青岛科技大学第三届“隆腾杯”大学生化工原理实验技能大赛
青岛科技大学第三届“隆腾杯”大学生
化工原理实验技能大赛
设计说明书
组员：曲春钊 张斌梅 郑思则
2009年12月3日
第三届“隆腾杯”大学生化工原理实验技能大赛
目录
叙述部分??????????????????4 工艺计算数据及相关符号???????????5 设计部分??????????????????9
1.设计条件…………………………………………………………….9
1.1设计任务……………………………………………………………9 1.2设计依据……………………………………………………………9 1.3填料数据……………………………………………………………9 1.4任务数据处理….……………………………………………………9
2.工艺流程图.....………………………………………………………11 3.板式塔的工艺计算.…………………………………………………12
3.1塔的物料衡算和操作回流比的确定..…………………………………12 3.1.1精馏塔的全塔物料衡算.……………………………………………12 3.1.2最小回流比..………………………………………………………12 3.1.3实际回流比的确定....………………………………………………13 3.2总版效率的确定………………………….…………………………15 3.3实际塔板数的确定…………………………..………………………15 3.4板式塔空塔气速的估算….…………………………..………………16 3.4.1精馏段与提馏段中各流量的计算……………………………...……16
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3.4.1.1液体平均质量流量………………………………….……………16 3.4.1.2蒸汽平均质量流量………………………………….……………17 3.4.2空塔气速的估算……………………………………………………18 3.5塔径的计算………………………………………………………….18 3.6板式塔塔高的确定…………………………………………………...19
4.填料塔的工艺设计………………………………………………….20
4.1蒸汽速度和塔径……………………………………………………..20 4.1.1液泛时蒸汽极限空塔速度…………………………………………..20 4.1.2填料塔的塔径……………………………………………………...21 4.1.3塔中蒸汽的实际操作速度…………………………………………..22 4.2填料层高度和塔高…………………………………………………...22 4.2.1精馏段及提馏段填料层高度的估算…………………………………22 4.2.2填料层总高度H’的估算…………………………………………..22 4.2.3精馏塔总高度Hz的确定23
5.换热器的设计……………………………………………………….23
5.1塔顶冷凝器的设计…………………………………………………...23 5.1.1冷凝水消耗量……………………………………………………...23 5.1.2换热面积…………………………………………………………..24 5.1.3管子根数…………………………………………………………..25 5.1.4管长……………………………………………………………….25 5.1.5换热器的选择……………………………………………………...25 5.2塔釜再沸器的设计…………………………………………………...25 5.2.1蒸汽消耗量………………………………………………………..26 5.2.2换热面积…………………………………………………………..26
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5.2.3管子根数…………………………………………………………..26 5.2.4管长……………………………………………………………….27 5.2.5换热器的选择……………………………………………………..27 5.3预热器的设计……………………………………………………….27 5.3.1蒸汽消耗量………………………………………………………..27 5.3.2换热面积…………………………………………………………..28 5.3.3管子根数…………………………………………………………..28 5.3.4管长……………………………………………………………….28 5.3.5换热器的选择……………………………………………………...28 5.4换热器设计图………………………………………………………..29
6.泵的设计…………………………………………………………….29
6.1压头与流量的确定…………………………………………………...29 6.2泵的选择……………………………………………………………29
设计参考资料……………………………………………………..31 思考题……………………………………………………...………..32
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叙述部分
本设计说明书针对处理量为20吨每小时的乙醇－异丁醇物系的分离精馏塔进行了各方面的工艺计算，主要涉及了塔型的选择（板式塔和填料塔），塔径的计算，塔高的计算，冷凝器的选型，再沸器的选型，预热器的选型和泵的选型，并附有带控制点的工艺流程图。
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