1、 课程名称 化工原理课程设计 设计题目 常压二元筛板精馏塔的设计 设计条件及任务： 设计体系： 乙醇水 设计条件: 已知：进料量 F= 200 kmol/h 进料浓度 ZF= 0.30 （摩尔分数，下同） 进料状态：q 0.5 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 t12； 塔釜加热方式：间接蒸汽加热，用 3kgf/cm 2水蒸汽 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 金万勤、顾学红 2010 年 6 月 11 日 化工原理课程设计 2 目录目录 目录2 一、
2、前 言5 1.1 总述 5 1.2 精馏操作对塔设备的要求 . 5 1.3 板式塔类型 6 1.3.1 筛板塔 . 6 1.3.2 浮阀塔 . 6 二. 设计说明书.7 2.1 设计参数的确定 . 7 2.1.1 进料热状态 7 2.1.2 加热方式 7 2.1.3 回流比（R）的选择 . 7 2.1.4 塔顶冷凝水的选择 . 7 2.2 确定设计方案的原则 7 2.3 流程简介及流程图 . 8 2.3.1 流程简介 8 2.3.2 流程图 . 8 三设计计算书9 3.1 理论塔板数的计算与实际板数的确定 . 9 3.1.1 理论板数计算. 9 3.1.1.2 汽液平衡数据（760mm Hg）
3、 9 3.1.1.3 q 线方程及 Rmin 和 R 的确定 10 3.1.2 实际塔板的确定 . 10 3.1.2.1 精馏段和提馏段气液流量的确定 . 10 3.1.2.2 操作线方程的确定 10 3.1.2.3 理论塔板的计算.11 3.1.3 实际板层数的确定.11 3.2 精馏塔工艺条件计算 .11 3.2.1 操作压强的选择 11 3.2.2 操作温度的计算 . 12 3.3 塔内物料平均分子量、张力、流量及密度的计算 12 3.3.1 密度及流量 . 12 3.3.2 液相表面张力的确定 14 3.3.3 液体平均粘度计算 . 14 3.4 塔径、塔高的确定 . 15 3.4.1
4、 精馏段 . 15 3.4.2 提馏段 . 17 3.4.3 塔有效高度 17 3.4.4 整体塔高 18 3.5.塔板主要工艺参数确定 18 3.5.1 溢流装置 18 3.5.1.1 堰长 lw 18 化工原理课程设计 3 3.5.1.2 出口堰高 hw 18 3.5.1.3 弓形降液管宽度 Wd和面积 Af . 19 3.5.1.4 降液管底隙高度 h0 20 3.5.2 塔板布置及筛孔数目与排列 20 3.5.2.1 塔板的分块. 20 3.5.2.2 边缘区宽度确定 20 3.5.2.3 开孔区面积 Aa计算. 20 3.5.2.4 筛孔计算及其排列 21 3.6.筛板的力学检验 .
5、 21 3.6.1 塔板压降 21 3.6.1.1 干板阻力 hc计算 . 21 3.6.1.2 气体通过液层的阻力 Hl计算 . 22 3.6.1.3 液体表面张力的阻力计算 22 3.6.1.4 气体通过每层塔板的液柱高 hp 22 3.6.1.5 塔板压降计算 . 23 3.6.2 筛板塔液面落差 23 3.6.3 液沫夹带 23 3.6.4 漏液. 23 3.6.5 液泛. 24 3.7.塔板负荷性能图 . 24 3.7.1 漏液线 . 24 3.7.2 液沫夹带线 24 3.7.3 液相负荷下限线 . 25 3.7.4 液相负荷上限线 . 26 3.7.5 液泛线 . 26 3.7.
6、6 操作弹性 26 3.8. 辅助设备及零件设计 27 3.8.1 塔顶冷凝器（列管式换热器） 28 3.8.1.1 设计和选用时应考虑的问题 28 3.8.1.2 估计换热面积 . 29 3.8.1.3 核算管程、壳程的流速及 Re: 30 3.8.1.4 核算流体阻力 . 31 3.8.1.5 计算传热系数 . 32 3.8.2 各种管尺寸的确定 33 3.8.2.1 进料管 33 3.8.2.2 釜残液出料管 . 33 3.8.2.3 回流液管 34 3.8.2.4 再沸器蒸汽进口管 34 3.8.2.5 塔顶蒸汽进冷凝器出口管. 34 3.8.2.6 冷凝水管 34 3.8.3 原料预热器 35 3.8.5 冷凝水泵 37 3.9.设计结果汇总 38 3.10. 参考文献及设计手册 39 化工原理课程设计 4 四设计感想. 40 五附录. 41 5.1 GB8163 无缝钢管标准 41 5.2 乙醇精馏工艺流程图 . 41 5.3
