课程设计--- 丙酮-水二元筛板精馏塔设计

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1、 丙酮-水二元筛板精馏塔设计 第 1 页 共 37 页 课程名称 化工原理课程设计 设计题目 常压 丙酮水体系筛板精馏塔的设计 学生姓名 专业 化学工程与工艺 班级学号 1 0 0 1 0 7 0 4 13 设计日期 2010 年 6 月 14 日至 2009 年 6 月 25 日 设计条件及任务： 设计体系： 丙酮水 设计条件: 进料量:F=200kmol/h;进料浓度: F Z =0.35 进料热状态：泡点进料;常压，塔釜间接蒸汽加热 设计要求： 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，采用

2、 3kgf/cm2 水蒸汽 分离要求： D X 0.9841, w X 0006.0 , 回流比 R/Rmin =1.6 指导教师 2010 年 6 月 11 日 丙酮-水二元筛板精馏塔设计 第 2 页 共 37 页 目录目录 一、前言 . 4 1、精馏与塔设备简介 4 2、体系介绍 5 3、筛板塔的特点 5 4、设计要求 5 二、设计说明书 . 6 1 设计单元操作方案简介 . 6 2 筛板塔设计须知 . 6 3 筛板塔的设计程序 . 7 三、设计计算书 . 7 1、设计参数的确定 7 1.1 进料热状态 7 1.2 加热方式 . 7 1.3 回流比 R 的选择 7 1.4 塔顶冷凝水的选择

3、 . 8 2、流程简介和流程图 8 2.1 流程简介 . 8 2.1 简略流程图 8 3.理论塔板数的计算与实际板数的确定 . 9 3.1 理论板数计算 9 3.1.1 物料衡算 9 3.1.2Rmin 和 R 的确定 9 3.1.3 精馏段操作线方程的确定 9 3.1.4 精馏段和提馏段气液流量的确定 . 10 3.1.5 提馏段操作线方程的确定 . 10 3.2 实际板层数的确定 . 10 4 精馏塔工艺条件计算 . 11 4.1 操作压强的选择 . 11 4.2 操作温度的计算 . 11 4.3 塔内物料平均分子量、张力、流量及密度的计算 . 12 4.3.1 密度及流量 12 4.3.

4、2 液相表面张力的确定： . 13 4.3.3 液体平均粘度计算 13 4.4 塔径的确定 . 14 4.4.1 精馏段 . 14 4.4.2 提馏段 . 15 4.5 塔有效高度 . 16 4.6 整体塔高 . 16 5.塔板主要工艺参数确定 16 5.1 溢流装置 . 16 丙酮-水二元筛板精馏塔设计 第 3 页 共 37 页 5.1.1 堰长 lw 16 5.1.2 出口堰高 hw 17 5.1.3 弓形降液管宽度 Wd 和面积 Af . 17 5.1.4 降液管底隙高度 . 17 5.2 塔板布置及筛孔数目与排列 . 18 5.2.1 塔板的分块 . 18 5.2.2 边缘区宽度确定

5、. 18 5.2.3 开孔区面积计算 . 18 5.2.4 筛孔计算及其排列 . 19 6.筛板的力学检验 19 6.1 塔板压降 . 19 6.1.1 干板阻力计算 . 19 6.1.2 气体通过液层的阻力 Hl 计算 20 6.1.3 液体表面张力的阻力计算计算 . 20 6.1.4 气体通过每层塔板的液柱高 . 20 6.2 液面落差 20 6.3 液沫夹带 . 21 6.4 漏液 . 21 6.5 液泛 . 21 7.塔板负荷性能图 22 7.1 漏液线 . 22 7.2 液沫夹带线 . 23 7.3 液相负荷下限线 . 24 7.4 液相负荷上限线 . 24 7.5 液泛线 . 24

6、 7.6 操作弹性 . 25 8. 辅助设备及零件设计 . 26 8.1 塔顶冷凝器（列管式换热器） . 26 8.1.1 估计换热面积 . 26 8.1.2 壳体内径 D 的确定 . 27 8.1.3 折流挡板和支承板的设计 28 8.1.4 核算管程、壳程的流速及 Re: . 28 8.1.5 压降的计算 . 29 8.1.6 计算传热系数 30 8.2 塔釜再沸器 . 31 8.3 原料预热器 . 32 8.4 管道的计算 . 32 8.4.1 塔釜残液出料管 . 32 8.4.2 回流液管 . 33 8.4.3 再沸器蒸汽进口管 . 33 8.4.4 塔顶蒸汽进冷凝器出水管 . 33 8.4.5 冷凝水管 . 34 8.5 泵的选型 34 9、设计结果总汇 . 35 丙酮-水二元筛板精馏塔设计 第 4 页 共 37 页 10、参考文献及设计手册 36 四、设计感想 37 一、前言一、前