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化工原理课程设计 题 目 乙醇-水溶液连续精馏塔设计 学院名称 化学化工学院 指导教师 班 级 学 号 学生姓名 2013年1月6日 目录 前言 第一章 流程确定和说明 一. 加料方式 二. 精料状况 三. 塔顶冷凝方式 四. 回流方式 五. 加热方式 六. 再沸器型式 第二章 精馏塔的设计计算 一 操作条件与基础数据 2.1.1. 操作压力 2.1.2. 气液平衡关系及平衡数据 2.1.2. 相对挥发度的计算 2.1.4. 最小回流比及操作回流比的确定 二 精馏塔的工艺计算 2.2.1. 物料衡算 2.2.2. 热量衡算 2.2.3. 理论塔板数的计算 2.2.4. 全塔效率的估算 2.2.5. 实际塔板数 三． 精馏塔主要尺寸的设计计算 2.3.1. 塔和塔板设计的主要依据和条件 2.3.2. 塔板工艺尺寸的计算 2.3.3. 筛板塔工艺尺寸计算与选取 2.3.4. 筛板的流力学验算 四．塔板负荷性能图 2.4.1 液相下限线 2.4.2 液相上限线 2.4.3 漏液线 2.4.4 液沫夹带线 第三章 辅助设备及主要附件的选型设计 3.1 冷凝器的选择 3.1.1 冷凝剂的选择 3.1.2 冷凝器的热负荷 3.1.3 冷却介质消耗量 3.2 再沸器的选择 3.3 除沫器的选择 3.4 塔顶蒸汽出口管 3.5 入口，裙座等附件设计 3.6 精馏塔实际高度计算与设计 第四章 设计结果的自我总结与评价 一精馏塔主要工艺尺寸与主要设计参数汇总表 二 设计结果的自我总结与评价 附录 一 不同设计条件下设计结果比较 二 参考文献 前言 在化学工业和石油工业中广泛应用的诸如吸收、解吸、蒸馏、萃取等单元操作中，气液传质设备必不可少。塔设备就是使气液成两相通过精密接触达到相际传质和传热目的的气液传质设备之一。 塔设备一般分为级间接触式和连续接触式两大类。前者的代表是板式塔，后者的代表则为填料塔，在各种塔型中，当前应用最广泛的是筛板塔与浮阀塔。 而实验表明筛板塔的优点是：结构简单，气体压降小，板上液面落差也较小，生产能力及板效率均较泡罩塔高。泡罩塔板由于齿封开度是固定的，因此其对蒸汽负荷变动的适应性能不好。气速小时，气液接触不好；气速大时，又易使蒸汽吹开液体。多孔塔板虽然结构简单，处理能力大，但操作弹性比较小。对于筛板塔来说，塔板上开有许多均布的筛孔，筛孔在塔板上作正三角形排列。塔板上设置溢流堰，使板上能维持一定厚度的液层。操作时，上升气流通过筛孔分散成 细小的流股，在板上液层鼓泡而出，气、液间密切接触而进行传质。在正常的操作气速下，通过筛孔上升的气流，应能阻止液体经筛孔向下泄漏。所以，筛板塔的效率较高，操作弹性较大，能较好的适应进料量的变化。此外，筛板塔还具有结构简单、处理能力强等优点。由于筛板塔板的蒸汽是水平吸入液层的，因此气液搅动较好、雾沫夹带小、接触时间长、传质效果好、其效率比泡罩塔板约高15%。 本次课程设计就是针对甲醇-水体系而进行的常压二元筛板精馏塔的设计及相关设备选型。由于此次设计时间紧张，本人水平有限，难免有遗漏谬误之处，恳请老师指出以便修正。 流程确定和说明 加料方式 加料方式有两种：高位槽加料和泵直接加料。采用高位槽加料，通过控制液位高度，可以得到稳定的流量和流速，通过重力加料，可以节省一笔动力费用，但由于多了高位槽，建设费用相应增加；采用泵加料，受泵的影响，流量不太稳定，流速也忽大忽小，从而影响了传质效率，但结构简单，安装方便。如果采用自动控制泵来控制泵的流量和流速，其控制原理较复杂，且设备操作费用高。本设计采用高位槽进料。 二. 进料状况 进料状况共有五种：冷夜进料，泡点进料，气液平衡进料，露点进料，过热蒸汽进料。但实际生产中常用冷夜进料和泡点进料。对于泡点进料来说，与冷液进料比较，其塔板数要较