化工原理课程设计乙醇水精馏塔设计说明书

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化工原理 课程设计

题 目：乙醇水精馏筛板塔设计设计时间：

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2010、12、20-2011、1、6

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化工原理课程设计任务书（化工1）

一、 设计题目 板式精馏塔的设计

二、设计任务：乙醇-水二元混合液连续操作常压筛板精馏塔的设计 三、工艺条件

生产负荷（按每年7200小时计算）：6、7、8、9、10、11、12万吨/年 进料热状况：自选 回流比：自选

加热蒸汽：低压蒸汽 单板压降：≤0.7Kpa 工艺参数

组成浓度（乙醇mol%） 塔顶 78 加料板 28 塔底 0.04 四、设计内容

1.确定精馏装置流程，绘出流程示意图。 2.工艺参数的确定

基础数据的查取及估算，工艺过程的物料衡算及热量衡算，理论塔板数，塔板效率，实际塔板数等。

3.主要设备的工艺尺寸计算

板间距，塔径，塔高，溢流装置，塔盘布置等。 4.流体力学计算

流体力学验算，操作负荷性能图及操作弹性。 5.主要附属设备设计计算及选型

塔顶全凝器设计计算：热负荷，载热体用量，选型及流体力学计算。 料液泵设计计算：流程计算及选型。 管径计算。 五、设计结果总汇 六、主要符号说明 七、参考文献 八、图纸要求

1、工艺流程图一张(A2 图纸)

2、主要设备工艺条件图（A2图纸）

目录

前言 ......................................................................... 4

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1概述 ........................................................................ 5

1.1 设计目的 ............................................................. 5 1.2 塔设备简介 ........................................................... 6 2设计说明书 .................................................................. 7

2.1 流程简介 ............................................................. 7 2.2 工艺参数选择 ......................................................... 8 3 工艺计算 ................................................................. 10

3.1物料衡算 ............................................................. 10 3.2理论塔板数的计算 ..................................................... 10

3.2.1 查找各体系的汽液相平衡数据 .................................... 10 如表3-1 ............................................................. 10 3.2.2 q线方程 ........................................................ 9 3.2.3 平衡线 ........................................................ 11 3.2.4 回流比 ........................................................ 12 3.2.5 操作线方程 .................................................... 12 3.2.6 理论板数的计算 ............................................... 13 3.3 实际塔板数的计算 .................................................... 13

3.3.1全塔效率ET .................................................... 13 3.3.2 实际板数NE .................................................... 14

4塔的结构计算 ............................................................... 15

4.1混合组分的平均物性参数的计算 ......................................... 15

4.1.1平均分子量的计算 ............................................... 15 4.1.2 平均密度的计算 ................................................ 16 4.2塔高的计算 ........................................................... 17 4.3塔径的计算 ........................................................... 17

4.3.1 初步计算塔径 .................................................. 17 4.3.2 塔径的圆整 .................................................... 18 4.4塔板结构参数的确定 ................................................... 19

4.4.1溢流装置的设计 ................................................. 19 4.4.2塔盘布置（如图4-4） ........................................... 19 4.4.3 筛孔数及排列并计算开孔率 ...................................... 20 4.4.4 筛口气速和筛孔数的计算 ........................................ 21

5 精馏塔的流体力学性能验算 .................................................. 21

5.1 分别核算精馏段、提留段是否能通过流体力学验算 ....................... 21

5.1.1液沫夹带校核 ................................................... 21 5.2.2塔板阻力校核 ................................................... 22 5.2.3溢流液泛条件的校核 ............................................. 24 5.2.4 液体在降液管内停留时间的校核 .................................. 25 5.2.5 漏液限校核 .................................................... 25 5.2 分别作精馏段、提留段负荷性能图 ...................................... 25 5.3 塔结构数据汇总 ...................................................... 28 6 塔的总体结构 ............................................................. 29 7 辅助设备的选择 ............................................................ 30

7.1塔顶冷凝器的选择 ..................................................... 30 7.2塔底再沸器的选择 ..................................................... 31 7.3管道设计与选择 ....................................................... 32

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