板式精馏塔的设计
华侨大学
化工原理课程设计
题 目： 板式精馏塔的设计 姓 名： 池源斌
班 级： 2009级化学工程与工艺1班
学 号： 0926211003 指导老师： 赵鹏老师、黄昀昉老师
时 间： 2012年7月1日至7月14日
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板式精馏塔的设计
目录
1、绪论..............................................................................................................................................3 2、设计概况简介..............................................................................................................................3 3、设计条件......................................................................................................................................3 3.1题目..........................................................................................................................................3 3.2设计数据..................................................................................................................................3 3.3操作条件..................................................................................................................................3 4、工艺要求计算...............................................................................................................................3 4.1精馏塔的物料衡算..................................................................................................................4 4.2温度的确定..............................................................................................................................4 4.3密度的确定..............................................................................................................................5 4.4混合液体表面张力..................................................................................................................8 4.5操作压力的计算....................................................................................................................10 4.6混合物得黏度........................................................................................................................10 4.7相对挥发度的计算................................................................................................................11 4.8气液相体积流量计算............................................................................................................12 4.9理论板图解和逐板计算........................................................................................................17 4.10实际板数的计算..................................................................................................................19 5、主体设备设计............................................................................................................................19 5.1精馏塔的塔体工艺尺寸计算................................................................................................19 5.2精馏塔的有效高度计算........................................................................................................21 5.3塔板主要工艺尺寸的计算....................................................................................................21 6、筛板流体力学计算....................................................................................................................23 6.1阻力的计算............................................................................................................................23 6.2液面落差的计算....................................................................................................................25 6.3液沫夹带................................................................................................................................25 6.4漏液........................................................................................................................................27 6.5液泛........................................................................................................................................28 7、塔板负荷性能图........................................................................................................................29 7.1漏液线....................................................................................................................................30 7.2液沫夹带线............................................................................................................................30 7.3液相负荷下限线....................................................................................................................31 7.4液相负荷上限线....................................................................................................................31 7.5液泛线....................................................................................................................................31 8、塔附件设计................................................................................................................................34 8.1接管........................................................................................................................................34 8.2筒体与封头............................................................................................................................36 8.3塔体总高度............................................................................................................................38 9、设计结果汇总表.......................................................................................................................39 10、参考文献..................................................................................................................................41 11、心得体会..................................................................................................................................42
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板式精馏塔的设计
1、绪论
化工原理课程设计是化工专业学生必修的一门课程。化工原理课程设计是化工原理学习的一个重要环节，是综合应用本门课程和有关先修课程所学知识，完成以单元操作为主的一次设计实践。通过课程设计使学生掌握化工设计的基本程序和方法，并在查阅技术资料、选用公式和数据、用简洁文字和图表表达设计结果、制图以及计算机辅助计算等能力方面得到一次基本训练，在设计过程中还应培养学生树立正确的设计思想和实事求是、严肃负责的工作作风。通过化工原理课程设计的训练，我们应该建立工程的思想，在解决实际问题的时候把问题做近似合理的简化，从而使问题得到解决。
2、设计概况简介
在做课程设计的过程中，应当充分查找相关资料，其中基本物性数据的查找相当关键。在选取经验关联式的时候，应该注意选取的关联式的适用范围。同时，在处理大量数据时，必须能够熟练的使用计算机。比如用计算的方法求取理论板数时，当计算量很大时，可以根据已经总结的相平衡经验关联式编写程序求解。当需要将方程联系求解时，通过计算机求解将相当方便（特别是当方程为隐式方程时，计算机就能体现其优势）。本课程设计在手工计算的基础上加入了化工软件的模拟，模拟结果显示能达到分离的要求，也证实了之前的计算是合理的。
通过化工原理课程设计，也发现自己还欠缺很多方面的知识。比如CAD，ASPEN PLUS等软件不能熟练的应用。同时word排版方面的知识也很欠缺。
3、设计条件
3.1题目
乙醇—水物系连续精馏塔的设计
3.2设计数据
生产能力：40000吨/年 生产天数330天 原料：料液初温21℃
料液质量百分数44%
分离要求：产品质量百分数93% 残液质量百分数0.3%
3.3操作条件
A、塔顶操作压强：常压；
B、采取4atm的饱和蒸汽间接加热； C、回流比：自选； D、泡点进料；
E、设备形式：筛板塔；
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板式精馏塔的设计
4、工艺要求计算
4.1精馏塔的物料衡算
通过全塔物料横算，可以求出精馏产品的流量、组成和进料流量、组成之间的关系。 将各个质量分数转化为摩尔分数
D?21280?1000?58.3214kmol/h
330?24?46.070.3846.07?0.193 xF? 4 0.380.62?46.0718.020.9446.07 xD??0.8597 0.940.06?46.0718.020.00646.07?0.0023 5 xW? 5 0.0060.994?46.0718.02
由物料衡算式可算出产品流量D和釜残液流量W
?D?W?F? Dx?Wx?FxWF?D解得
?4.2温度的确定
F?261.7270kmol/h=0.0727kmol/sW?203.4056kmol/h=0.0565kmol/s
由《化工工艺设计手册 上》第二版2-379页数据见下表
表1 乙醇-水二组分气液平衡与温度的关系
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板式精馏塔的设计
由内插法
计算进料料液的温度：
tf?84.182.7?84.1?
23.37?16.6119.34?16.61解得tF?83.53℃
塔顶溜出液温度:
t?78.4178.15?78.41?D
89.43?74.7285.97?74.72解得tD?78.21℃
再沸器的温度:
t?10095.5?100?W
1.90?00.002355?0解得tW?99.99℃
精馏段平均温度:
?t1??tF?tD83.53?78.21??80.87℃ 22提馏段平均温度：
t2?tF?tW83.53?99.99??91.76℃ 224.3密度的确定
由《化工原理课程设计（天大版）》148页可知 混合液体密度：
1?A?B?? ?L?A?B?混合气体密度： ?V?T0M 22.4T-5错误！未指定书签。错误！未指定书签。-