杏彩体育网页版:化工原理精馏塔课程设计摘要doc

　　课程设计 设计题目：板式设计精馏塔 学生姓名： 学 号： 专业班级： 指导老师： 2011年01月21日 设计题目 板式精馏塔的设计 成绩 课 程 设 计 主 要 内 容 流量的确定、各物理性质的计算、回流比的确定、各种管路的选型、各种强度的校核 指 导 教 师 评 语 建议：从学生的工作态度、工作量、设计（论文）的创造性、学术性、实用性及书面表达能力等方面给出评价。 签 名： 200 年 月 日 设计任务书 化工原理课程设计任务书 专业 班级 姓名 学号 设计题目：板式精馏塔设计 设计时间：2011年1月10日 至 2012年1月21日 指导老师： 设计任务：年处理 120000 kg乙醇--水溶液系统 1、料液含乙醇28%，馏出液含乙醇不少于94 wt%，残液含乙醇不大于0.05 wt% 2、操作条件： （1）泡点进料，回流比R= 1.5 Rmin。 （2）塔釜加热蒸汽压力：间接0.2 MPa（表压），直接0.1 MPa（绝压）。 （3）塔顶全凝器冷却水进口温度20℃，出口温度50 ℃。 （4）常压操作。年工作日300~320 d，每天工作24 h。 （5）设备形式（筛板塔、浮阀塔、泡罩塔等）自选。 （6）安装地点：合肥 任务来源：合肥酒厂 设计主要内容： 工艺流程的确定，塔和塔板的工艺尺寸计算，塔板的流体力学验算及负荷性能图，辅助设备的计算与选型，主体设备的机械设计。 设计报告： 1、设计说明书一份。（格式：按照本科毕业设计论文书写格式） 2、主体设备总装图一张（1#图纸），带控制点工艺流程图（3#图纸）一张。 中文摘要：在化工、石油、医药、食品等生产中，常需将液体混合物分离以达 到提纯或回收有用组分的目的，而蒸馏就是其中一种方法。随着化 学 工业的发展，蒸馏技术、设备及理论也有了很大的发展。蒸馏操作的 理论依据是借混合液中各组分挥发性的差异而达到分离的目的。在操 作中进行多次的气体部分冷凝或液体部分气化称为精馏。习惯上，混 合物中的易挥发组分称为轻组分，难挥发组分成为中组分。为此，掌 握气液相平衡关系，熟悉各种塔型的操作特性，对选择、设计和分析 分离过程中的各种参数是非常重要的。 关键字：精馏，蒸馏，筛板，塔 abstract： In the chemical, petroleum, pharmaceutical, food and other production, often need a liquid mixture separation to achieve purification or recycled useful components purpose, and the distillation is one of the methods. Along with the development of chemical industry, distillation technology, equipment and theory also has greatly developed. The theoretical basis of the distillation operation was borrowed between each composition of volatile differences and to achieve the purpose of separation. In the operation of gas part of multiple condensing or liquid part gasification called distillation. Traditionally, mixture of volatile components called light components, difficult volatile component becomes component. Therefore, grasps the gas-liquid balance relationship, familiar with all kinds of tower operation characteristics of selection, design and analysis of various parameters separation process is very important. keywords：rectification,distillation,sieve plate,pagoda 目录 中文摘要..................................................................................................................................................3 abstract.....................................................................................................................................................4 第一章绪论 7 1.1塔板的类型与选择 7 1.1.1泡罩塔板 7 1.1.2筛孔塔板 7 1.1.3浮阀塔 8 1.2塔的选择因素 8 1.2.1与物性有关的因素 8 第二章流程的确定和说明 9 2.1设计方案的选定 9 2.1.1操作压强的选择 9 2.1.2进料热状态的选择 9 2.1.3加热方式 10 2.2设计方案的确定及流程说明 10 2.3工艺草图 10 第三章塔板的工艺设计 11 3.1工艺计算： 11 3.1.1塔的物料衡算： 11 3.1.2平均摩尔质量 11 3.1.3物料衡算 11 3.1.4回流比的确定 12 3.1.5各物理性质的计算 12 3.1.6气液相体积流量计算 17 3.1.7理论塔板计算 18 3.2塔和塔板主要工艺尺寸计算 18 3.2.1塔径初步设计 18 3.3溢流装置计算 20 3.3.1堰长 20 3.3.2堰高 21 3.3.3弓形降液管宽度和截面积 21 3.4塔板布置及浮阀数目与排列 22 3.4.1塔板分块 22 3.4.2边缘区宽度确定 22 3.4.3开孔区面积计算 22 3.4.4筛孔计算及其排列 22 3.5筛板流体力学验算 23 3.5.1液柱高度的计算 23 3.5.2液柱落差 24 3.5.3液沫夹带 24 3.5.4漏液 25 3.5.5液泛 25 3.6塔板负荷性能图 26 3.6.1漏液线液泛线液相负荷下限线液相上限线液泛线板式塔结构与附属设备的计算 32 3.7.1接管 32 3.7.2简体与封头 34 3.7.3除沫器 35 3.7.4裙座 35 3.7.5吊柱 36 3.7.6人孔 36 3.8塔总体高度的设计 36 3.8.1塔的顶部空间高度 36 3.8.2底部空间高度 36 3.8.3塔立体高度 36 3.9附属设备的设计 37 3.9.1冷凝器的选择 37 3.9.2再沸器的选择 37 3.9.3离心泵选择 38 3.10机械设备设计 38 3.10.1质量载荷 38 3.10.2风载荷和风弯矩 39 3.10.3塔体的强度和稳定性校核 40 3.10.4裙座的强度和稳定性计算 41 第四章总结 44 4.1设计总结 44 4.2心得体会 45 附录一：常压下乙醇-水系统t-x-y数据 48 附录二：乙醇温度组成数据及图 51 乙醇——水浮阀塔精馏工艺设计 第一章绪论 塔设备是化工、炼油、石油化工、生物化工和制药等生产中广泛应用的气液传质设备。根据塔内气液接触部件的结构形式，可分为板式塔和填料塔两类。板式塔内设置一定数量的板塔，气体以鼓泡或喷射形式穿过板上的液层，进行传质与传热。在正常操作下，气相为分散相，液相为连续相，气相组成呈阶梯变化，属逐级接触逆流操作过程。填料塔内装有一定高度的填料层，液体自塔顶沿填料表面下流，气体逆流向上（有时也采用并流向下）流动，气液两相密切接触进行传质和传热。在正常操作下，气相为连续相，液相为分散相，气相组成呈连续变化，属微分逆流操作过程。 1.1塔板的类型与选择 1.1.1泡罩塔板 泡罩塔板是工业上应用最早的塔板，其主要元件为升气管及泡罩。泡罩安装在升气管的顶部，分圆形与条形两种。国内应用较多的是圆形泡罩。泡罩尺寸分为80mm、100mm、150mm三种，可根据塔径的大小来选择，通常塔径小于1000mm，选用80mm的泡罩；塔径大于2000mm，选用150mm的泡罩。 泡罩塔板的优点是操作弹性较大，液气比范围大，不易堵塞，适于处理各种物料。其缺点是结构复杂，造价高；板塔液层厚，塔板压降大，生产能力及塔板效率较低。 1.1.2筛孔塔板 筛孔塔板简称筛板，结构特点为塔板上开有许多均匀的小孔。根据孔径的大小，分为小孔径筛板（孔径为3~8mm）和大孔径筛板（孔径为10~25mm）两类。工业上一小孔径筛板为主，大孔径筛板多用于某些特殊场合（如分离粘度大、易结焦的物系）。筛板的优点是结构简单，造价低；板上液面落差小，生产能力较大；气体分散均匀，传质效率较高。其缺点是筛孔易堵塞，不宜处理粘度大的、易结焦的物料。尽管筛板传质效率高，但若操作和设计不当，易产生漏液，湿的操作弹性减小，传质效率下降。 1.1.3浮阀塔 浮阀塔是在泡罩塔板和筛孔塔板的基础上发展起来的，它吸收了两种塔板的优点。其结构特点是在塔板上开有若干个阀孔，每个阀孔装有一个可以上下浮动的阀片。气流从浮阀周边水平得进入塔板上液层，浮阀可以根据气流流量的大小而上下浮动，自行调节。浮阀的类型很多，国内常用的有F1型V-4型及T型等，其中F1型浮阀应用最为普遍。 浮阀塔板的优点是结构简单、操作方便、造价低；塔板开孔率大，生产能力大；由于阀片随气量变化自由升降，故操作弹性大；因上升气流水平吹入液层，气液接触时间较长，故塔板效率较高，其缺点是处理易结焦、高粘度的物料时，阀片易与塔板粘结；在操作过程中有时会发生阀片脱落或卡死等现象，使塔板效率和操作弹性下降。 以上介绍的仅是几种较为典型的浮阀形式。由于浮阀生产能力大，操作弹性大及塔板效率高等优点，且加工方便，故有关浮阀塔的研究开发较其他型式的塔板广泛，是目前新型塔板研究开发的主要方向。 1.2塔的选择因素 塔的选择因素很多，主要有物料性质、操作条件、塔设备的制造安装和维修等。 1.2.1与物性有关的因素 易起泡的物系在板式塔中有较严重的泡沫夹带现象或引起液泛，故选用填料塔为宜。因为填料不易形成泡沫。 对以腐蚀介质，可选用 精馏的设计包括设计方案的选定、主要工艺计算、绘制负荷性能图等。理论塔板数精馏段24块，提馏段4.2块。本设计选用了筛板塔，筛板塔上有均布的筛孔，上升气流经筛孔分散、鼓泡通过上液层，形成气液密切接触的泡沫层（或喷射的液滴层）。 第二章流程的确定和说明 2.1设计方案的选定 工业上对塔设备的主要要求：（1）生产能力大（2）传质、传热效率高（3）气流的摩擦阻力小（4）操作稳定、适应性强、操作弹性大（5）结构简单、材料耗用量少（6）制造安装容易，操作维修方便。此外不易堵塞、耐腐蚀等。 2.1.1操作压强的选择 精馏操作可在常压、减压和加压条件下进行，操作压强常取决于冷凝温度。一般，除热敏性物料外，凡通过常压蒸馏不难实现分离要求，并能用江河水或循环水将馏出物冷凝下来的系统，都应采用常压蒸馏；对热敏性物料或混合液沸点过高的系统则宜采用减压蒸馏；对常压下馏出物冷凝温度过低的系统，需提高塔压或采用深井水、冷冻盐水作为冷凝剂；而常压呈气态的物料必须采用加压蒸馏。 2.1.2进料热状态的选择 进料热状态以进料热状态参数q表达，即 有五种进料状态，即q1时，为低于泡点温度的进料；q=1时，为泡点下的饱和液体；q=。