1、化工原理课程设计 1 目录目录 第一部分第一部分 设计概述设计概述 2 2 一、设计题目：. 2 二、工艺条件: 2 三、设计内容. 2 四、工艺流程图. 2 第二部分第二部分 塔的工艺计算塔的工艺计算 3 3 一、查阅文献，整理有关物性数据. 3 二、全塔物料衡算与操作方程. 7 三、全塔效率的估算. 8 四、实际塔板数. 9 五、精馏塔主题尺寸的计算. 9 1 精馏段与提馏段的汽液体积流量 9 2 塔径的计算 11 3 塔高的计算 15 4 塔板结构尺寸的确定 15 5 弓形降液管 16 6 开孔区面积计算 17 7 筛板的筛孔和开孔率 17 六、筛板的流体力学验算 18 1 塔板压降 1
2、8 2 液面落差 19 七、塔板负荷性能图 20 1 精馏段塔板负荷性能图 20 2 提馏段塔板负荷性能图 23 八、精馏塔的主要附属设备 25 1.塔顶全凝器设计计算 25 2.料液泵设计计算 27 九、设计结果一览表 28 十、符号说明 29 十一、参考文献 31 十二、设计小结 31 化工原理课程设计 2 第一部分第一部分 设计概述设计概述 一一 、设计题目设计题目： 筛板式连续精馏塔及其主要附属设备设计 二二 、工艺条件工艺条件: : 生产能力：30000 吨/年（料液） 年工作日：300 天 原料组成：25%丙酮，75%水（质量分率，下同） 产品组成：馏出液 99%丙酮，釜液 2%丙
3、酮 操作压力：塔顶压强为常压 进料温度：泡点 进料状况：泡点 加热方式：直接蒸汽加热 回流比： 自选 三三 、设计内容设计内容 1 、确定精馏装置流程，绘出流程示意图。 2 、 工艺参数的确定 基础数据的查取及估算，工艺过程的物料衡算及热量衡算，理论塔板数，塔板效率，实际塔板数等。 3 主要设备的工艺尺寸计算 板间距，塔径，塔高，溢流装置，塔盘布置等。 4 流体力学计算 流体力学验算，操作负荷性能图及操作弹性。 5 、主要附属设备设计计算及选型 塔顶全凝器设计计算：热负荷，载热体用量，选型及流体力学计算。 料液泵设计计算：流程计算及选型。 四、工艺流程图四、工艺流程图 丙酮水溶液经预热至泡点后
4、，用泵送入精馏塔。塔顶上升蒸气采用全冷凝后，部分回流，其余作为 塔顶产品经冷却器冷却后送至贮槽。塔釜采用间接蒸汽再沸器供热，塔底产品经冷却后送入贮槽。 精馏装置有精馏塔、原料预热器、冷凝器、釜液冷却器和产品冷却器等设备。热量自塔釜输入，物料在塔 内经多次部分气化与部分冷凝进行精馏分离，由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走。 丙酮水混合液原料经预热器加热到泡点温度后送入精馏塔进料板，在进料板上与自塔上部下降的的回流 液体汇合后，逐板溢流，最后流入塔底。在每层板上，回流液体与上升蒸汽互相接触，进行热和质的传递 过程。 流程示意图如下图 化工原理课程设计 3 图 1：精馏装置流程示意图 第二部分第
5、二部分 塔的工艺计算塔的工艺计算 一、查阅文献，整理有关物性数据一、查阅文献，整理有关物性数据 （1）水和丙酮的性质 表 1.水和丙酮的粘度 温度 50 60 70 80 90 100 水粘度 mpa 0.592 0.469 0.40 0.33 0.318 0.248 丙 酮 粘 度 mpa 0.26 0.231 0.209 0.199 0.179 0.160 表 2.水和丙酮表面张力 温度 50 60 70 80 90 100 水表面张力 67.7 66.0 64.3 62.7 60.1 58.4 丙酮表面张 力 19.5 18.8 17.7 16.3 15.2 14.3 表 3.水和丙酮密
6、度 温度 50 60 70 80 90 100 相对密度 0.760 0.750 0.735 0.721 0.710 0.699 水 998.1 983.2 977.8 971.8 965.3 958.4 丙酮 758.56 737.4 718.68 700.67 685.36 669.92 表 4.水和丙酮的物理性质 化工原理课程设计 4 分子量 沸点 临界温度 K 临界压强 kpa 水 18.02 100 647.45 22050 丙酮 58.08 56.2 508.1 4701.50 表 5. 丙酮水系统 txy 数据 沸点 t/ 丙酮摩尔数 x y 100 0 0 92 0.01 0.279 84.2 0.025 0.47 75.6 0.05 0.63 6
