分离乙的醇—水板式精馏塔设计设计说明书.doc

课 程 设 计 课程名称： 化 工 原 理 题目名称： 分离乙醇—水板式精馏塔设计 学生学院： 轻 工 化 工 学 院 专业班级： 学生学号： 学生姓名： 指导教师： 2010 年 6 月 20 日 1.设计任务 5 2.工艺流程图 8 3.设计方案 8 3.1设计方案的确定 8 3.1.1塔型的选择 8 3.1.2操作压力 8 3.1.3进料方式 9 3.1.4加热方式 9 3.1.5热能的利用 9 3.1.6回流方式 10 3.2实验方案的说明 10 4、板式塔的工艺计算 11 4.1物料衡算 11 4.2最小回流比Rmin和操作回流比R的确定 12 4.3操作线的确定 14 4.3.1精馏段操作曲线方程 14 4.3.2提馏段操作曲线方程 14 4.4确定理论板层数NT 15 4.5确定全塔效率ET和实际塔板层数NP 15 4.5.1相对挥发度 15 4.5.2物系黏度 16 4.5.3全塔效率和实际塔板数 16 4.6操作压强的计算 17 4.7平均分子量的计算 18 4.8平均密度的计算 18 4.9表面张力的计算 20 4.10平均流量的计算 21 5、塔体和塔板的工艺尺寸计算 22 5.1塔径 22 5.2溢流装置 25 5.3塔板布置及筛板塔的主要结构参数 30 5.4塔板流体力学验算 32 5.4.1塔板阻力hp 32 5.4.2降液管泡沫层高度 34 5.4.3液体在降液管内的停留时间 35 5.4.4雾沫夹带量校核 35 5.4.5漏液点 37 5.5操作负荷性能图 38 5.6设计结果 43 6、辅助设备的计算与选型 45 6.1料液储罐的选型 45 6.2换热器的选型 46 6.2.1预热器 47 6.2.2再沸器 48 6.2.3全凝器热负荷及冷却水消耗量 49 6.2.4产品冷却器 50 6.3各接管尺寸的确定 51 6.3.1进料管 51 6.3.2 釜残液出料管 51 6.3.3回流液管 51 6.3.4 塔顶上升蒸汽管 52 6.3.5 水蒸汽进口管 52 6.4塔高 53 6.5法兰 54 6.6人孔 56 6.7视镜 56 6.8塔顶吊柱 56 6.9泵的计算及选型 57 7、经济横算 58 7.1成产成本 58 7.2水蒸汽费用CS 58 7.3冷却水费用CW 58 7.4设备投资费CD 59 7.5总费用 59 7.6利润 59 8心得体会 60 符号说明： 英文字母 Aa---- 塔板的开孔区面积，m2 Af---- 降液管的截面积, m2 Ao---- 筛孔区面积, m2 AT----塔的截面积 m2 △PP----气体通过每层筛板的压降 C----负荷因子 无因次 t----筛孔的中心距 C20----表面张力为20mN/m的负荷因子 do----筛孔直径 u’o----液体通过降液管底隙的速度 D----塔径 m Wc----边缘无效区宽度 ev----液沫夹带量 kg液/kg气 Wd----弓形降液管的宽度 ET----总板效率 Ws----破沫区宽度 R----回流比 Rmin----最小回流比 M----平均摩尔质量 kg/kmol tm----平均温度 ℃ g----重力加速度 9.81m/s2 Z----板式塔的有效高度 Fo----筛孔气相动能因子 kg1/2/(s.m1/2) hl----进口堰与降液管间的水平距离 m θ----液体在降液管内停留时间 hc----与干板压降相当的液柱高度 m υ----粘度 hd----与液体流过降液管的压降相当的液注高度 m ρ----密度 hf----塔板上鼓层高度 m σ----表面张力 hL----板上清液层高度 m Ψ----液体密度校正系数 h1----与板上液层阻力相当的液注高度 m 下标 ho----降液管的义底隙高度 m max----最大的 how----堰上液层高度 m min----最小的 hW----出口堰高度 m L----液相的 h’W----进口堰高度 m V----气相的 hσ----与克服表面张力的压降相当的液注高度 m H----板式塔高度 m HB----塔底空间高度 m Hd----降液管内清液层高度 m HD----塔顶空间高度 m HF----进料板处塔板间距 m HP----人孔处塔板间距 mHT----塔板间距 m H1