化工原理课程设计甲醇丙醇精馏塔完美排版.docVIP

目录 化工原理课程设计任务书 0 一、设计方案与工艺流程图 1 1、设计方案 1 2、工艺流程图 1 二、基础数据 1 1、主要物性数据 1 2、进料流量及组成 1 3、分离要求 2 4、原料热力学状态 2 5、冷却介质及其温度，加热介质及其温度 2 三、物料衡算 2 四、确定操作条件 2 1、确定操作压力 2 2、确定操作温度 2 五、回流比 3 六、理论板数与实际板数 4 七、塔径、塔高的计算及板间距的确定 5 1.汽液相流率 5 2.将上述求得的流率转换成体积流率 5 3.塔径的计算 6 4.塔高的确定 8 八.堰及降液管的设计 8 1.塔堰长 8 2.取堰宽及降液管面积 8 3.停留时间 8 4.堰高 9 5.降液管底端与塔板之间的距离，即降液管底隙 9 九.塔板布置极其筛板塔的主要结构参数 9 2.筛孔直径d0，孔中心距离，板厚 9 3.开孔率 9 4.孔数 10 十.水力学计算 10 1.塔板阻力 10 2、漏液点 11 3.雾沫夹带 11 4.液泛的校核 12 十一.负荷性能图 13 1、精馏段 13 2、提馏段 15 十二、冷凝器的设计 18 1.估算传热面积，初选换热器型号 18 2.核算压降 19 3.核算总传热系数 21 4、确定换热器型号 22 设计感想与总结 24 参考文献 25 化工原理课程设计任务书 设计题目：筛板塔的设计 设计任务：甲醇—丙醇精馏塔的设计 设计条件 处理量 项目 3万吨/年 进料组成（摩尔分数）% 甲醇（A） 丙醇（B） 0.4 0.6 分离要求 塔顶甲醇含量≧0.78 塔底甲醇含量≦0.05 年开工时间 300×24h 进料状态 常温冷夜进料（25℃） 塔要求 塔顶压力104.825kPa 塔板压降0.3~0.6 kPa 设计内容与要求 序号 设计内容 要求 1 设计方案 精馏方案的说明，工艺流程简图 2 工艺计算 包括物料衡算、塔顶、底温度、板数等 3 结构设计 塔高、塔径、降液管、溢流堰、开孔数等 4 流体学验算 塔板负荷性能图 5 附属设备的设计 冷凝器、再沸器、回流泵、进料接管等 6 撰写计算结果一览表 见附录 一、设计方案与工艺流程图 1、设计方案 本次课程设计的任务是甲醇—丙醇精馏塔，塔型为筛板塔，二组分进料（甲醇、丙醇）。二组分在常压下均为液相，为节约材料，采用常压精馏，无需预热器，塔顶设置冷凝器，塔底设置再沸器。 2、工艺流程图 二、基础数据 1、主要物性数据 表2.1 物性数据表 组分 相对分子质量 沸点/℃ Tc/℃ Pc/MPa Cp/[kJ/(kg·℃) r/[kJ/kg] 甲醇 32.04 64.7 239.49 8.097 2.49 990 丙醇 60.10 97.2 263.56 5.1696 2.61 810 2、进料流量及组成 进料组成：xA=0.4 xB=0.6 进料流量： 平均分子质量 M=0.4×32.04+0.6×60.1=48.876 进料流量 F=3×107/300×24×48.876=85.25kmol/h 3、分离要求 塔顶甲醇含量≧0.78% 塔底甲醇含量≦0.05% 4、原料热力学状态 进料温度 25℃ 5、冷却介质及其温度，加热介质及其温度 冷却介质为水，25℃ 加热介质为水蒸气，100℃ 三、物料衡算 物料衡算： D=40.87kmol/h W=44.38kmol/h 物料衡算列表 参数 项目 甲醇 丙醇 汇总 流量 摩尔分数 流量 摩尔分数 总流量 平均摩尔质量 进料 34.1 0.4 51.15 0.6 85.25 48.876 塔顶 31.88 0.78 8.99 0.22 40.87 38.21 塔底 2.219 0.05 42.16 0.95 44.38 73.12 四、确定操作条件 1、确定操作压力 已知P顶 =104.825kPa ΔP=0.5 kPa P底 =P顶 +nΔP=104.825kPa+15×0.5 kPa=112.325 kPa P进=（P+ P顶） /2=109.825 kPa 2、确定操作温度 由t-x-y图可知：塔顶温度55.4℃ 塔底温度63.0℃ 表4.1 五、回流比 由表 2.1查得rA=990 kJ/kg rB=810kJ/kg rm=0.4×990+0.6×810=882 kJ/kg cpΔt=(0.4×2.49+0.6×2.61)×(56.9-25)=81.73 kJ/kg q=( cpΔt+ rm)/ rm =1.09 由表4.1