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1、化工原理课程设计目录摘 要3前 言3课程设计任务书3课程设计综合成绩评定表3第一章 设计概述31.1塔设备在化工生产中的作用与地位31.2塔设备的分类31.3板式塔31.3.1泡罩塔31.3.2筛板塔31.3.3浮阀塔3第二章 设计方案的确定及流程说明32.1塔型选择32.2操作压力32.3进料状态32.4加热方式32.5回流比32.6产品纯度或回收率32.7热能的利用32.8操作流程3第三章 精馏塔的工艺计算33.1摩尔分数33.2最小回流比和最佳回流比的确定33.3物料横算33.4塔板数的确定33.4.1理论塔板数NT的确定33.4.2全塔效率的估算33.4.3实际塔板数3第四章 精馏塔主
2、题尺寸的计算34.1 精馏段与提馏段的汽液体积流量34.1.1 精馏段的汽液体积流量34.1.2 提馏段的汽液体积流量34.2 塔径的计算34.3塔高的计算34.4 塔板结构尺寸的确定34.4.1溢流装置34.4.2降液管34.4.3塔板布置3第五章 塔板的流体力学验算35.1 气体通过塔板的压力降35.1.1 干板阻力35.1.2 板上充气液层阻力35.1.3 由表面张力引起的阻力35.2 液面落差35.3 液沫夹带（雾沫夹带）35.4 漏液35.5 液泛3第六章 塔板负荷性能图36.1精馏段塔板负荷性能图36.1.1漏液线36.1.2液沫夹带线36.1.3液相负荷下限线36.1.4液相负荷
3、上限线36.1.5液泛线36.2提馏段塔板负荷性能图36.2.1漏液线36.1.2液沫夹带线36.1.3液相负荷下限线36.1.4液相负荷上限线36.1.5液泛线3第七章 接管尺寸的确定及选型37.1进料管尺寸的确定及选型37.2釜液出口管尺寸的确定及选型37.3回流管尺寸的确定及选型37.4塔顶蒸汽出口径及选型37.5水蒸汽进口管口径及选型3第八章 精馏塔的主要附属设备38.1冷凝器38.1.1冷凝器的选择38.1.2冷凝器的传热面积和冷却水的消耗量38.2预热器38.3泵的选用3设计结果一览表3设计小结3参考文献3摘 要筛板塔是化工生产中主要的气液传质设备，此设计针对乙醇-水的精馏问题进行
4、分析、选取、计算、核算、绘图等，是较完整的精馏设计过程。通过对精馏塔的运算，可以得出精馏塔的各种设计如塔的工艺流程、生产操作条件及物性参数是否合理，以保证精馏过程的顺利进行并使效率尽可能的提高。关键词：筛板塔，精馏段，提馏段，乙醇，水AbstractThe sieve tray tower is one kind of main gas-liduid mass transfer equipment in Chemical production . This design for ethanol - water distillation analysis of the problem, sele
5、ction, calculation, accounting, graphics, etc, is a more complete distillation design process.Through the calculation of sieve tray tower,we can get various designs of sieve tray tower,such as tower process,production operating conditions and physical parameters is reasonable to ensure the smooth pr
6、ogress of distillation process and to improve efficiency as much as possible.Keywords: sieve tray tower，rectifying section, stripping section, ethanol,water前 言乙醇在工业、医药、民用等方面，都有很广泛的应用，是很重要的一种原料。在很多方面，要求乙醇有不同的纯度，有时要求纯度很高，甚至是无水乙醇，这是很有困难的，因为乙醇极具挥发性，也极具溶解性，所以，想要得到高纯度的乙醇很困难。要想把低纯度的乙醇水溶液提升到高纯度，可采用连续精馏的方法，因
7、为乙醇和水的挥发度相差较大。精馏是传质分离过程，即同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程，可使混合液得到几乎完全的分离。化工厂中精馏操作是在直立圆形的精馏塔内进行的，塔内装有若干层塔板或充填一定高度的填料。为实现精馏分离操作，必须从塔底引入上升蒸汽流和从塔顶引入下降液。可见，单有精馏塔主体还不能完成精馏操作，还必须有塔底再沸器和塔顶冷凝器，有时还要配原料液预热器、回流液泵等附属设备，才能实现整个精馏操作。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都得到了广泛的应用，因此我们进行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。化工与制药学院课程设计任务
8、书一、 课题名称乙醇-水连续板式精馏塔的设计二、 课题条件（文献资料、仪器设备、指导力量）1.文献资料：【1】陈敏恒，丛德滋，方图南，齐鸣斋编，化工原理。北京：化学工业出版社。2000.02【2】贾绍义，柴诚敬编。化工原理课程设计。天津：天津大学出版社。2003.12【3】华东理工大学化工原理教研室编。化工过程开发设计。广州：华南理工大学出版社。1996.02【4】刘道德编。化工设备的选择与设计。长沙：中南大学出版社。2003.04【5】王国胜编。化工原理课程设计。大连：大连理工大学出版社。2005.02【6】化工原理课程设计指导/任晓光主编。北京：化学工业出版社，2009，01.2.仪器设备
9、：板式精馏塔3.指导老师：方继德三、 设计任务（包括设计、计算、论述、实验、应绘图纸等）1 设计一连续板式精馏塔以分离乙醇和水，具体工艺参数如下：原料乙醇含量：质量分率 = 25.5%，原料处理量： 质量流量 = 9.5 t/h 产品要求： 摩尔分率：xD = 0.83, xW= 0.025 2 工艺操作条件：塔顶压强为4kPa(表压)，单板压降0.7kPa，塔顶全凝，泡点回流，R =（1.22）Rmin。 3 确定全套精馏装置的流程，绘出工艺流程示意图，标明所需的设备、管线及有关控制或观测所需的主要仪表与装置； 4 精馏塔的工艺计算与结构设计： 1） 物料衡算确定理论板数和实际板数；（可采用
10、计算机编程）2） 按精馏段首、末板，提馏段首、末板计算塔径并圆整； 3） 确定塔板和降液管结构； 4） 按精馏段和提馏段的首、末板进行流体力学校核；5） 进行全塔优化，要求操作弹性大于2。 5 计算塔高和接管尺寸； 6 估算冷却水用量和冷凝器的换热面积、水蒸气用量或再沸器换热面积。 7 绘制塔板结构布置图和塔板的负荷性能图；（如果精馏段和提馏段设计结果不同，则应分别绘出）8 设计结果概要或设计一览表；9 设计小结和参考文献；10 绘制装配图一张（可采用CAD绘图）四、 设计所需技术参数乙醇-水在常压下的相平衡数据五、 设计说明书内容(指设计说明书正文中包括的主要设计内容，根据目录列出大标题即可
11、)1精馏塔全塔物料衡算.2塔板数的确定3馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算4精馏塔的塔体工艺尺寸计算5塔板主要尺寸的计算6筛板的流体力学验算7塔板负荷性能图8塔件设计9筛板塔设计计算结果六、 进度计划（列出完成项目设计内容、绘图等具体起始日期）1. 查找资料，初步确定设计方案及设计内容，3天 6.27到6.292. 根据设计要求进行设计，确定设计说明书初稿，6.30到7.23. 撰写设计说明书，7.3到7.54. 绘制工艺流程图及总装图，答辩，7.6到7.8指导教师（签名）： 年 月 日 学科部（教研室）主任（签名）： 年 月 日化工与制药学院课程设计综合成绩评定表学生姓名学生班级设计题目乙醇
12、-水连续板式精馏塔的设计指导教师评语指导教师签字：年 月 日答辩记录答辩组成员签字： 记录人：年 月 日成绩综合评定栏设计情况答辩情况项 目权重分值项 目权重分值1、计算和绘图能力351、回答问题能力202、综合运用专业知识能力102、表述能力（逻辑性、条理性）103、运用计算机能力和外语能力104、查阅资料、运用工具书的能力55、独立完成设计能力56、书写情况（文字能力、整洁度）5综合成绩指导教师签名： 学科部主任签名： 年 月 日 年 月 日第一章 设计概述1.1塔设备在化工生产中的作用与地位塔设备是是化工、石油化工和炼油等生产中最重要的设备之一。它可使气液或液液两相间进行紧密接触，达到相
13、际传质及传热的目的。可在塔设备中完成常见的单元操作有：精馏、吸收、解吸和萃取等。此外，工业气体的冷却与回收、气体的湿法净制和干燥以及兼有气液两相传质和传热的增湿、减湿等。在化工、石油化工、炼油厂中，塔设备的性能对于整个装置的产品质量和环境保护等各个方面都有重大影响。塔设备的设计和研究受到化工炼油等行业的极大重视。1.2塔设备的分类塔设备经过长期的发展，形成了形式繁多的结构，以满足各方面的特殊需要，为研究和比较的方便，人们从不同的角度对塔设备进行分类，按操作压力分为加压塔、常压塔和减压塔；按单元操作分为精馏塔、吸收塔、解吸塔、萃取塔、反应塔和干燥塔；按形成相际界面的方式分为具有固定相界面的塔和流动过程中形成相界面的塔，长期以来，人们最长用的分类按塔的内件结构分为板式塔、填料塔两大类。1.3板式塔板式塔是分级接触型气液传质设备，种类繁多，根据目前国内外的现状，主要的塔型是浮阀塔、筛板塔和泡罩塔。1.3.1泡罩塔泡罩塔是历史悠久的板式塔，长期以来，在蒸馏、吸收等单元操作使用的设备中曾占有主要的地位，泡罩塔具有一下优点：（1）.操作弹性大（2）.无泄漏（3）.液气比范围大（4）.不易堵塞，能适应多种介质泡罩塔的不足之处在于结构复杂、造价高、安装维修方便以及气相压力降较大。1.3.2筛板塔筛板塔液是很早就出现的板式塔，20世纪50年代起对筛板塔进行了大量
