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1、 武汉工程大学化工原理课程设计说明书课 程 设 计 说 明 书 武 汉 工 程 大 学 化工与制药学院课程设计说明书课题名称 甲醇水浮阀精馏塔设计 专业班级 化学工程与工艺02班 学生学号 1120070108 学生姓名 李恒 学生成绩 指导教师 陈苏芳 课题工作时间 2014-6-16至2014-6-30 课程设计综合成绩评定表学生姓名学生班级设计题目 李恒化工02甲醇水浮阀精馏塔设计指导教师评语 指导教师签字：年 月 日答辩记录 1.如何确定理论板数？ 答：根据气液平衡数据，及精馏段，提馏段操作线方程用excel表格作图，然后在气液平衡曲线和精馏、提馏操作线间画梯级，起点从塔顶馏出液（Xd
2、,Xd)，直到最后一个梯级横坐标小于Xw为止，从塔顶开始数完整梯级个数N，最后一个梯级按有效线段比例a来算，则总理论板=N+a块。 2.如何确定塔径？（以精馏段为例） 答：根据精馏段的气液相体积流率来计算最大气速umax,首先需要查取史密斯关联图来确定C20,再结合板间距及板上液层高度确定C，并根据umax和C的关系确定umax，再取安全系数为0.7来确定实际孔塔气速，最后根据塔径D和气相流率及实际孔塔气速的关系来确定塔径D，得到的塔径需要圆整。需使得u/umax介于0.60.8之间。（提馏段确定方式同精馏段） 答辩组成员签字： 记录人：梁文年 月 日成绩综合评定栏设计情况答辩情况项 目权重分
3、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 课程设计任务书专业 化学工程与工艺 班级 11化工02 学生姓名 李 恒 发题时间： 2014 年 06 月 16 日一、课题名称 8.3万吨/年甲醇水浮阀精馏塔设计二、课题条件(文献资料、指导力量)n 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，
4、19942. 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，19953. 贾绍义，柴诚敬. 化工原理课程设计. 天津：天津大学出版社,20024. 王国胜. 化工原理课程设计. 大连：大连理工大学出版社，20055. 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,20026. 上海医药设计院. 化工工艺设计手册(上、下). 化学工业出版社，19867. 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,2001.98. 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，19889. 邹兰，
5、阎传智. 化工工艺工程设计. 成都：成都科技大学出版社,199810. 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,200311. 童景山, 李敬. 流体热物理性质的计算. 北京：清华大学出版社，198212. 马沛生. 化工数据. 北京：中国石化出版社，200313. 靳士兰, 邢凤兰. 化工制图. 北京：国防工业出版社，200614. 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，2001n 指导力量 指导教师陈老师已从事多年的化工原理教学，指导了多届学
6、生的课程 设计，对设计内容熟悉。三、设计任务(含实验、分析、计算、绘图、论述等内容) 1 全塔物料衡算、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 浮阀塔的工艺尺寸计算，包括溢流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。塔板结构：采用分块式塔板还是整块式塔板
7、。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 绘制精馏塔装配图。13 编写设计说明书。14计算机要求：EXCEL表格作图、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)内分离含水混合物系，（见具体见分组任务）,直接蒸汽加热。生产能力和产品的质量要求见下表。组别分离体系原料含量：（质量分数）处理能力（T/Y）馏出液中含量(质量分数）釜残液中含量(质量分
8、数）塔类型11甲醇-水0.45830000.980.02浮阀板 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小时。厂址：武汉地区。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：常压下二元物系的气液相平衡数据。 五、设计说明书内容 顺序说明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 6 设计结果汇总 7 结语包括设计评述、建议等8 参考文献 六、进度计划1 设计动员，下达设计任务书 2014.6.172 设计计算(包括电
9、算) 2014.6.182013.6.234 绘图 2014.6.242013.6.255 整理设计资料，撰写设计说明书 2014.6.262013.6.276 设计小结及答辩 2014.6.282013.6.30指导教师签名： 陈苏芳 2014年 6 月 16 日 教研室主任签名： 杜治平 2014年 6 月 16 日 摘 要 本文旨在设计一个连续型浮阀精馏塔来分离甲醇-水二元混合物，要求年处理量为83000吨，原料中甲醇质量分数为45%，塔顶产品甲醇质量分数为98%，塔釜中甲醇的质量分数为2%。 通过全塔物料衡算、塔体工艺尺寸计算、浮阀板板工艺尺寸计算，以及一系列绘图，得到了该浮阀塔工艺尺
10、寸：理论板数9.5块，实际板数21块，回流比为1.44，塔径为1.6米，每块塔板开孔数为218个，全塔高度为19.212m。通过流体力学验算，证明各项数据指标均符合标准，由负荷性能图，分别得出操作弹性为3.0和3.04。满足设计要求。关键词：浮阀板 甲醇-水 精馏塔 Abstract The purpose of this course is to design a floating valve tray distillation column to separate the mixture of methanol-water.we have to satisfy annual handlin
11、g capacity of 83,000 tons of raw materials in the methanol content of 45 percent, The annual Iprocessing capacity is 83000 tons,the top product in the methanol content of 98 percent , the bottom product in the methanol content of 2 percent. Through the material balance the entire tower, tower proces
12、s size, the floating valve tray size calculation process, a series of drawing, we get a variety of parameters ：the number of theoretical plates is 9.5，the number of practical plates is 21,the number of the reflux ratio is 1.44，the diameter of the column is 1.6 meters ,each tray openings for 218, and
13、 the whole tower height is 19.212 m. By the checking of hydromechanics,it proved that the data and index are reasonable.In the load-performance diagram,we obtain that the elasticity is 3.0 and 3.04 respectively. The design meets the designing demands. Key words: floating valve tray methanol-water dis
