回流比的确定93.4.1

2、最小回流比93.4.2确定最适操作回流比R103.5图解法求理论板数及加料板位置113.5.1精馏段和提馏段操作线方程的确定113.5.2理论板数及加料板位置123.6实际板数及加料板位置确定13四、塔板结构设计134.1气液体积流量134.1.1精馏段的气液体积流量134.1.2提馏段的气液体积流量154.2塔径计算164.2.1塔径初步估算164.2.2校核HT与D的范围184.3塔高的计算184.4塔板结构设计194.4.1塔板结构尺寸的确定194.4.2弓形降液管204.4.3塔盘布置214.4.4开孔面积计算214.4.5筛板的筛孔和开孔率224.5塔板流

3、体力学校核224.5.1塔板阻力224.5.2液面落差24364.5.3液沫夹带量校核254.5.4严重漏液校核254.5.6降液管溢流液泛校核254.6塔板性能负荷图264.6.1漏液线274.6.2液沫夹带线274.6.3液相负荷下限线274.6..4液相负荷上限线284.6.5液泛线28五、换热器295.1换热器的初步选型295.1.1塔顶冷凝器295.1.2塔底再沸器295.2塔顶冷凝器的设计29六、精馏塔工艺条件316.1塔体总高316.2精馏塔配管尺寸的计算326.2.1塔顶汽相管径dp326.2.2回流液管径dR326.2.3加料管径dF336.2.4

4、釜液排出管径dw336.2.5再沸器返塔蒸汽管径dv’336.3精馏塔工艺尺寸34七、塔板结构设计结果35八、符号说明35九、结束语3636一、总论1.1概述化工生产中所处理的原料中间产品几乎都是由若干组分组成的混合物。其中大部分是均相混合物。生产中为满足要求需将混合物分离成较纯的物质。精馏是分离液体混合物（含可液化的气体混合物）最常用的一种单元操作。在化工、炼油、石油化工等工业中得到广泛应用。精馏过程在能量剂的驱动下（有时加质量剂）。使气、液两相多次直接接触和分离。利用液相混合物中各组分挥发度的不同。使易挥发组分由液相向气相转移。难挥发组分由气相向液相转移。实现原

5、料混合液中各组分的分离。该过程是同时进行传质、传热的过程。在本设计中我们使用筛板塔。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

6、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。1.2文献综述1.2.1板式塔类型气－液传质设备主

7、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，填料塔的设计将在其他分册中作详细介绍，故本书将只介绍板式塔。板式塔为逐级接触型气－液传质设备，其种类繁多，根据塔板上气－液接触元件的不同，可分为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、穿流多孔板塔、舌形塔、浮动舌形塔和浮动喷射塔等多种。板式塔在工业上最早使用的是泡罩塔(1813年)、筛板塔(1832年)，其后，特别是在本世纪五十年代以后，随着石油、化学工业生产的迅速发展，相继出现了大批新型塔板，如S型板、浮阀塔板、多降液管筛板、舌形塔板、穿流式波纹塔板、浮动喷射塔板及角钢塔板等。目前从国内外实际使用情况看，主要