化工原理课程设计--筛板式精馏塔的设计

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1、第 1 页 筛板式精馏塔的设计筛板式精馏塔的设计 专业专业年级年级： 学学 生生： 指导老师：指导老师： 2011 年 8 月 第 2 页 目录目录 目录 2 摘要 5 1 概述 5 2 精馏工艺流程确定 6 2.1 进料热状况 6 2.2 进料方式 . 6 2.3 冷凝方式 . 7 2.4 加热形式 . 7 3、精馏塔的物料衡算 7 3.1、原料液、馏出液、釜液组成. 7 3.1.1、原料液组成 7 3.1.2、馏出液组成 7 3.1.3、釜液组成 . 8 3.2、物料衡算. 8 3.2.1、质量流量 . 8 3.2.2、摩尔流量 . 8 3.2.3、体积流量及体积分率 9 3.3、结果汇总

2、表 10 4、塔板数的确定 11 4.1、理论塔板数的确定 11 4.1.1、最小回流比 Rmin. 11 4.1.2、最小理论塔板数 Nmin 的确定 12 4.1.3、最佳回流比的确定 12 4.2 操作线方程 13 4.2.1 精馏段操作线方程 14 4.2.2 提溜段操作线方程 14 4.2.3 q 线方程 .14 4.2.4 用逐板计算出理论塔板数 .14 4.3、总板效率的估计16 4.3.1、平均挥发度.16 4.3.2、加料摩尔组成的液体平均摩尔粘度av.17 4.3.3、估计总板效率17 4.3.4 实际板数的确定 .17 5、塔板结构的工艺设计18 5.1、初选塔板间距 H

3、 T .18 5.2、塔径初算18 5.2.1 液泛气速 uF .18 5.2.2、塔径的核算.20 5.3、塔板上溢流型式的确定.20 5.4、塔板布置21 5.4.1、筛孔孔径 21 5.4.2、筛孔中心距 t0和开孔率0 21 第 3 页 5.4.3、 筛板厚度 tp 22 5.4.4、溢流堰长 lw.22 5.4.5、堰板高度 hw.22 5.4.6、降液管下沿与塔板板间距 ta 23 5.4.7、安定区宽度 Ws 和边缘区宽度 Wc 23 5. 5、塔板各部分面积和对应气速计算 . 244 5.5.1 降液管面积 Ad .24 5.5.2 塔板工作面积 Aa .24 5.5.3 塔有

4、效截面积 An .25 5.5.4 筛孔总面积 .25 6. 塔板流体力学校核 .26 6.1、板上溢流强度检查26 6.2、气体通过塔板的压力降Ht26 6.3、液面落差校核.27 6.4、漏液点气速校核 .27 6.5、降液管内液面高度 Hd 和液体停留时间 t 校核 .27 6.5.1、降液管内液面高度 Hd27 6.5.2、停留时间 t .28 7. 塔板负荷性能图.29 7.1 负荷性能图的绘制 29 7.1.1 液体流量下限线 29 7.1.2 液体流量上限线 29 7.1.3 漏液线 29 7.1.4 液泛线 30 7.1.5 雾沫夹带上限线 31 7.2、塔板结构设计评述32

5、8.、塔总体结构 32 8.1、塔体与裙座结构及封头的选用 32 8.2、塔盘结构32 8.3、除沫装置33 8.4、塔附件 .33 8.5、塔高的计算 33 8.5.1、塔的顶部空间高度 33 8.5.2、塔的底部空间高度 33 8.5.3、加料板的空间高度 34 8.5.4、支座高度 34 8.5.5、人孔 .34 8.5.6 塔高34 8.6、接管.34 8.6.1、回流管和液体进料管.34 8.6.2、釜液出口管.36 8.6.3、气体进口管.36 8.6.4、气体出口管.37 9、精馏塔附属设备选型计算.38 第 4 页 9.1、釜底再沸器 38 92、馏出蒸汽冷凝器（余热利用） 3

6、8 93、产品冷却器 39 9.4、泵的选用40 10数据汇总 .40 参考文献 45 第 5 页 摘要摘要 本实验设计采用筛板式精馏塔对乙醇水溶液进行分离。 以 9200kg h -1,24.8%的溶 液进料，塔顶馏出液的质量分率为 89.3%，塔釜馏出液的质量分率为 0.95%。该筛板式 精馏塔塔高 12m,塔板数为 15 块，其中，精馏段 12 块，提馏段 3 块，且第 13 块板为进 料板。 塔板间距选用 450mm ,塔径为 1200mm， 塔板筛孔孔径为 5mm， 筛孔中心距为 17.5mm， 开孔率 7.4%， 筛板厚度为 3mm， 溢流堰长 864mm， 堰板高度为 40.93mm， 安定区宽度 80mm， 边缘区宽度 30 mm。塔板降液管截面积为 0.109m 2，工作面积为 0.719m2,有效截面积为 1.021m 2，筛孔总面积为 0.0532m2。本塔选用 IS 65-50-160 型号的进料泵冷液进料，塔 顶采用冷却水用量为 22795.2kgh -1的 A900 -240-0.6-280 型号的冷凝器及冷却水用