发布时间 : 2024/5/20 8:12:29 星期一 文章丙酮-水精馏分离板式塔设计更新完毕开始阅读a4637e40590216fc700abb68a98271fe900eaf0c

河 西 学 院

Hexi University

化工原理课程设计

题目:丙酮-水精馏分离板式塔设计 学院: 化学化工学院 专业: 化学工程与工艺 学号: 2014210029 姓名:徐庭国

指导教师: 李守博

2016年 11月 29日

化工原理课程设计任务书

一、设计题目

丙酮－水精馏分离板式塔设计 二、设计任务及操作条件

1.设计任务

生产能力（进料量）60000吨/年 操作周期7200小时/年

进料组成30%（丙酮）（质量分率，下同） 塔顶产品组成≥96%（丙酮） 塔底产品组成≤5%（丙酮） 回流比，自选 单板压降 ≤700Pa 冷却水温度30℃ 2.操作条件

操作压力 塔顶为常压 进料热状态进料温度60℃ 加热蒸汽 0.5MPa (表压)

三、设计内容

1.设计方案的选择及流程说明 2.塔的工艺计算 3.主要设备工艺尺寸设计

（1）塔径、塔高及塔板结构尺寸的确定 （2）塔板的流体力学校核 （3）塔板的负荷性能图

（4）总塔高、总压降及接管尺寸的确定 4.辅助设备选型与计算 5.设计结果汇总

6.绘制生产工艺流程图及精馏塔设计条件图 7.设计评述

河西学院化学化工学院化工课程设计

目录

1.设计背景与原理 ................................................................................................................ 1

1.1精馏塔的设计原理 .................................................................................................. 1 1.2确定设计方案 .......................................................................................................... 1 1.3设计原则 .................................................................................................................. 2

1.3.1满足工艺和操作的要求 ................................................................................ 2 1.3.2满足经济的要求 ............................................................................................ 2 1.3.3满足安全生产的要求 .................................................................................... 2 1.4板式塔的选择 .......................................................................................................... 3

1.4.1塔设备的分类 ................................................................................................ 3 1.4.2筛板塔的优缺点 ............................................................................................ 3

2.工艺设计计算 .................................................................................................................... 3

2.1设计方案的确定 ...................................................................................................... 3 2.2工艺流程图 .............................................................................................................. 4 2.3精馏塔的物料衡算 .................................................................................................. 4

2.3.1.料液.塔顶及塔底产品含甲醇的摩尔分率 ................................................... 4 2.3.2.原料液，塔顶及塔底产品的平均摩尔质量 ................................................ 4 2.3.3物料衡算原料处理量 .................................................................................... 4 2.4塔板数的确定 .......................................................................................................... 5

2.4.1理论塔板数的求取 ........................................................................................ 5 2.4.2实际塔板数NT的求取 ................................................................................... 8 2.5精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 .......................................................... 9

2.5.1操作压强的计算 ............................................................................................ 9 2.5.2平均摩尔质量计算 ........................................................................................ 9 2.5.3平均密度计算 .............................................................................................. 10 2.5.4液体平均表面张力的计算 .......................................................................... 11 2.5.5液体平均粘度μLm的计算 .......................................................................... 12 2.5.6精馏塔气液负荷计算 .................................................................................. 13

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3．精馏塔工艺尺寸设计 ................................................................................................... 13

3.1塔径的计算 ............................................................................................................ 13

3.1.3空塔流速 ...................................................................................................... 15 3.2精馏塔高度的计算 ................................................................................................ 15

3.2.1.精馏塔的有效高度 ...................................................................................... 15 3.2.2.精馏塔总高度 .............................................................................................. 15 3.3塔板主要工艺尺寸的计算 .................................................................................... 17

3.3.1溢流装置计算 .............................................................................................. 17 3.3.2塔板布置 ...................................................................................................... 19 3.4筛板的流体力学实验算 ........................................................................................ 20

3.4.1气体通过筛板压降相当的液柱高度 .......................................................... 20 3.4.2液面落差 ...................................................................................................... 22 3.4.3雾沫夹带量的验算 ...................................................................................... 22 3.4.4漏液的验算 .................................................................................................. 23 3.4.5液泛 .............................................................................................................. 23 3.5塔板负荷性能图 .................................................................................................... 24

3.5.1精馏段 .......................................................................................................... 24 3.5.2提馏段 .......................................................................................................... 27

4 辅助设备选型与计算 ..................................................................................................... 30

4.1接头管设计 ............................................................................................................ 30 4.2热量衡算 ................................................................................................................ 31

4.2.1加热介质的选择 .......................................................................................... 31 4.2.2冷凝剂的选择 .............................................................................................. 31 4.2.3热量衡算 ...................................................................................................... 31 4.3冷凝器的选择 ........................................................................................................ 33 4.4再沸器的选择 ........................................................................................................ 33 4.5贮罐的计算 ............................................................................................................ 34 5操作说明 .......................................................................................................................... 34 附录 ..................................................................................................................................... 34 参考文献 ............................................................................................................................. 35

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