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1、word化工原理设计任务书设计题目：丙酮-水二元物料板式精储塔设计条件：常压：p1atm处理量：60000吨/年进料组成：25%丙酮，75%质量分率，下同储出液组成：XD0.965釜液组成：储出液99%丙酮，釜液2%5酮塔顶全凝器泡点回流回流比：加料状态：q1.0单板压降：0.7kpa设计任务：完成该精储塔的工艺设计包括物料衡算、热量衡算、筛板塔的设计算画出带控制点的工艺流程图、塔板负荷性能图、精储塔工艺条件图。写出该精储塔的设计说明书，包括设计结果汇总和设计评价。I / 39摘要利用混合物中各组分挥发能力的差异，通过液相和气相的回流，使气、液两相逆向多级接触，在热能驱动和相平衡关系的约束下，
2、使得易挥发组分轻组分不断从液相往气相中转移，而难挥发组分却由气相向液相中迁移，使混合物得到不断别离，称该过程为精储。该过程中，传热、传质过程同时进展，属传质过程控制原料从塔中部适当位置进塔，将塔分为两段，上段为精储段，不含进料，下段含进料板为提储段，冷凝器从塔顶提供液相回流，再沸器从塔底提供气相回流。气、液相回流是精储重要特点。在精储段，气相在上升的过程中,气相轻组分不断得到精制，在气相中不断地增浓，在塔顶获轻组分产品。在提储段,其液相在下降的过程中，其轻组分不断地提储出来，使重组分在液相中不断地被浓缩，在塔底获得重组分的产品，精储过程与其他蒸储过程最大的区别，是在塔两端同时提供纯度较高的液相
3、和气相回流，为精储过程提供了传质的必要条件。提供高纯度的回流，使在一样理论板的条件下，为精储实现高纯度的别离时，始终能保证一定的传质推动力。所以，只要理论板足够多，回流足够大时，在塔顶可能得到高纯度的轻组分产品，而在塔底获得高纯度的重组分产品。通过对精储塔的运算，主要设备的工艺设计计算一一物料衡算、热量衡算、工艺参数的选定、设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算，可以得出精微塔的各种设计如塔的工艺流程、生产操作条件与物性参数是合理的，以保证精储过程的顺利进展并使效率尽可能的提高。本设计是以丙酮一一水物系为设计物系，以筛板塔为精储设备别离丙酮和水。筛板塔是化工生产中主要的气液传质设备，此设计针对二元
4、物系丙酮-水的精储问题进展分析，选取，计算，核算，绘图等，是较完整的精储设计过程。通过逐板计算彳#出理论板数11块，回流比为，算出塔效率为0.446,实际板数为25块，进料位置为第7块，在板式塔主要工艺尺寸的设计计算中得出塔径为1.2米，有效塔高米。通过浮阀塔的流体力学验算，证明各指标数据均符合标准。在此次设计中，对塔进展了物料衡算，本次设计过程正常，操作适宜。目录第一局部设计概述1一、设计题目：1二、工艺条件:1三、设计内容1四、工艺流程图1第二局部塔的工艺计算2一、查阅文献，整理有关物性数据2二、全塔物料衡算与操作方程7三、全塔效率的估算7四、实际塔板数8五、精储塔主题尺寸的计算91精储段
5、与提储段的汽液体积流量92塔径的计算113塔高的计算154塔板结构尺寸确实定155弓形降液管166开孔区面积计算177筛板的筛孔和开孔率17六、筛板的流体力学验算181塔板压降182液面落差19七、塔板负荷性能图201精微段塔板负荷性能图202提储段塔板负荷性能图23八、精储塔的主要附属设备错误!未定义书签。1 .塔顶全凝器设计计算262 .料液泵设计计算3管径计算28九、设计结果一览表26十、符号说明31十一、附图1十二、参考文献3十三.设计小结word第一局部设计概述、设计题目：筛板式连续精储塔与其主要附属设备设计、工艺条件生产能力：90000吨/年料液年工作日：300天原料组成：25%5
6、酮，75啾质量分率，下同产品组成：储出液99%丙酮，釜液2%5酮操作压力：塔顶压强为常压进料温度：泡点进料状况：泡点加热方式：直接蒸汽加热回流比：三、设计内容1 确定精储装置流程，绘出流程示意图。2 、工艺参数确实定根底数据的查取与估算，工艺过程的物料衡算与热量衡算，理论塔板数,塔板效率，实际塔板数等。3、主要设备的工艺尺寸计算板间距，塔径，塔高，溢流装置，塔盘布置等。4、流体力学计算流体力学验算，操作负荷性能图与操作弹性。5、主要附属设备设计计算与选型塔顶全凝器设计计算：热负荷，载热体用量，选型与流体力学计算。料液泵设计计算：流程计算与选型。四、工艺流程图酮酮一水溶液经预热至泡点后，用泵送入
7、精储塔。塔顶上升蒸气采用全冷凝后，局部回流，其余作为塔顶产品经冷却器冷却后送至贮槽。塔釜采用间接蒸汽再沸器供热，塔底产品经冷却后送入贮槽。精储装置有精储塔、原料预热器、冷凝器、釜液冷却器和产品冷却器等设备。热量自塔釜输入，物料在塔内经屡次局部气化与局部冷凝进展精储别离，由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走。丙酮一水混合液原料经预热器加热到泡点温度后送入精储塔进料板，在进料板上与自塔上部下降的的回流液体集合后，逐板溢流，最后流入塔底。在每层板上，回流液体与上升蒸汽互相接触，进展热和质的传递过程。Vn-l冷凝锯T二一;石二丁二炉 H-流程示意图如如下图W1塔顶产品-TU ift-l加熟水蒸汽再辨
8、器令髭水L1 n（或冷凝为谭国液）X塔底产油宁或残液;图1:精储装置工艺流程图第二局部塔的工艺计算、查阅文献，整理有关物性数据1水和丙酮的性质表1.水和丙酮的粘度温度5060708090100水粘度mpa丙酮粘度mpa表温度5060708090100水外表X力丙酮外表X力表温度5060708090100相对密度水丙酮表分子量沸点临界温度K临界压强kpa水10022050丙酮表一水系统txy数据沸点t/c丙酮摩尔数xy100009211由以上数据可作出t-yx图如下# / 39t-V(x)由以上数据作出相平衡y-x线图XwXfXd0.006290.09370.968相平衡线10.9080.706
9、0.50.403020.10D0.1r2-.30.I0.ED.6i,7n.B0.91x2进料液与塔顶、塔底产品的摩尔分数酮的摩尔质量Ma=58.08Kg/kmol水的摩尔质量MBKg/kmol0.02/58.080.02/58.080.98/18.020.25/58.080.25/58.080.75/18.020.99/58.080.99/58.080.01/18.02平均摩尔质量Mf=0.0937+18.02=kg/kmolMd=0.968)18.02=kg/kmolMw=0629+18.02=kg/kmolF90000000/(300*24)21.774最小回流比由题设可得泡点进料q=1如
10、此xF=xe，又附图可得xe=0.0937,ye=0.749。min0.3342Xdye=0.9680.749yexe0.7490.0937确定操作回流比:R/Rmin1.5令R1.5Rmin0.5013、全塔物料衡算与操作方程(1)全塔物料衡算FDWFxFDxDWxW(2)操作方程精微段yAxm身R1R1,dLqFWvyn1XnXwLqFWLqFW代入数据提福段：因为泡点进料，所以q=1,LXn一WXwLFWLFWLRD26.16Kmol/hyn17.66xn-0.0423由图可得当时，精福段与平衡线相切，如此即使无穷多塔板与组成也不能跨越切点，切点为0.854,0.915,如此：可解得：R
11、minRmin0.9680.915Rmin10.9680.854设如此精微段操作线方程:ynxnxDR 1利用图解法求理论班层数，可得:总理论板层数NT11块，进料板位置NF7三、全塔效率的估算用奥康奈尔法(Oconenell)对全塔效率进展估算：根据丙酮一水系统tx(y)图可以查得：td56.50c(塔顶第一块板)xD0.968y10.968x10.95设丙酮为A物质，水为B物质所以第一块板上：yA0.968xA0.95yB0.032xB0.05可得：aAB(D)A1.59yB/xbtf67.20c(加料板)Xf0.0937y0.75假设物质同上：yA0.750xA0.0937yB0.250
12、Xb0.9063可得：aAB(F)2C29yB/Xbtw1000c(塔底)Xw0.00629yW0.00627假设物质同上：yA0.00627xA0.00629yB0.99373Xb0.99371可得：aAB(w)x0.997yB/XB所以全塔平均挥发度：a3aDaTaW31.59290.9973.58精微段平均温度：T1TDTF56.567.261850C220c时，水0.53mPas丙酮0.51mPas所以精xi0.530.2430.520.7570.515mPas查61.850C时，丙酮-水的组成y7K0.175x水0.757y丙酮0.825x丙酮0.243所以ET(精)=0.49(3.
13、580.515)-0.245=0.42同理可得：提留段的平均温度T2TBTF10067.283.60C2220c时ET(提)=0.49(3.580.336)-0.245=0.468四、实际塔板数Np实际塔板数NTET1精储段：NR=6-=14.3,取整15块，考虑安全系数加一块为15块。0.422提储段：NS（提）=8.55,取整9块，考虑安全系数加一块，为9块叱0.468故进料板为第16块，实际总板数为25块。全塔总效率：Et=NTS1=0.42Np五、精微塔主题尺寸的计算1精微段与提储段的汽液体积流量精储段的汽液体积流量整理精储段的数据列于表3（见下页），由表中数据可知:液相平均温度：tm=（tf+tdC表6,精储段的数据进料板塔顶（A块板）摩尔分数xfyfy1=XDX1摩尔质量/kg/kmolMLfMvfMLfMvi温度/c在平均温度下查得匕。971.1kg/m3,：3cH20H735kg/m3液相平均密度为：1Lm1212其中，a1=0.1580a2所以，plm=kg/m3精储段的液相负荷L
