原课程设计-乙醇与水的筛板精馏塔设计

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1、南京工业大学《化工原理》课程设计设计题目常压乙醇-水筛板精馏塔的设计学生姓名熊俊班级、学号1001070225指导教师姓名万辉陈晓蓉课程设计时间2010年6月8日-2010年6月28日课程设计成绩百分制权重设计说明书、计算书及设计图纸质量，70%独立工作能力、综合能力、设计过程表现、设计答辩及回答问题情况，30%设计最终成绩（五级分制）指导教师签字:41化学化工学院课程名称化工原理课程设计设计题目：常压乙醇-水筛板精馏塔的设计学生姓名：熊俊专业：化学工程与工艺班级学号：化工（2）班1001070225设计日期：2010年6月8日至2010年6月21日设计条件及任务：设计体系：乙醇—水设

2、计条件:进料量F=240kmol/h；进料浓度ZF=0.15（摩尔分数，下同）；进料状态：q＝1，泡点进料；操作条件：塔顶压强为4kPa(表压)，单板压降不大于0.7kPa。塔顶冷凝水采用深井水，温度T＝12℃；塔釜加热方式：间接蒸汽加热，采用3kgf/cm2水蒸气；全塔效率：ET=52%分离要求：XD=88%；XW=1%；回流比R/Rmin=1.6。指导教师:万辉陈晓蓉2010年6月28日41目录一．概述61．精馏与塔设备简介62.筛板塔特点73.体系介绍74.设计任务及要求7二．设计说明书81.设计单元操作方案简介82.筛板塔设计须知83.筛板塔的设计程序8三．设计计算书91．设计

3、参数的确定91.1进料热状态91.2加热方式91.3回流比（R）的选择91.4塔顶冷凝水的选择92.流程图简介及流程图92.1流程简介92.2流程图93.理论塔板数的计算与实际板数的确定103.1理论板数计算103.1.1物料衡算103.1.2q线方程103.1.3平衡线方程103.1.4及Rmin和R的确定123.1.5精馏段操作线方程的确定133.1.6精馏段和提馏段气液流量的确定133.1.7提馏段操作线方程的确定133.1.8图解法求解理论板数133.2实际板数的确定144.精馏塔工艺条件计算144.1操作压强的选择144.2操作温度的计算144.3塔内物料平均分子量、张力、流

4、量及密度的计算154.3.2液相表面张力的确定164.3.3液体平均粘度计算17414.4塔径的确定174.4.1精馏段174.4.2提馏段………………………………………………………………………………184.5塔有效高度194.6整体塔高195.塔板主要参数确定205.1溢流装置205.1.1堰长lw205.1.2出口堰高hw205.1.3弓形降液管宽度Wd和面积Af205.1.4降液管底隙高度215.2塔板布置及筛孔数目与排列215.2.1塔板的分块215.2.2边缘区宽度确定215.2.3开孔区面积计算215.2.4筛孔计算及其排列226.筛板的力学检验226.1塔板压降226.1

5、.1干板阻力计算226.1.2气体通过液层的阻力Hl计算236.1.3液体表面张力的阻力计算计算246.1.4气体通过每层塔板的液柱高246.2筛板塔液面落差……………………………………………………………………….246.3液沫夹带246.4漏液246.5液泛257.塔板负荷性能图257.1漏液线257.2液沫夹带线267.3液相负荷下限线277.4液相负荷上限线277.5液泛线27417.6操作弹性288.辅助设备及零件设计298.1塔顶冷凝器（列管式换热器）298.1.1估计换热面积……………………………………………………………………..298.1.2计算流体阻力………………………

6、………………………………………………318.1.3计算传热系数…………………………………………………………………….328.2各种管尺寸的确定338.2.1进料管338.2.2釜残液出料管338.2.3回流液管348.2.4再沸器蒸汽进口管348.2.5塔顶蒸汽进冷凝器出口管348.2.6冷凝水管348.3原料预热器...........................................................358.4塔顶再沸器...........................................................358.5冷凝水泵

7、379.设计结果汇总3810参考文献及设计手册40四．附录4041一、概述　　1、精馏与塔设备简介蒸馏是分离液体混合物的一种方法，是传质过程中最重要的单元操作之一，蒸馏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、温度下，其探发性能不同（或沸点不同）来实现分离目的。例如，设计所选取的乙醇-水体系，加热乙醇（沸点78℃）和水（沸点100℃）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中汽化出来。若将