化工1005丙醇-水体系课程设计

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化工1005 丙醇-水体系 课程设计 参考 精馏塔 常压甲醇-水筛板精馏塔设计

学生姓名 化工1005 班级、学号 化工10011005

指导教师姓名 居沈贵 黄莉

课程设计时间2012年12月24日-2013年1月4日

课程设计成绩
百分制 权重
设计说明书、计算书及设计图纸质量，70%
独立工作能力、综合能力、设计过程表现、设计答辩及回答问题情况，30%
设计最终成绩（五级分制）

指导教师签字

化学化工学院

课程名称 化工原理课程设计
设计题目 常压甲醇-水筛板精馏塔的设计
学生姓名 化工1005 专业 化学工程与工艺
班级学号 10011005
设计日期 2012 年 12月 24 日至 2013 年1月 4日
设计条件及任务：
设计体系：甲醇-水体系
设计条件:
进料量F 240 kmol/h
进料浓度ZF 0.25 （摩尔分数，下同）
进料状态：q 1
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3kgf/cm2水蒸汽。
全塔效率ET 52%
分离要求： XD 0.995（质量分数）；XW 0.002（质量分数）；回流比R/Rmin 1.6 。
指导教师
2012年12月24日
绪论 1
-. 化工原理课程设计的目的与要求 1
二. 化工原理课程设计的基本内容 1
三.化工原理课程设计的基本程序 1
第-节 概述 2
1.1精馏操作对设备的要求 2
1.2 体系介绍 2
1.3板式塔类型 4
1.3.1泡罩塔 4
1.3.2 筛板塔 5
1.3.3浮阀塔 5
1.4 设计要求 5
1.5精馏塔的设计步骤 6
第二节 设计方案的确定 6
2.1操作条件的确定 6
2.1.1 操作压力 6
2.1.2 进料状态 6
2.1.3 加热方式 7
2.1.4 冷却剂与出口温度 7
2.1.5 回流比（R）的选择 7
2.1.6热能的利用 7
2.2 确定设计方案的原则 8
第三节 板式精馏塔的工艺计算 8
1.理论塔板数的计算与实际板数的确定 8
1.1 理论板数计算 8
1.1.1 物料衡算 8
1.1.2 q线方程 9
1.1.3 Rmin和R的确定 9
1.1.4 精馏段操作线方程的确定 9
1.1.5精馏段和提馏段气液流量的确定 9
1.1.6提馏段操作线方程的确定 10
1.1.7 逐板计算法 10
1.1.8 M-T图解法 12
1.2实际板层数的确定(以逐板计算法为依据) 13
2.精馏塔操作条件计算 14
2.1操作压强的选择 14
2.2操作温度的计算 14
2.3塔内物料平均分子量、张力、流量及密度的计算 15
2.3.1 密度及流量 15
2.3.2液相表面张力的确定： 16
2.3.3 液体平均粘度计算 17
3. 塔径的确定 18
4.塔有效高度 21
5.整体塔高 21
6.塔板主要工艺参数确定 22
6.1溢流装置 22
6.1.1堰长lw 23
6.1.2出口堰高hw 23
6.1.3弓形降液管宽度Wd和面积Af 25
6.1.4降液管底隙高度 26
6.2塔板布置及筛孔数目与排列 27
6.2.1塔板的分块 27
6.2.2边缘区宽度确定 27
6.2.3开孔区面积计算 筛孔计算及其排列 27
7.筛板的力学检验 29
7.1塔板压降 29
7.1.1干板阻力计算 29
7.1.2液体表面张力的阻力计算计算 30
7.1.3气体通过每层塔板的液柱高 31
7.2 液面落差 32
7.3液沫夹带 32
7.4漏液 33
7.5液泛 34
8.塔板负荷性能图 35
8.1漏液线 35
8.2液沫夹带线 36
8.3液相负荷下限线 37
8.4液相负荷上限线 37
8.5液泛线 38
8.6操作弹性 39
9. 辅助设备及零件设计 40
9.1塔顶冷凝器（固定管板式换热器） 40
9.1.1估计换热面积 40
9.1.2计算流体阻力 42
9.1.3壳程流体阻力 43
9.1.4计算传热系数 43
9.2塔底再沸器： 44
9.3原料预热器 45
9.4 管道设计与选择 45
9.4.1塔顶回流管 45
9.4.2 塔顶蒸汽出口管 46
9.4.3塔顶产品出口管 46
9.4.4 进料管 46
9.4.5 塔釜出料管 47
9.4.6 塔釜回流管 47
9.4.7 塔釜产品出料管 48
9.4.8 冷凝水管 48
9.5 泵 49
9.5.1 进料泵 49
9.5.2 回流泵 49
10.设计结果汇总 50
11. 参考文献及设计手册 52
第四节.设计感想 53