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1、武汉工程大学化工与制药学院课程设计 - 1 - 武汉工程大学武汉工程大学 化工原理课程设计任务书 专业专业 工业催化与煤化工 班级班级 01 班 学生姓名学生姓名 覃 敏 发题时间：发题时间： 2013 年 6 月 17 日 一、课题名称一、课题名称 乙醇-水分离过程板式精馏塔设计 二、课题条件二、课题条件 参考文献 1.大连理工大学化工原理教研室. 化工原理课程设计. 大连：大连理工大学出版社，1994 2.柴诚敬，刘国维，李阿娜. 化工原理课程设计. 天津：天津科学技术出版社，1995 3.贾绍义，柴诚敬. 化工原理课程设计. 天津：天津大学出版社,2002 4.王国胜. 化工原理课程设计
2、. 大连：大连理工大学出版社，2005 5.匡国柱,史启才.化工单元过程及设备课程设计. 北京:化学工业出版社,2002 6.上海医药设计院. 化工工艺设计手册(上、下). 化学工业出版社，1986 7.阮奇,叶长,黄诗煌. 化工原理优化设计与解题指南. 北京:化学工业出版社,2001.9 8.化工设备技术全书编辑委员会. 化工设备全书塔设备设计. 上海：上海科学技术出版社， 1988 9.邹兰，阎传智. 化工工艺工程设计. 成都：成都科技大学出版社,1998 10.李功祥，陈兰英，崔英德. 常用化工单元设备设计. 广州：华南理工大学出版社,2003 11.童景山, 李敬. 流体热物理性质的计
3、算. 北京：清华大学出版社，1982 12.马沛生. 化工数据. 北京：中国石化出版社，2003 13.靳士兰, 邢凤兰. 化工制图. 北京：国防工业出版社，2006 14.朱有庭,曲文海，于浦义.化工设备设计手册（上、下册). 北京：化学工业出版社,2004 15.刘雪暖, 汤景凝.化工原理课程设计. 北京：石油大学出版社，2001 三、设计任务三、设计任务 (含实验、分析、计算、绘图、论述等内容含实验、分析、计算、绘图、论述等内容) 1 全塔物料衡算。 2 操作回流比和理论塔板数的确定。 3 计算精馏段、提馏段的塔板效率，确定实际塔板数。 4 估算塔径。 5 板式塔的工艺尺寸计算，包括溢流
4、装置与塔板的设计计算。 6 塔板的流体力学性能校核，包括板压力降、液面落差、液沫夹带、漏液 及液泛的校核。 7 绘制塔板的负荷性能图。塔板的负荷性能图由液相负荷下限线、液相负 荷上限线、漏液线、液沫夹带线和溢流液泛线确定。 8 塔的结构确定，包括塔体结构与塔板结构。 塔体结构：塔顶空间，塔底空间，人孔（手孔） ，支座，封头，塔高等。 武汉工程大学化工与制药学院课程设计 - 2 - 塔板结构：采用分块式塔板还是整块式塔板。 9 塔的附属设备选型，包括塔顶冷凝器，原料预热器的换热面积与泵的选 型（视情况而定） 。 10 精馏塔各接管尺寸的确定。 11 绘制精馏塔系统工艺流程图。 12 绘制精馏塔装
5、配图。 13 编写设计说明书。 14 计算机要求：CAD 绘图等。 15 英语要求：撰写英文摘要。 16 设计说明书要求：逻辑清楚，层次分明，书写工整，独立完成。 四、设计所需技术参数四、设计所需技术参数 1. 设计条件 在一常压操作的连续板式精馏塔(自选塔板类型)内分离乙醇-水混合物，间 接蒸汽加热。生产能力和产品的质量要求见下表。 处理量/wt.a-1 料液组成 (质量分数)/% 塔顶产品 (质量分数)/% 塔顶产品收率 4.05092.50.99 操作条件：塔顶压力：4kPa(表压)； 进料热状态：自选； 回流比： 自选； 单板压降 0.7kPa。 工作日：每年 300 天，每天 24
6、小时。 2. 设计所需基础数据 物性数据：液相粘度、液相表面张力、汽液相密度、气体热容、汽化潜热 等。 相平衡数据：常压下乙醇-水二元物系的气液相平衡数据。 五、设计说明书内容五、设计说明书内容 1 设计任务书 2 目录(标出页码) 3 前言 4 设计方案论证 5 按设计任务顺序说明 6 设计结果汇总 7 结语包括设计体会、收获、评述、建议、致谢等 8 参考文献 六、进度计划六、进度计划 1 设计动员，下达设计任务书 0.5 天 2 搜集资料，阅读教材，拟订设计进度 0.5 天 3 设计计算 (包括电算) 4 天 4 绘图 2 天 5 整理设计资料，撰写设计说明书 2 天 6 设计小结及答辩
7、1 天 指导教师签名： 蔡宁 教研室主任签名： 徐志高 武汉工程大学化工与制药学院课程设计 - 3 - 2013 年 6 月 17 日 2013 年 6 月 17 日 目目 录录 摘要 - 5 - ABSTRACT - 5 - 第一章 前言- 6 - 第二章 设计方案简介- 7 - 2.1 操作条件的确定- 7 - 2.1.1 装置流程的确定 - 7 - 2.1.2 操作压力 - 7 - 2.1.3 进料状态 - 8 - 2.1.4 加热方式 - 8 - 2.1.5 冷却剂与出口温度 - 8 - 2.1.6 回流比的选择 - 8 - 2.1.7 热能的利用 - 9 - 2.2 确定设计方案的原
8、则- 9 - 第三章 精馏塔的工艺计算- 10 - 3.1 精馏塔的物料衡算 - 10 - 3.2 塔板数的确定 - 11 - 3.2.1 相对挥发度- 11 - 3.2.2 最小回流比及操作回流比计算- 11 - 3.2.3 图解法求理论塔板数- 15 - 3.3 精馏塔有关物性数据的计算- 16 - 3.3.1 操作温度计算- 16 - 3.3.2 液体平均黏度和实际塔板数计算- 16 - 3.3.3 平均摩尔质量计算- 19 - 3.3.4 平均密度计算- 20 - 3.3.5 液体平均表面张力计算- 21 - 3.4 精馏塔的塔体工艺尺寸设计- 24 - 3.4.1 塔径的计算- 24 - 3.4.2 精馏塔有效高度的计算- 26 - 3.5 塔板主要工艺尺寸的计算- 27 - 3.5.1 溢流装置计算- 27 - 3.5.1.1 堰长-
