化工原理课程设计___筛板塔的设计.doc

能源工程系课程设计任务书 姓名：Misaya 课程名称 化工原理课程设计 课程代码 80s06210[0] 设计时间 第16周、18周 指导教师 李有良 专 业 特种能源技术与工程 班 级 116021 一、课程设计任务（题目）及要求 （一）设计任务：筛板塔设计 在一常压操作的连续精馏塔内分离苯、甲苯混合物，原料液处理量为3800kg/h、组成为0.42(苯的质量分数，下同)，要求塔顶馏出液的组成为0.96，塔底釜液的组成为0.02。 设计条件如下： 操作压力 4kPa(塔顶表压) 进料热状况 自选 回流比 自选 单板压降 ≤0.7kPa 全塔效率 ET=50% 气候条件 忽略 试根据上述工艺条件作出筛板塔的设计计算。设计基本资料见主要参考资料。 （二）设计要求 1、学生应在老师指导下独立完成，题目不可更换。 2、查阅相关资料，自学具体课题中涉及到的新知识。 3、最后提交的课程设计成果包括： a) 课程设计说明书纸质文件。 b) 课程设计说明书电子文件。 c) 课程设计计算电子表格文件。 二、对课程设计成果的要求（包括课程设计说明书、图纸、图表、实物等软硬件要求） 1、分析课程设计题目的要求； 2、写出详细设计说明； 3、写出详细计算过程、经验值的取舍依据； 4、设计完成后提交课程设计说明书； 5、设计说明书应内容充实、写作规范、项目填写正确完整、书面整洁、版面编排符合要求。 6、计算过程使用的符号符合参考资料中的要求，设计内容按参考资料[2]121页设计示例执行。理论塔板数的求取用逐板计算法。Af和Wd的求取按自己推导的公式进行。 三、主要参考资料 [1] 贾绍义，柴诚敬.化工原理课程设计.天津大学出版社,2002年6月. [2] 陈敏恒，潘鹤林.化工原理（少学时）.华东理工大学出版社，2008年8月. 指导教师（签名）： 教研室主任（签名）： 沈阳工学院 化工原理课程设计说明书 系 别： 能源水利学院 专 业： 特种能源工程 学生姓名： Misaya 指导教师： 李 有 良 2013年6月 日目 录 1 设计方案的确定 2 2 精馏塔的物料衡算 2 2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 2 2.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 3 2.3物料衡算 3 3 塔板数的确定 3 3.1确定回流比 3 3.2精馏段操作线 3 3.3提馏段操作线 4 3.4实际板层数的求取 5 4 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 5 4.1操作压力计算 5 4.2操作温度计算 5 4.3平均摩尔质量计算 6 4.4平均密度计算 6 4.5液体平均表面张力计算 7 4.6液体平均黏度计算 8 5 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 9 5.1塔径的计算 9 5.2精馏塔有效高度的计算 10 6塔板主要工艺尺寸的计算 10 6.1溢流装置计算 10 6.2塔板布置 11 7筛板的流体力学验算 12 7.1塔板压降 12 7.2液面落差 14 7.3液沫夹带 14 7.4漏液 14 7.5液泛 14 8.塔板负荷性能图 15 8.1漏液线 15 8.2液沫夹带线 16 8.3液相负荷下限线 17 8.5液泛线 17 1 设计方案的确定 本设计任务为分离苯—甲苯混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。塔顶上升蒸汽采用全冷凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。该物系属易分离物系，最下回流比较小，故操作回流比取最小回流比的2倍。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。 2 精馏塔的物料衡算 2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 苯的摩尔质量 甲苯的摩尔质量 2.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 2.3物料衡算 塔板数的确定 3.1确定回流比 回流比取 3.2精馏段操作线 3.3提馏段操作线 3.4实际板层数的求取 4.1操作压力计算 4.2操作温度计算 4.3平均摩尔质量计算 4.4平均密度计算 4.5液体平均表面张力计算 4.6液体平均黏度计算 5.1塔径的计算 精馏段的气丶液相体积流量为 式中C由式(5-5)计算，其中的由图5-1查取，图横坐标为 取板间距，板上液层高度，则 查图5-1得 取安全系数为