1、 化工原理课程设计说明书化工原理课程设计说明书 院（系）名称 化学与化工学院 专 业 名 称 化学工程与工艺 年 级 班 级 学 生 姓 名 学 号 指导教师姓名 目录目录 1 设计任务书 1 1.1 设计题目. 1 1.2 工艺条件. 1 1.3 塔板类型. 1 1.4 生产制度. 1 1.5 设计内容. 1 2 设计方案 2 2.1 设计方案简介 2 2.2 设计方案的确定及工艺流程的说明 2 3 工艺计算. 3 3.1 塔板的工艺计算 3 3.1.1 物料衡算. 3 3.1.2 q 线方程 4 3.1.3 R 的确定 5 3.1.4 总物料恒算. 6 3.1.5 回收率. 7 3.1.6
2、 操作线方程. 7 3.1.7 图解法求理论板层数. 7 3.1.8 实际板层数的求取 . 8 3.2 精馏塔工艺条件及计算. 9 3.2.1 操作压力 . 9 3.2.2 操作温度 . 9 3.2.3 平均摩尔质量 . 9 3.2.4 液体的平均密度 10 3.2.5 液体表面张力计算 11 3.3 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 . 12 3.3.1 塔径的计算 12 3.3.2 精馏塔有效高度计算 14 3.4 塔板主要工艺尺寸计算 14 3.4.1 溢流装置计算 14 3.4.2 塔板布置 16 3.5 筛板的流体力学验算 . 17 3.5.1 精馏段校核 17 3.5.2 提馏段校核 19
3、 3.6 塔板负荷性能图 . 21 3.6.1 精馏段 21 3.6.2 提馏段 24 4 板式塔的塔体总高度的计算. 26 4.1 塔顶空间 HD. 26 4.2 塔底空间 HB . 26 4.3 人孔 . 27 4.4 裙座 . 27 4.5 筒体与封头 . 27 4.5.1 筒体 27 4.5.2 封头 28 4.6 塔体总高度 28 5 精馏塔附属设备的选型及相关计算. 28 5.1 换热器的选型与核算 . 28 5.1.1 估算传热面积，初选换热器型号 28 5.1.2 确定物性数据 29 5.1.3 估算传热面积 29 5.1.4 换热器核算 31 5.2 接管 34 5.2.1
4、进料管 34 5.2.2 回流管 34 5.2.3 塔底出料管 34 5.2.4 塔顶蒸汽出料管 35 5.2.5 塔底蒸汽进料管 35 5.4 泵的计算与选型 . 36 6 计算结果一览表 38 7 设计感想 评价及有关问题的分析讨论 39 8 参考文献. 39 9 绘制塔顶全凝器设备图 . 39 1 1 1 设计任务书设计任务书 1.1 设计题目设计题目： 乙醇-水常压分离过程筛板式精馏塔工艺设计 1.2 工艺条件工艺条件： 生产能力：乙醇-水混合液处理量 5.0 万吨/年 进料状况：冷液进料 原料组成：乙醇的含量 20（wt%） 塔顶组成：乙醇的含量 91（wt%） 塔底组成：乙醇的含量
5、 0.3（wt%） 进料温度：C23 F t 适宜回流比 R：R=1.3Rmin 塔顶压力：（表压）a0.4KPP 单板压降：)(5.0表压KPaP 加热蒸汽压力: )(0.100表压KPaP 加热方式：塔底直接加热 1.3 塔板类型塔板类型：筛板式精馏塔 1.4 生产制度生产制度：年开工 300 天，每天 24 小时连续生产 1.5 设计内容设计内容： 1） 精馏塔的物料衡算； 2） 塔板数的确定； 3) 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算； 4) 精馏塔的塔体工艺尺寸计算； 5) 塔板主要工艺尺寸的计算； 6) 塔板的流体力学验算； 7) 塔板负荷性能图； 8） 塔体总高度的计算； 9）
6、 精馏塔附属设备的选型及相关计算； 10) 计算结果一览表 11) 对设计过程的评述和有关问题的讨论； 12）参考文献； 2 13）绘制精馏塔及换热器的设备图 2 2 设计方案设计方案 2.1 2.1 设计方案简介设计方案简介 精馏的基本原理是根据各液体在混合液中的挥发度不同， 采用多次部分汽化 和多次部分冷凝的原理来实现连续的高纯度分离。 在现代的工业生产中已经广泛 地应用于物系的分离、提纯、制备等领域，并取得了良好的效益。其中主要包括 板式塔和填料塔，而板式塔的塔板类型主要有泡罩塔板、浮阀塔板、筛板塔板、 舌形塔板、网孔塔板、垂直塔板等等,本次课程设计是筛板塔。 精馏过程与其他蒸馏过程最大的区别， 是在塔两端同时提供纯度较高的液相 和气相回流，为精馏过程提供了传质的必要条件。提供高纯度的回流，使在相同 理论板的条件下，为精馏实现高纯度的分离时，始终能保证一定的传质推动力。 所以， 只要理论板足够多， 回流足够大时， 在塔顶可能得到高纯度的轻组分产品， 而在塔底获得高纯度的重组分产品。精馏广泛应用于石油,化工,轻工等工业生产
