1、 1 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 设计条件及任务： 设计体系：乙醇水 设计条件: 进料量 F= 280 kmol/h； 进料浓度 ZF= 0.46 （摩尔分数，下同） ； 进料状态：q1，泡点进料； 操作条件： 塔顶压强为 4 kPa(表压)， 单板压降不大于 0.7kPa。 塔顶冷凝水采用深井水，温度 T25； 塔釜加热方式：直接蒸汽加热； 全塔效率：ET = 52% 分离要求：XD= 95%(wt) ； =99% ；回流比 R/Rmin =1.6。 2010 年 12 月 23 日 2 目录 一概述 6 1精馏与塔设备简介 .
2、 6 2.筛板塔特点 7 3.体系介绍 7 4.设计任务及要求 7 二设计说明书 8 1. 设计单元操作方案简介 8 2. 筛板塔设计须知 . 8 3. 筛板塔的设计程序 . 8 三设计计算书 9 1设计参数的确定 . 9 1.1 进料热状态. 9 1.2 加热方式 9 1.3 回流比（R）的选择 9 1.4 塔顶冷凝水的选择 . 9 2.流程图简介及流程图 9 2.1 流程简介 9 2.2 流程图 9 3.理论塔板数的计算与实际板数的确定 10 3.1 理论板数计算 10 3.1.1 物料衡算 10 3.1.2 q 线方程 10 3.1.3 平衡线方程 . 10 3.1.4 及 Rmin 和
3、 R 的确定 . 12 3.1.5 精馏段操作线方程的确定 13 3.1.6 精馏段和提馏段气液流量的确定. 13 3.1.7 提馏段操作线方程的确定 13 3.1.8 图解法求解理论板数 13 3.2 实际板数的确定 14 4.精馏塔工艺条件计算 . 14 4.1 操作压强的选择 14 4.2 操作温度的计算 14 4.3 塔内物料平均分子量、张力、流量及密度的计算 . 15 4.3.2 液相表面张力的确定 16 4.3. 3 液体平均粘度计算. 17 3 4.4 塔径的确定 17 4.4.1 精馏段 . 17 4.4.2 提馏段 18 4.5 塔有效高度 19 4.6 整体塔高 . 19
4、5.塔板主要参数确定 . 20 5.1 溢流装置 . 20 5.1.1 堰长 lw . 20 5.1.2 出口堰高 hw . 20 5.1.3 弓形降液管宽度 Wd 和面积 Af . 20 5.1.4 降液管底隙高度 0 h . 21 5.2 塔板布置及筛孔数目与排列 21 5.2.1 塔板的分块 21 5.2.2 边缘区宽度确定 21 5.2.3 开孔区面积 a A计算 . 21 5.2.4 筛孔计算及其排列 22 6. 筛板的力学检验 22 6.1 塔板压降 . 22 6.1.1 干板阻力 c h计算 . 22 6.1.2 气体通过液层的阻力 Hl计算 23 6.1.3 液体表面张力的阻力
5、计算 h计算 24 6.1.4 气体通过每层塔板的液柱高 p h . 24 6.2 筛板塔液面落差. .24 6.3 液沫夹带 . 24 6.4 漏液 . 24 6.5 液泛 . 25 7.塔板负荷性能图 . 25 7.1 漏液线 . 25 7.2 液沫夹带线 26 7.3 液相负荷下限线 27 7.4 液相负荷上限线 27 7.5 液泛线 . 27 4 7.6 操作弹性 . 28 8.辅助设备及零件设计 . 29 8.1 塔顶冷凝器（列管式换热器） 29 8.1.1 估计换热面积29 8.1.2 计算流体阻力31 8.1.3 计算传热系数. 32 8.2各种管尺寸的确定 33 8.2.1 进料管 . 33 8.2.2 釜残液出料管 33 8.2.3 回流液管 34 8.2.4 再沸器蒸汽进口管 34 8.2.5 塔顶蒸汽进冷凝器出口管 34 8.2.6 冷凝水管 34 8.3 原料预热器.35 8.4 塔顶再沸器.35 8.5 冷凝水泵 . 37 9.设计结果汇总 . 38 10 参考文献及设计手册 40 四四附录附录 40 5 一一、概述、概述 1 1、精馏与塔设备简介、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
