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化工原理-化工设备机械基础 课程设计
设计题目 分离乙醇-水混合液的筛板精馏塔设计 院 系 专 业 姓 名 学 号 指导老师
化工原理—化工设备机械基础 课程设计任务书-1
专业 班级 设计人 一. 设计题目
分离乙醇—水混合液的筛板精馏塔设计
二. 原始数据及条件
生产能力：年处理量8万吨（开工率300天/年），每天工作24小
时；
原料：乙醇含量为20%（质量百分比，下同）的常温液体； 分离要求：塔顶，乙醇含量不低于90%， 塔底，乙醇含量不高于 8%； 操作条件： 塔顶压强 4 KPa（表压） 进料热状况 饱和液体 回流比 塔釜加热蒸汽压力 0.5MPa（表压） 单板压降 ≤0.7KPa 建厂地址 重庆 1.5 Rmin 三. 设计要求：
（一）编制一份设计说明书，主要内容包括： 1. 前言
2. 设计方案的确定和流程的说明 3. 塔的工艺计算
4. 塔和塔板主要工艺尺寸的设计 a. 塔高、塔径及塔板结构尺寸的确定 b. 塔板的流体力学验算 c. 塔板的负荷性能图 5. 附属设备的选型和计算 6. 设计结果一览表
7. 注明参考和使用的设计资料
8. 对本设计的评述或有关问题的分析讨论。 （二）绘制一个带控制点的工艺流程图（2#图） （三）绘制精馏塔的工艺条件图（1#图纸）
四. 设计日期：2013年 11月25日 至 2013年12 月15日
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推荐教材及主要参考书：
1.王国胜, 裴世红，孙怀宇. 化工原理课程设计. 大连：大连理工大学出版社，2005
2. 贾绍义，柴诚敬. 化工原理课程设计. 天津：天津科学技术出版社，2002. 3、马江权，冷一欣. 化工原理课程设计. 北京：中国石化出版社，2009. 4、《化工工艺设计手册》，上、下册; 5、《化学工程设计手册》；上、下册;
6、化工设备设计全书编辑委员会.化工设备设计全书-塔设备；化学工业出版社：北京. 2004，01
7、化工设备设计全书编辑委员会.化工设备设计全书-换热器；化学工业出版社：北京. 2004，01
8、化工设备设计全书编辑委员会.化工设备设计全书-管道；化学工业出版社：北京. 2004，01
9. 陈敏恒. 化工原理(第三版). 北京：化学工业出版社，2006
摘 要
课程设计是化工原理课程的一个非常重要的实践教学内容。不仅能够培养学生运用所学的化工生产的理论知识，解决生产中实际问题的能力，还能够培养学生的工程意识。健全合理的知识结构可发挥应有的作用。 此次化工原理设计是精馏塔的设计。精馏塔是化工生产中十分重要的设备。精馏塔内装有提供气液两相逐级接触的塔板，利用混合物当中各组分挥发度的不同将混合物进行分离。在精馏塔中，塔釜产生的蒸汽沿塔板之间上升，来自塔顶冷凝器的回流液从塔顶逐渐下降，气液两相在塔内实现多次接触，进行传质传热过程，轻组分上升，重组分下降，使混合物达到一定程度的分离。精馏塔的分离程度不仅与精馏塔的塔板数及其设备的
结构形式有关，还与物料的性质、操作条件、气液流动情况等有关。 本设计我们使用筛板塔。其突出优点为结构简单，造价低板上液面落差小，气体压强低，生产能力较大，气体分散均匀，传质效率较高。筛板塔是最早应于手工业生产的设备之一。合理的设计和适当的操作筛板塔能够满足要求的操作弹性而且效率高。采用筛板塔可解决堵塞问题适当控制漏夜实际操作表明，筛板在一定程度的漏液状态下，操作是板效率明显降低，其操作的负荷范围较泡罩塔窄，但设计良好的筛板塔其操作弹性仍可达到标准。
精馏是分离液体混合物（含可液化的气体混合物）最常用的一种单元操作，在化工、炼油、石油化工等工业中得到广泛应用。精馏过程在能量剂驱动下（有时加质量剂），使气、液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各组分挥发度的不同，使易挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移，实现原料混合物中各组分的分离。该过程是同时进行传热、传质的过程。为实现精馏过程，必须为该过程提供物流的贮存、输送、传热、分离、控制等的设备、仪表。由这些设备、仪表等构成精馏过程的生产系统，即本次所设计的精馏装置。
课程设计是让同学们理论联系实践的重要教学环节，是对我们进行的一次综合性设计训练。通过课程设计能使我们进一步巩固和加强所学的专业理论知识，还能培养我们独立分析和解决实际问题的能力。更能培养我们的创新意识、严谨认真的学习态度。当代大学生应具有较高的综合能力，解决实际生产问题的能力，课程设计是一次让我们接触实际生产的良好机会，我们应充分利用这样的时机认真去对待每一项任务，为毕业论文等奠定基础。更为将来打下一个稳固的基础。
序 言
精馏是分离液体混合物（含可液化的气体混合物）最常用的一种单元操作，在化工，炼油，石油化工等工业中得到广泛应用。精馏过程在能量剂驱动下（有时加质量剂），使气液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各组分的挥发度的不同，使易挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移，实现原料混合液中各组分的分离。根据生产上的不同要求，精馏操作可以是连续的或间歇的，有些特殊的物系还可采用衡沸精馏或萃取精馏等特殊方法进行分离。本设计的题目是苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计，即需设计一个精馏塔用来分离易挥发的苯和不易挥发的甲苯，采用连续操作方式，需设计一板式塔将其分离。
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。
目录
第一章、前言 .................................................................................................................................. 3 第二章工艺流程图及说明 .............................................................................................................. 3 第三章、塔板的工艺计算 .............................................................................................................. 4
3.1精馏塔塔物料衡算 ........................................................................................................... 4 3.2乙醇和水的物性参数计算 ............................................................................................... 5
3.2.1温度 ....................................................................................................................... 5 3.2.2密度 ....................................................................................................................... 6 3.2.3混合液体表面张力 ............................................................................................... 7 3.2.4混合物的粘度 ..................................................................................................... 10 3.3.1理论塔板和实际塔板数的计算 ......................................................................... 11