1、 化工原理课程设计化工原理课程设计 题目名称：题目名称： 乙醇乙醇- -水水分离分离筛板精馏塔筛板精馏塔课程设计课程设计 学生姓名：学生姓名： 院院 ( (系系) )： 专业班级：专业班级： 指导教师：指导教师： 时时 间：间： 目录目录 1 化工原理课程设计任务书 3 1.1 设计题目 3 1.2 操作条件 3 1.3 设计内容 3 1.4 设计成果 3 2 设计计算 4 2.1 设计方案及工艺流程 4 2.22.2 全塔物料衡算 错误错误!未定义书签。未定义书签。 2.2.1 料液及塔顶、塔底产品中乙醇的摩尔分数 . 4 2.2.2 平均摩尔质量 . 4 2.2.3 料液及塔顶、塔底产品的
2、摩尔流率 4 2.3 塔板数的确定. 5 2.3.1. 理论塔板数 NT 的求取 5 2.3.2 实际塔板数 P N . 8 2.4 塔的精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算 8 2.4.1 平均压力 m p . 8 2.4.2 平均温度 m t 9 2.4.3 平均分子量 m M 9 2.4.4 平均密度 m . 9 2.5 精馏段的气液负荷计算 13 2.6 精馏段塔和塔板主要工艺结构尺寸的计算. 13 2.6.1 塔径 13 2.6.2 精馏段塔板工艺结构尺寸的设计与计算 . 14 2.6.3 塔板布置 14 2.7 精馏段塔板上的流体力学验算 . 15 2.7.2 液面落差 . 16
3、 2.7.3 雾沫夹带 的验算 16 2.7.4 漏液的验算 . 16 2.7.5 液泛的验算 . 16 2.8 精馏段塔板负荷性能图 17 2.8.1 雾沫夹带线 . 17 2.8.2 液泛线（气相负荷上限线） 17 2.8.3 液相负荷上限线 18 2.8.4 漏液线（气相负荷下限线） 18 2.8.5 液相负荷下限线 18 2.8.6 操作线与操作弹性 19 2.9 提馏段的气液负荷计算 19 2.10 提馏段塔和塔板主要工艺结构尺寸的计算 . 20 2.10.1 塔径 20 2.10.2. 提馏段塔板工艺结构尺寸的设计与计算 20 2.10.3 塔板布置 . 21 2.11 提馏段塔板
4、上的流体力学验算 . 22 2.11.2 液面落差 . 22 2.11.3 雾沫夹带 的验算 22 2.11.4 漏液的验算 . 22 2.11.5 液泛的验算 . 23 2.12 提馏段塔板负荷性能图 23 2.12.1 雾沫夹带线 . 23 2.12.2 液泛线（气相负荷上限线） 24 2.12.3 液相负荷上限线 24 2.12.4 漏液线（气相负荷下限线） . 24 2.12.5 液相负荷下限线 25 2.12.6 操作线与操作弹性 25 4.结果汇总. 26 5 总结 27 1 1 化工原理课程设计任务书化工原理课程设计任务书 1.1 1.1 设计题目设计题目 设计一座乙醇水连续精馏
5、的筛板式精馏塔，年产乙醇60000t/a，要求塔顶馏出 液中乙醇浓度不低于94，残液中乙醇含量不得高于0.1。原料液中含乙醇为 25%，其余为水（以上均为质量%）。 1.2 1.2 操作条件操作条件 1. 精馏塔顶压强 4kPa(表压)； 2. 进料热状态 自选； 3. 回流比 自选； 4. 加热蒸汽 低压蒸汽； 5. 单板压降 0.7kPa。 1.3 1.3 设计内容设计内容 1设计方案的确定及工艺流程的说明； 2塔的工艺计算； 3塔和塔板主要工艺结构的设计计算； 4塔内流体力学性能的设计计算； 5塔板负荷性能图的绘制； 6塔的工艺计算结果汇总一览表； 7辅助设备的选型与计算； 8生产工艺流
6、程图及精馏塔工艺条件图的绘制； 9对本设计的评述或对有关问题的分析与讨论。 1.4 设计成果设计成果 1.设计说明书一份 2.A4设计图纸包括：流程图、精馏塔工艺条件图 2 2 设计计算设计计算 2.1 2.1 设计方案及工艺流程设计方案及工艺流程 乙醇-水混合物料经原料预热器加热至泡点后，送至精馏塔，塔顶采用全凝 器冷凝后，一部分作回流，其余为塔顶产品经冷却后送至贮槽，塔釜采用间接蒸 汽再沸器供热，塔底产品经冷却后送至贮槽，流程图如下。 2.2 2.2 全塔物料衡算全塔物料衡算 2.2.1 2.2.1 料液及塔顶、塔底产品中乙醇的摩尔分数料液及塔顶、塔底产品中乙醇的摩尔分数 乙醇和水的摩尔质量分别为46.07kg/kmol和18.01kg/kmol. 0004.0 18/999.046/001.0 46/001.0 860.0 18/999.046/94.0 46/94.0 115.0 18/75.046/25.0 46/25.0 W D F x x x 2.2.2.2.
