化原课设 乙醇-水板式精馏塔.docx

化工原理课程设计 院系： 姓名：班级： 学号：教师评语： 指导老师：化工原理课程设计任务书(一)设计题目 乙醇-水 精馏塔分离板式塔的设计(二)设计任务及操作条件1、进料： 进料中乙醇含量 36%（质量分数）；塔顶产品中乙醇含量 90%（质量分数）；塔釜产品中乙醇含量 0.2%（质量分数）；生产能力 4300Kg/h。2、操作条件：精馏塔顶压强 4kpa（表压）进料热状况 采取泡点进料回流比R=(1.1-2.0) Rmin加热状态 低压蒸气单板压降 ≤0.7Kpa全塔效率 ET =52%(三)设备类型设备类型为筛板塔(四)设计内容1、设计方案的确定及流程说明；2、塔的工艺计算；3、塔和塔板主要工艺尺寸的设计；4、绘制t-x-y相平衡图、塔板负荷性能图、塔板结构示意图、主要设备工艺条件图等；5、编写设计说明书，包括设计结果汇总、设计评价和有关问题的讨论等。目 录设计方案的确定…………………………………………………………………6操作条件和基础数据……………………………………………………………6 精馏塔的物料衡算………………………………………………………………8 3．1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率……………………………………8 3．2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量………………………………8 3．3 物料衡算……………………………………………………………………84．塔板数的确定……………………………………………………………………8 4．1 理论板层数NT的求取…………………………………………………… 84．1．1 求最小回流比及操作回流比……………………………………… 84．1．2 求精馏塔的气、液相负荷………………………………………… 104．1．3 求操作线方程……………………………………………………… 104．1．4 图解法求理论板层数……………………………………………… 10 4．2 实际板层数的求取………………………………………………………… 115．精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算……………………………………11 5．1 操作压力计算………………………………………………………………11 5．2 操作温度计算………………………………………………………………11 5．3 平均摩尔质量的计算………………………………………………………11 5．4 平均密度的计算……………………………………………………………125．4．1 气相平均密度计算………………………………………………… 125．4．2 液相平均密度计算………………………………………………… 12 5．5 液体平均表面张力计算……………………………………………………13 5．6 液体平均粘度计算…………………………………………………………136．精馏塔的塔体工艺尺寸计算……………………………………………………14 6．1 塔径的计算…………………………………………………………………146．1．1 精馏段塔径的计算………………………………………………… 146．1．2 提馏段塔径的计算………………………………………………… 15 6．2 精馏塔有效高度的计算……………………………………………………15 6．3 精馏塔（板式塔）的高度计算……………………………………………157．塔板主要工艺尺寸的计算………………………………………………………16 7．1 溢流装置计算………………………………………………………………167．1．1 堰长lW……………………………………………………………… 167．1．2 溢流堰高度 hW …………………………………………………… 167．1．3 弓形降液管宽度Wd和截面积Af…………………………………… 177．1．4 降液管底隙高度ho………………………………………………… 17 7．2 塔板布置…………………………………………………………………… 177．2．1 塔板的分块……………………………………………………………177．2．2 边缘区宽度确定………………………………………………………177．2．3 开孔区面积计算………………………………………………………177．2．4 筛孔计算及其排列……………………………………………………188．筛板的流体力学验算……………………………………………………………18 8．1 塔板降………………………………………………………………………188．1．1 干板阻力hc计算…………………………………………………… 188．1．2 气体通过液层的阻力hl