[工学]化工原理课程设计15.doc

南京工业大学 《化工原理》课程设计 设计题目 常 压 乙 醇-水 筛 板 精 馏 塔 的 设 计 学生姓名 班级、学号 1001060208 指导教师姓名 金万勤、顾学红 课程设计时间2009年6月8日-2009年6月21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 乙 醇-水 筛 板 精 馏 塔 的 设 计 学生姓名： 陈剑 专业：化学工程与工艺 班级学号： 化工（2）班 1001060208 设计日期： 2009 年 6 月 8日至 2009 年 6 月 21日 设计条件及任务： 设计体系：乙醇—水 设计条件: 进料量F= 200 kmol/h 进料浓度ZF= 0.25 （摩尔分数，下同） 进料状态：q＝1.08 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T＝12℃； 塔釜加热方式：间接蒸汽加热 全塔效率：ET = 52% 分离要求：XD= 88% ； XW=1% ；回流比R/Rmin =1.6。 指导教师: 2009 年 月 日 目录 一．前言 1 1．精馏与塔设备简介 5 2.筛板塔特点 5 3.体系介绍 6 4.设计任务及要求 二．设计说明书 1. 设计单元操作方案简介 2. 筛板塔设计须知 3. 筛板塔的设计程序 三．工艺计算 1．设计参数的确定 8 1.1进料热状态 1.2加热方式 8 1.3回流比（R）的选择 8 1.4塔顶冷凝水的选择 8 2.流程图简介及流程图 2.1流程简介 2.2流程图 3.理论塔板数的计算与实际板数的确定 9 3.1理论板数计算 9 3.1.1物料衡算 13 3.1.2 q线方程 14 3.1.3 平衡线方程 14 3.1.4及Rmin和R的确定 10 3.1.5精馏段操作线方程的确定 11 3.1.6精馏段和提馏段气液流量的确定 11 3.1.7提馏段操作线方程的确定 15 3.1.8图解法求解理论板数 16 3.2实际板数的确定 16 4.精馏塔工艺条件计算 4.1操作压强的选择 16 4.2操作温度的计算 16 4.3塔内物料平均分子量、张力、流量及密度的计算 4.3.2液相表面张力的确定 4.3. 3 液体平均粘度计算 4.4塔径的确定 4.4.1 精馏段 4.4.2 提馏段 4.5塔有效高度 4.6整体塔高 5.塔板主要工艺参数确定 5.1溢流装置 5.1.1堰长lw 5.1.2出口堰高hw 5.1.3弓形降液管宽度Wd和面积Af 5.1.4降液管底隙高度 5.2塔板布置及筛孔数目与排列 5.2.1塔板的分块 5.2.2边缘区宽度确定 5.2.3开孔区面积计算 5.2.4筛孔计算及其排列 6. 筛板的力学检验 6.1塔板压降 6.1.1干板阻力计算 6.1.2气体通过液层的阻力Hl计算 6.1.3液体表面张力的阻力计算计算 6.1.4气体通过每层塔板的液柱高 6.2液沫夹带 6.3漏液 6.4液泛 7.塔板负荷性能图 7.1漏液线 7.2液沫夹带线 7.3液相负荷下限线 7.4液相负荷上限线 7.5液泛线 7.6操作弹性 8.辅助设备及零件设计 8.1塔顶冷凝器（列管式换热器） 8.1.1方案Ⅰ：垂直管 8.1.2方案Ⅱ：水平管 8.2各种管尺寸的确定 8.2.1进料管 8.2.2釜残液出料管 8.2.3回流液管 8.2.4再沸器蒸汽进口管 8.2.5塔顶蒸汽进冷凝器出口管 8.2.6冷凝水管 8.3冷凝水泵 9.设计结果汇总 9.1乙醇～水物性数据表 9.2物料与热量衡算结果表 四．附录 参考文献及设计手册 一、概述