化工原理课程设计乙醇水溶液分离的常压筛板精馏塔.doc

化工原理课程设计 ––乙醇-水溶液分离的常压筛板精馏塔 学院：化学与化工学院 专业：化学工程与工艺 班级：化工0802 学号：0815010215 指导老师： 姓名： 目 录 绪论 概述 1.1精馏操作对塔设备的要求 1.2板式塔类型 设计方案简介 2.1 操作条件的确定 2.1.1操作压力 2.1.2进料状态 2.1.3加热方式 2.1.4 冷却剂与出口温度 2.1.5热能利用 2.2 确定设计方案的原则 第三节 板式精馏塔的设计计算 精馏塔全塔物料衡算 常压下乙醇—水平衡组成（摩尔）与温度的关系 塔板的计算 精馏塔主要尺寸的计算 塔板主要工艺尺寸的计算 筛板的流体力学验算 塔板负荷性能计算以及负荷性能图 筛板塔全塔数据汇总 第四节 附属设备设计 4.1 冷凝器的选择 4.2 再沸器的选择 第五节 塔附件设计 5.1 接管 5.2 筒体与封头 5.3 液体分布器 5.4 除沫器 5.5 裙座 5.6 吊柱 5.7 人孔 5.8 塔总体高度的设计 第六节 课程设计心得体会 附件：工艺流程图 精馏塔设备图 绪 论 一、化工原理课程设计的目的和要求 课程设计是《化工原理》课程的一个总结性教学环节，是培养学生综合运用本门课程及有关选修课程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练。在整个教学计划中，它也起着培养学生独立工作能力的重要作用。 课程设计不同于平时的作业，在设计中需要学生自己做出决策，即自己确定方案，选择流程，查取资料，进行过程和设备计算，并要对自己的选择做出论证和核算，经过反复的分析比较，择优选定最理想的方案和合理的设计。所以，课程设计是培养学生独立工作能力的有益实践。 通过课程设计,学生应该注重以下几个能力的训练和培养： 1. 查阅资料，选用公式和搜集数据(包括从已发表的文献中和从生产现场中搜集)的能力； 2. 树立既考虑技术上的先进性与可行性，又考虑经济上的合理性，并注意到操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思想，在这种设计思想的指导下去分析和解决实际问题的能力； 3. 迅速准确的进行工程计算的能力； 4. 用简洁的文字，清晰的图表来表达自己设计思想的能力。 二．对于本次课题的初步认识 在化学工业和石油工业中广泛应用的诸如吸收、解吸、精馏、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。 筛板塔在十九世纪初已应用与工业装置上，但由于对筛板的流体力学研究很少，被认为操作不易掌握，没有被广泛采用。五十年代来，由于工业生产实践，对筛板塔作了较充分的研究并且经过了大量的工业生产实践，形成了较完善的设计方法。筛板塔和泡罩塔相比较具有下列特点：生产能力大于10.5%，板效率提高产量15%左右；而压降可降低30%左右；另外筛板塔结构简单，消耗金属少，塔板的造价可减少40%左右；安装容易，也便于清理检修。本次设计就是针对水—乙醇体系，而进行的常压二元筛板精馏塔的设计及其辅助设备的选型。 由于学生水平有限，难免有遗漏谬误之处，恳切希望各位老师指出，以便订正。 第一节 概 述 1.1精馏操作对塔设备的要求 精馏所进行的是气(汽)、液两相之间的传质，而作为气(汽)、液两相传质所用的塔设备，首先必须要能使气(汽)、液两相得到充分的接触，以达到较高的传质效率。但是，为了满足工业生产和需要，塔设备还得具备下列各种基本要求： (１) 气(汽)、液处理量大，即生产能力大时，仍不致发生大量的雾沫夹带、拦液或液泛等破坏操作的现象。 (２) 操作稳定，弹性大，即当塔设备的气(汽)、液负荷有较大范围的变动时，仍能在较高的传质效率下进行稳定的操作并应保证长期连续操作所必须具有的可靠性。 (３) 流体流动的阻力小，即流体流经塔设备的压力降小，这将大大节省动力消耗，从而降低操作费用。对于减压精馏操作，过大的压力降还将使整个系统无法维持必要的真空度，最终破坏物系的操作。 (４) 结构简单，材料耗用量小，制造和安装容易。 (５) 耐腐蚀和不易堵塞，方便操作、调节和检修。 (６) 塔内的滞留量要小。 实际上，任何塔设备都难以满足上述所有要求，况且上述要求中有些也是互相矛盾的。不同的塔型各有某些独特的优点，设计时