化工原理课程设计-乙醇丙醇筛板精馏塔

吉林化工学院化工原理课程设计吉林化工学院化工原理课程设计题目乙醇——丙醇溶液连续精馏塔设计教学院专业班级化工0905学生姓名学生学号指导教师2011年12月22日吉林化工学院化工原理课程设计说明书-II-化工原理课程设计任务书一.设计题目乙醇——丙醇溶液连续精馏塔设计二.设计条件1.操作压力：P=1atm(绝压)2.进料组成：fX=0.25（摩尔分率），进料状态：q=0.963.塔顶产品组成：dX=0.98（摩尔分率）4.塔釜残液中浓度0.0355.产量：F=85/kmolh6.最宜回留比与最小回流比的比值：R/Rmin=(1.1-2.0)7.塔顶采用全凝器，泡点回流8.塔板采用筛板三.设计任务1.精馏塔工艺计算（物料衡算，热量衡算，设备计算与选型）2.精馏塔主要工艺尺寸的设计计算3.热量衡算及板式塔的结构与附属设备的计算4.精馏塔设备结构图和带控制点的工艺流程图5.撰写设计说明书吉林化工学院化工原理课程设计目录化工原理课程设计任务书...................................................II摘要................................................................1绪论....................................................................2设计流程................................................错误!未定义书签。设计思路................................................................2第1章精馏塔的工艺计算..................................................21.1产品浓度的计算......................................................41.11平均相对挥发度的计算...............................................41.2最小回流比的计算和适宜回流比的确定...................................61.4物料衡算............................................................61.4.1全塔物料衡算....................................................61.5精馏段与提馏段操作线方程............................................71.6理论板数及进料位置的确定............................................71.7全塔效率............................................................81.8实际板数和实际加料位置的确定........................................8第2章精馏塔主要工艺尺寸的设计计算.....................................102.1塔的有关物性数据计算...............................................102.1乙醇和丙醇各种物性数据...........................................102.1.2操作压强.......................................................122.1.3操作温度.......................................................122.1.4平均分子量.....................................................122.1.5平均密度.......................................................132.1.6液体表面张力...................................................142.1.7液体粘度.......................................................152.1.8体积流率的计算.................................................152.2精馏塔主要工艺尺寸的计算...........................................162.2.1精馏段塔体工艺尺寸的计算.......................................182.2.2提馏段塔体工艺尺寸的计算.......................................182.2.3塔的有效高度的计算.............................................192.3塔板流动性能的校核.................................................192.3.1精馏段.........................................................192.3.2提馏段.........................................................192.4塔板负荷性能图.....................................................222.4.1精馏段.........................................................232.4.2提馏段.........................................................23第3章热量衡算..........................................................283.1进入系统的热量.....................................................273.2离开系统的热量.....................................................273.3热量蘅算式.........................................................28吉林化工学院化工原理课程设计说明书-II-第4章板式塔的结构与附属设备的计算......................................304.1冷凝器设计计算.....................................................304.2试算并初选换热器的规格.............................................304.2.1确定流体通入的空间.............................................304.2.2计算传热负荷Q..................................................304.2.3选换热器。.....................................................314.2.4板式列管换热器校核.............................................314.3主要接管尺寸的选取.................................................344.3.1进料管.........................................................344.3.2釜液出口管.....................................................344.3.3塔顶蒸汽管.....................................................354.4泵的选取...........................................................354.5储罐的计算.........................................................36设计结果汇总表..............................................................36结束语...............................................................37参考文献.................................................................39主要符号说明.............................................................40附录1...................................................................42吉林化工学院化工原理课程设计说明书-1-摘要筛板精馏塔的设计是化工原理课程的重要部分是化工生产中主要的气液传质设备。连续精馏是依据多次部分汽化、多次部分冷凝的原理来实现连续的高纯度分离。本次课程设计是分离乙醇——丙醇二元物系，通过对筛板精馏塔及附属结构（换热器，泵等）的设计，使我们初步掌握化工设计的基本原理和方法.塔顶冷凝装置采用全凝器，用来准确控制回流比；塔底采用直接蒸汽加热，以提供足够的热量。通过逐板计算得出理论板数17，回流比为5.0,塔效率0.658，实际板数43，进料位置29，在板式塔主要工艺尺寸的设计计算中得出塔径1.2m，有效塔高20.3m，筛孔数（精馏段2652个，提馏段2652个）。通过的流体力学验算，精馏段与提馏段操作都正常，证明筛板塔各指标数据均符合标准。并对冷凝器作了热量衡算，选出了合适的型号G-700-149.1-21-4，其传热面积为149.1m2.并对泵作了合适的选型，型号为IS50-32-200，扬程为10m,这些运算结果合理，以保证精馏过程的顺利进行并使效率尽可能的提高。关键词：二元精馏；筛板精馏塔；逐板计算；物料衡算吉林化工学院化工原理课程设计说明书-2-绪论在本设计中我们使用筛板塔，筛板塔的突出优点是结构简单，造价低。合理的设计和适当的操作筛板塔能满足要求的操作弹性，而且效率高。采用筛板可解决堵塞问题并可以控制漏液。化工生产中所处理的原料中间产品几乎都是由若干组分组成的混合物，其中大部分是均相混合物。生产中为满足要求，需将混合物分离成较纯的物质。蒸馏是分离均相混合物的单元操作之一，精馏是最常用的一种蒸馏方式，也是组成化工生产过程的主要单元操作之一。为了培养同学们独立思考，综合运用所学知识，解决实际问题的能力,学校和老师为我们提供了一个让我们展示才华、思维和能力的良好机会,也就是本次课程设计。培养我们综合运用所学知识来解决化工实际问题的能力。做到能独立进行化工设计初步训练，为今后工作打下坚实的基础吉林化工学院化工原理课程设计说明书-3-设计思路（1）精馏方式的选定本设计采用连续精馏操作方式。（2）选取操作压力本设计采用常压操作，大部分物