化工原理课程设计任务书(doc 60页)

化工原理课程设计任务书

设计题目：乙醇—水连续精馏塔的设计

班级：化工131

姓名：

学号：

指导老师：毛桃嫣

目录

前言 (4)

设计任务书 (5)

第一章设计方案简介 (6)

1.1概念 (6)

1.1.1塔设备简介 (6)

1.1.2板式塔简介 (6)

1.2 设计方案 (7)

1.2.1塔类型的选用 (7)

1.2.2 操作压力 (8)

1.2.3进料状态 (8)

1.2.4 加热方式 (8)

1.2.5 回流比 (8)

1.2.6 冷却方式 (8)

1.2.7 工艺流程图 (8)

第二章工艺计算 (9)

2.1 精馏塔全塔物料衡算 (9)

2.2 常压下乙醇—水气、液平衡组成与温度 (10)

2.3求最小回流比和操作回流比 (11)

2.4 求精馏塔的气、液相负荷 (12)

2.5精馏段操作线方程 (13)

2.6提馏段操作线方程 (13)

2.7图解法求理论板层数 (13)

2.8实际塔板数的求取 (13)

2.9冷凝器热负荷和冷却水消耗量 (14)

第三章主要工艺尺寸的计算 (14)

3.1 操作压力 (14)

3.2 操作温度的计算 (15)

3.3 平均摩尔质量计算 (15)

3.4 密度 (16)

3.5 混合液体表面张力 (17)

3.6 混合物的黏度 (19)

3.7 相对挥发度 (20)

3.8 塔径计算 (20)

3.9 溢流装置 (22)

3.10 弓形降液管的宽度和横截面积 (23)

3.11 降液管底隙高度 (24)

3.12 塔板布置及浮阀数目与排列 (25)

3.13 气体通过复发踏板的压降 (28)

3.14 淹塔 (30)

3.15 物沫夹带 (31)

3.16 塔的负荷性能图 (33)

第四章精馏塔的结构设计 (40)

4.1 接管 (40)

4.2 筒体与封头 (43)

4.3 除沫器 (45)

4.4 裙座 (46)

4.5 人孔 (47)

4.6 吊柱 (47)

4.7 塔总体高度设计 (49)

第五章辅助设备的选型和计算 (51)

5.1 冷凝器1 (51)

5.2 冷凝器2 (51)

5.3 热量衡算 (52)

第六章设计结果一览表 (54)

参考文献 (57)

结束语 (58)

附录 (59)

前言

课程设计是课程教学中综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实际的桥梁，是使学生体察工程实际问题复杂性、学习化工设计基本知识的初次尝试。通过课程设计，要求学生能综合利用本课程和前修课程的基本知识，进行融会贯通的独立思考，在规定的时间内完成指定的化工设计任务，从而得到化工工程设计的初步训练。通过课程设计，要求学生了解工程设计的基本内容，掌握化工设计的程序和方法，培养学生分析和解决工程实际问题的能力。同时，通过课程设计，还可以使学生树立正确的设计思想，培养实事求是、严肃认真、高责任感的工作作风。课程设计是增强工程观念，培养提高学生独立工作能力的有益实践。本设计采用连续精馏分离乙醇—水二元混合物的方法。连续精馏塔在常压下操作，被分离的乙醇—水二元混合物由连续精馏塔中部进入塔内，以一定的回流比由连续精馏塔的塔顶采出含量合格的乙醇，由塔底采出水。

在设计过程中应考虑到设计的精馏塔应具有较大的生产能力，并且满足工艺要求，另外还要节省能源，综合利用余热。经济合理，冷却水进出口温度的高低，一方面影响到冷却水用量，另一方面影响到所需传热面积的大小。即对操作费用和设备费用均有影响，因此，设计是否合理关系到生产过程的经济问题。

化工生产中所处理的原料，中间产物，粗产品几乎都是由若干组分组成的混合物，而且其中大部分都是均相物质。生产中为了满足储存、运输、加工和使用的需求，时常需要将这些混合物分离为较纯净或几乎纯态的物质。

塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备类型之一。本设计是针对工业生产中的乙醇—水溶液这一二元物质中进行乙醇的提纯精馏方案，根据给出的原料性质及组成、产品性质及组成，对精馏塔进行设计和物料衡算。通过设计核算及试差等计算初步确定精馏塔的进料、塔顶、塔底操作条件及物料组成。同时对精馏的基本结构包括塔的主要尺寸进行了计算和选型，对塔顶冷凝器、塔底再沸器、相关管道尺寸及储罐等进行了计算和选型。在计算设计过程中参考了有关的资料。为精馏塔的设计计算提供了技术支持和保证。

通过对精馏塔进行设计和物料衡算等方面的计算，进一步加深了对化工原理、石油加工单元过程原理等的理解深度，开阔了视野，提高了计算、绘图、计算机的使用等方面的知识和能力。

设计任务书

一、设计任务：

试设计一连续浮阀精馏塔以分离乙醇—水混合物。具体工艺参数如下：

1、生产能力：原料处理量105000吨/年乙醇产品。

2、原料液中含乙醇24 %（质量），其余为水。

3、产品要求：馏出液中的乙醇含量为93 %（质量）。

釜液中的乙醇含量不高于 1 %（质量）。

设备的年运行时间平均为300天(7200小时）。

二、设计条件：

1、加热方式：直接蒸汽加热，蒸汽压力为1.0~2.0kg/cm2。

2、操作压力：常压。

3、进料状况：冷液进料。

4、冷却水进口温度：30 ℃，出口温度50 ℃。

5、塔板形式：浮阀塔板。

三、应完成的工作量：

1、确定全套精馏装置的流程，绘制工艺流程示意图，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。

2、精馏塔的工艺设计，塔的结构尺寸设计。

3、辅助装置的设计和选型；估算冷却水用量和冷凝器的换热面积、水蒸气用量。

4、编写设计说明书一份。

5、绘制精馏塔的装配图一张（一号图纸）。