化工原理课程的设计精馏塔的设计——筛板式精馏塔的设计.doc

目录 第一部分：综述 4 1.1序言 4 1.2任务书 4 第二部分：精馏塔设计——筛板式精馏塔设计 5 2.1概述 5 2.1.1设计任务书 5 2.1.2设计条件 6 2.1.3工艺流程图 6 2.2工艺设计计算 6 2.2.1设计方案的确定 6 2.2.2精馏塔的物料衡算 6 2.3塔板数的确定 7 2.3.1理论板层数NT的求取 7 2.3.1.1绘制苯----甲苯物系气液平衡相图 7 2.3.1.2求最小回流比及操作回流比 8 2.3.1.3求精馏塔的气、液相负荷 8 2.3.1.4求操作线方程 9 2.3.2逐板法求理论板 9 2.3.3全塔效率的计算 10 2.4精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 10 2.4.1操作压力计算 10 2.4.2操作温度计算 11 2.4.3平均摩尔质量计算 11 2.4.3.2进料板平均摩尔质量计算 11 2.4.3.3塔底平均摩尔质量计算 11 2.4.3.4精馏段平均摩尔质量 12 2.4.3.5提馏段平均摩尔质量 12 2.4.4平均密度计算 12 2.4.4.2液相平均密度计算 12 2.4.5 液体平均表面张力计算 14 2.4.6 液体平均粘度计算 14 2.4.7 气液负荷计算 15 2.5精馏塔的塔体工艺尺寸计算 16 2.5.1 塔径的计算 16 2.5.2 精馏塔的有效高度的计算 17 2.6塔板主要工艺尺寸的计算 18 2.6.1溢流装置计算 18 2.6.1.1堰长 18 2.6.1.2溢流堰高度 18 2.6.1.3弓形降液管宽度和截面积 19 2.6.1.4 降液管底隙高度 20 2.6.2塔板布置 20 2.6.2.1塔板的分块 20 2.6.2.2边缘区宽度确定 20 2.6.2.3开孔区面积计算 20 2.6.2.4筛孔计算及其排列 21 2.7筛板的流体力学验算 21 2.7.1塔板压降 21 2.7.1.1干板阻力hc计算 21 2.7.1.2气体通过液层的阻力计算 22 2.7.1.3液体表面张力的阻力计算 23 2.7.2液面落差 23 2.7.3液沫夹带 24 2.7.4 漏液 24 2.7.5液泛 24 2.8塔板负荷性能图 25 2.8.1漏液线 25 2.8.2液沫夹带线 26 2.8.3液相负荷下限线 27 2.8.4液相负荷上限线 27 2.8.5液泛线 28 2.9设计一览表 29 第三部分：换热器设计——塔顶产品冷凝器设计 31 3.1概述 31 3.1.1设计任务书 31 3.1.2设计内容 31 3.1.3设计成果 31 3.2课程设计 31 3.2.1确定设计方案 31 3.2.1.1选择换热器类型 31 3.2.1.2管程安排 32 3.2.2确定物性数据 32 3.2.3估算换热面积 32 3.2.4初选换热器规格 34 3.2.5核算总传热系数K0 34 3.2.5.1计算管程对流传热系数 34 3.2.5.2计算壳程对流传热系数 35 3.2.5.3计算总传热系数 35 3.2.6核算壁温与冷凝液流型 36 3.2.7计算压降 36 3.2.7.1计算管程压降 36 3.2.7.2计算壳程压降 37 3.2.8换热器主结构参数和计算结果一览表 37 3.3设计结果分析 38 第四部分:换热器设计——塔顶产品冷却器设计 39 4.1概述 39 4.1.1设计任务书 39 4.1.2设计内容 39 4.1.3设计成果 39 4.2课程设计 39 4.2.1确定设计方案 39 4.2.1.1估算传热面积，初选换热器型号 39 4.2.1.2核算压降 42 4.2.1.3核算总传热系数 43 第五部分:结语 46 第六部分：参考文献 47 第七部分：附录 48 第一部分：综述 化工原理课程设计是综合运用《化工原理》课程和有关先修课程（《物理化学》，《化工制图》等）所学知识，完成一个单元设备设计为主的一次性实践教学，是理论联系实际的桥梁，在整个教学中起着培养学生能力的重要作用。通过课程设计，要求更加熟悉工程设计的基本内容，掌握化工单元操作设计的主要程序及方法，锻炼和提高学生综合运用理论知识和技能的能力，问题分析能力，思考问题能力，计算能力等。 1.1序言 化工原理课程设计是综合运用《化工原理》课程和有关先修课程（《物理化学》，《化工制图》等）所学知识，完成一个单元设备设计为主的一次性实践教学，是理论联系实际的桥梁，在整个教学中起着培养学生能力的重要作用。通过课程设计，要求更加熟悉工程设计的基本内容，掌握化工单元操作设计的主要程序及方法，锻炼和提高学生综合运用理论知识和技能的能力，问题分析能力，思考问题能力，计算能力等。 1.2任务书 -甲苯混合液。已知原料流量为4500kg/h。原料含苯组成35%（摩尔分数，下同）。