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1、武汉工程大学材料科学与工程学院课程设计说明书 课 程 设 计 说 明 书 武 汉 工 程 大 学 材料科学与工程学院课程设计说明书课题名称 专业班级 学生学号 学生姓名 学生成绩 指导教师 课题工作时间 武汉工程大学材料科学与工程学院材料科学与工程学院课程设计任务书专业 10高材 班级 2班 学生姓名 发题时间： 2012年 6 月 30 日一、 课题名称乙醇水分离过程填料塔设计二、 课题条件（原始数据） 原料：乙醇、水 年处理量：40000t 原料组成（乙醇的质量分率）：0.40料液初温： 30操作压力、回流比、单板压降：自选进料状态：饱和液体进料塔顶产品浓度： 98%塔底釜液含乙醇含量不高
2、于0.2%（质量分率）塔顶采用全凝器，泡点回流塔釜：饱和蒸汽间接/直接加热塔板形式：筛板 生产时间：330天/年，每天24h运行 冷却水温度：30 设备形式：筛板塔 厂址：武汉地区三、设计内容（包括设计、计算、论述、实验、应绘图纸等根据目录列出大标题即可） 1 设计方案的选定2精馏塔的物料衡算3塔板数的确定4精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算（加热物料进出口温度、密度、粘度、比热、导热系数）5精馏塔塔体工艺尺寸的计算6塔板主要工艺尺寸的计算7塔板的流体力学验算8塔板负荷性能图（精馏段）9换热器设计10馏塔接管尺寸计算11制生产工艺流程图（带控制点、机绘，A2图纸）12绘制板式精馏塔的总装置图
3、（包括部分构件）（手绘，A1图纸）13撰写课程设计说明书一份 设计说明书的基本内容课程设计任务书 课程设计成绩评定表中英文摘要目录设计计算与说明设计结果汇总小结参考文献14 有关物性数据可查相关手册15 注意事项l 写出详细计算步骤，并注明选用数据的来源l 每项设计结束后列出计算结果明细表l 设计最终需装订成册上交四、进度计划（列出完成项目设计内容、绘图等具体起始日期）1.设计动员，下达设计任务书 0.5天2.收集资料，阅读教材，拟定设计进度 1-2天3.初步确定设计方案及设计计算内容 5-6天4.绘制总装置图 2-3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 1天指导教师（签
4、名）： 年 月 日 学科部（教研室）主任（签名）： 年 月 日说明：1学生进行课程设计前，指导教师应事先填好此任务书，并正式打印、签名，经学科部（教研室）主任审核签字后，正式发给学生。设计装订时应将此任务书订在设计说明书首页。2如果设计技术参数量大，可在任务书后另设附表列出。3所有签名均要求手签,以示负责。2目 录摘 要IAbstractII引 言1第1章 设计条件与任务21.1设计条件21.2设计任务2第2章 设计方案的确定3第3章 精馏塔的工艺设计43.1全塔物料衡算43.1.1原料液、塔顶及塔底产品的摩尔分数43.1.2原料液、塔顶及塔底产品的平均摩尔质量43.1.3物料衡算进料处理量4
5、3.1.4物料衡算43.2实际回流比53.2.1最小回流比及实际回流比确定53.2.2操作线方程63.3理论塔板数确定63.4实际塔板数确定73.5精馏塔的工艺条件及有关物性数据93.5.1操作压力93.5.2操作温度93.5.3平均摩尔质量93.5.4平均密度103.5.5液体平均表面张力113.6精馏塔的塔体工艺尺寸153.6.1塔径133.6.2精馏塔筒体有效高度17第4章 附属内件174.1液体初始分布器174.1.1孔数174.2 填料支承板19 4.2.1板设计204.3液体再分布器224.4除雾器25第5章 附属设备305.1冷凝器305.2原料预热器31 5.3塔釜32 5.4
6、 原料泵32第6章 接管尺寸的确定346.1蒸汽接管346.1.1塔顶蒸汽出料管346.1.2塔釜进气管346.2液流管346.2.1进料管346. 2. 2回流管6. 2. 3塔釜出料管第7章 设计结果汇总37第8章 设计评价39参考文献40摘要本次化工原理课程设计任务为: 已醇-水连续分离过程填料精馏塔设计。原料处理能力为40000吨/年、原料组成40%（质量分数）、塔顶产品浓度（质量分数）92.5%、塔釜产品浓度（质量分数）5%；常压操作，直接蒸汽加热；泡点进料。此次设计过程的主要设计内容为：确定设计方案、全塔物料衡算、最小回流比及实际回流比确定、理论塔板数及实际塔板数求取、塔径及塔板工
7、艺尺寸计算、负荷性能图、塔结构及其他附属设备的设计等。以上设计内容的主要设计结果为：R/Rmin=1.5、实际塔板数29块、全塔效率48.3%、塔径1米；精馏段理论与实际塔板数的确定；提馏段理论与实际塔板数的确定; 精馏塔的工艺条件及有关物性数据计算: 操作压力计算、操作温度计算、平均摩尔质量计算、平均密度计算、液体平均表面张力计算;精馏塔的塔体工艺尺寸计算;附属内件;附属设备;接管尺寸的确定。关键词：已醇-水；填料塔；物料衡算；回流比；设计计算AbstractThe principles of chemical engineering course design task is: the c
8、ontinuous separation process has alcohol - water packing column design. Raw material processing capacity of 40000 tons/year, raw material of 40% (mass fraction), the concentration of the overhead product 92.5% (mass fraction), the tower kettle product concentration (mass fraction) of 5% or less; Atm
9、ospheric pressure operation, direct steam heating; Bubble point feed.The design process of main design content is: to determine the design scheme, the whole tower material balance, minimum reflux ratio and reflux ratio to determine actual and theoretical plate number and real plate number to calcula
10、te the diameter and size plate process calculation, tower, load performance diagram, the structure of the tower and other auxiliary equipment design, etc. Main design results of the above design content is: R/Rmin = 1.5, the actual plate number 29 piece, the whole tower efficiency 48.3%, the tower d
11、iameter 1 meter.Determination of rectifying plate number theory with practice; Stripping section determine the plate number of theory with practice; Process conditions and related physical properties data of rectification tower calculation: operating pressure, operating temperature calculation, aver
12、age density, average molecular weight to calculate the average, liquid surface tension calculation; Rectification tower of the tower body size calculation; Attached internal parts; Ancillary equipment; Determination of over size.Key words: alcohol - water; Packed tower; Material balance; Reflux rati
13、o; Design calculation第一章 设计条件与任务乙醇水是工业上最常见的溶剂，也是非常重要的化工原料之一，是无色、无毒、无致癌性、污染性和腐蚀性小的液体混合物。因其良好的理化性能，而被广泛地应用于化工、日化、医药等行业。近些年来，由于燃料价格的上涨，乙醇燃料越来越有取代传统燃料的趋势，且已在郑州、济南等地的公交、出租车行业内被采用。山东业已推出了推广燃料乙醇的法规。长期以来，乙醇多以蒸馏法生产，但是由于乙醇水体系有共沸现象，普通的精馏对于得到高纯度的乙醇来说产量不好。但是由于常用的多为其水溶液，因此，研究和改进乙醇、水体系的精馏设备是非常重要的。塔设备是最常采用的精馏装置，无论是填料塔还是板式塔都在化工生产过程中得到了广泛的应用，在此我们作板式塔的设计以熟悉单元操作设备的设计流程和应注意的事项是非常必要的。1.1精馏操作对塔设备的要求 精馏所进行的是汽、液两相之间的传质，而作为汽、液
