化工原理课程设计丙酮水连续精馏塔的设计
化工原理课程设计--丙酮水连续精馏塔的设计
常用的加热介质有饱和水蒸气和烟道气。饱和水蒸汽是一种应用最广泛的加热介质，由于饱和水蒸汽冷凝时的传热系数很高，可以通过改变蒸汽压力准确地控制加热速度。燃料燃烧所排放的烟道气温度可达100～1000℃，适用于高温加热，烟道气的缺点是是比热容及传热系数很低，加热温度控制困难，本设计选用300KPa（温度为133.3）的饱和水蒸气作为加热介质，水蒸气易获得、清洁、不易腐蚀加热管，不但成本会相应降低，塔结构也不复杂。
得出全塔共16块板（包括再沸器），进料位置是第3块板。
第三章精馏塔主要工艺尺寸的设计计算
3.1物性数据计算
3.1.1密度计算
已知：混合液体密度： （ 为质量分数， 为平均相对分子质量）
混合气体密度：
已知： =57.117℃ =61.275℃ =97.737℃
=0.9564 =0.8263 =0.0784
由于 ,查图得出
验算降液停留时间
精馏段：
提馏段：
停留时间 ，故降液管可用。
⑷降液底隙高度
精馏段：
取降液底隙的流速
则
提馏段：
取降液底隙的流速
则
3.2.4塔板布置
⑴塔板的分块
因为 ，故塔板可采用分块式，查表可知，塔板可分为3块。
⑵边缘区宽度确定
取
⑶开孔区面积计算
开孔区面积 ，对单溢流型塔板，开孔区面积可用下式计算，即
⑴泡罩塔板
泡罩塔板是最早在工业上大规模应用的板型之一，有成熟的设计方法和操作经验。气体接触良好，操作弹性范围大，而且耐油污、不易堵塞。20世纪上半叶，随着化学工业、炼油与石油 化学工业的高速发展，在生产中大量应用着蒸馏、吸收等气液两相传质操作。
⑵筛孔塔板
筛板塔普遍用作H2S-H2O双温交换过程的冷、热塔。应用于蒸馏、吸收和除尘等。在工业上实际应用的筛板塔中，两相接触不是泡沫状态就是喷射状态，很少采用鼓泡接触状态的。
丙酮-水化工原理课程设计
1. 设计方案简介1.1设计方案的确定本设计任务为分离丙酮—水混合物提纯丙酮，采用连续精馏塔提纯流程。
设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。
塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。
该物系属易分离物系，回流比较小，故操作回流比取最小回流比的1.5倍。
塔釜采用直接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。
1.2 操作条件和基础数据进料中丙酮含量（质量分率）35%；产品中丙酮含量（质量分率）99%；塔釜中丙酮含量（质量分率）不大于0.04；进料量F=2000kg/h；操作压力塔顶压强为常压进料温度泡点；1.3工艺流程图2.精馏塔的物料衡算2.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 丙酮的摩尔质量 M A =58.08kg/kmol 水的摩尔质量 M B =18.02kg/kmo l x F =02.18/56.008.58/35.008.58/35.0+=0.143x D =02.18/01.008.58/99.008.58/99.0+=0.968x W =02.18/69.008.58/40.008.58/40.0+=0.0132.2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量M F =0.143×58.08+（1-0.143）×18.02=23.75kg/kmol M D =0.968×58.08+（1-0.968）×18.02=56.80kg/kmol M W =0.013×58.08+（1-0.013）×18.02=18.54kg/kmol2.3 物料衡算原料进料量为2000kg/h F=2000/27.51=72.70kmol/h总物料衡算 72.70=D+W丙酮的物料衡算 72.70×0.143=0.968D+0.013W 联立解得 D=9.90 W=62.803.塔板数的确定3.1理论塔板数N T的求取3.1.1求最小回流比及操作回流比丙酮-水是非理想物系，先根据丙酮-水平衡数据（见下表1），绘出平衡线，如下图所示。
分离 丙酮-水 混合液(混合气)的板式精馏塔化工原理课程设计word模板
*****大学化工原理课程设计说明书专业：应用化学班级：学生姓名：学生学号：指导教师：提交时间： 2020 年 4 月 20 日成绩：化工原理课程设计任务书专业应用化学班级设计人一、设计题目分离丙酮-水混合液（混合气）的板式精馏塔二、设计数据及条件生产能力：年处理丙酮-水混合液（混合气）： 8.0 万吨（开工率300天/年）；原料：丙酮含量为 40 %（质量百分率，下同）的常温液体（气体）；分离要求：塔顶丙酮含量不低于（不高于） 96 %；塔底丙酮含量不高于（不低于） 3 %。
建厂地址：沈阳三、设计要求（一）编制一份设计说明书，主要内容包括：1、前言；2、流程的确定和说明（附流程简图）；3、生产条件的确定和说明；4、精馏塔的设计计算；5、附属设备的选型和计算；6、设计结果列表；7、设计结果的讨论与说明；8、注明参考和使用的设计资料；9、结束语。
（二）绘制一个带控制点的工艺流程图（A3）（三）绘制精馏塔的工艺条件图（A3）四、设计日期： 2020 年 03 月 10 日至 2020 年 04 月 20 日2沈阳化工大学化工原理课程设计前言精馏一种利用回流使液体混合物得到高纯度分离的蒸馏方法。
双组分混合液的分离是最简单的精馏操作。
典型的精馏设备是连续精馏装置，包括精馏塔、再沸器、冷凝器等。
精馏塔供汽液两相接触进行相际传质，位于塔顶的冷凝器使蒸气得到部分冷凝，部分凝液作为回流液返回塔顶,其余馏出液是塔顶产品。
位于塔底的再沸器使液体部分汽化，蒸气沿塔上升，余下的液体作为塔底产品。
进料加在塔的中部,进料中的液体和上塔段来的液体一起沿塔下降，进料中的蒸气和下塔段来的蒸气一起沿塔上升。
在整个精馏塔中，汽液两相逆流接触，进行相际传质。
液相中的易挥发组分进入汽相，汽相中的难挥发组分转入液相。
对不形成恒沸物的物系，只要设计和操作得当，馏出液将是高纯度的易挥发组分，塔底产物将是高纯度的难挥发组分。
进料口以上的塔段，把上升蒸气中易挥发组分进一步提浓，称为精馏段；进料口以下的塔段，从下降液体中提取易挥发组分，称为提馏段。
丙酮水物系分离课程设计
摘要本文通过设计筛板式精馏塔达到分离丙酮-水二元混合物，需要满足年处理量70000吨。
原料中丙酮含量80%，塔顶产品要求丙酮含量不低于99.5%，塔底丙酮含量不高于0.5%，常压操作，泡点进料。
本次设计采用连续精馏过程，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。
该物系属于易分离混合物，采用塔釜直接蒸汽加热法。
塔顶上升蒸汽采用全凝器，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷却后送至储罐。
本次设计结果为理论板数12块，实际板数25块，塔效率为44.0%，第17块板为进料板。
在板式塔主要工艺尺寸的设计计算中得出塔径1.8米，全塔高度19.5米。
各项设计均通过流体力学验算满足设计要求。
关键词：板式精馏塔；板式塔；丙酮-水；设计计算AbstractIn this paper, through the design of plate distillation column to achieve separation of acetone / water mixture needs two yuan, the annual handling capacity of 70000 tons. 80% acetone content in raw material, the product requirements of acetone content of not less than 99.5%, the bottom of the tower and acetone content of not more than 0.5%, normal operation, the bubble point feed.The design of a continuous distillation process, the raw material liquid through a preheater after heated to soak into the distillation tower. The system is easy to separate mixtures, the tower kettle direct steam heating method. The rise of the condenser steam, condensate point back to the next part of the tower, the rest part of products to the storage tank after cooling.The design results of theoretical plate number 12, the actual plate number 25, column efficiency was 44%, seventeenth boards for the feed plate. In the design and calculation of main parameters of plate tower in the tower diameter of 1.8 meters, the tower height of 19.5 meters. The design of fluid mechanics checked through to meet the design requirements.Keywords: distillation column; plate ;acetone - water ; design and calculation目录摘要 (I)Abstract (II)引言 (1)第一章设计条件与任务 (2)1.1设计条件 (2)1.2设计任务 (2)第二章设计方案的确定 (3)2.1精馏方案的选定 (3)2.1.1操作压力 (3)2.1.2进料状态 (3)2.1.3加热方式 (3)2.1.4冷却剂与出口温度 (4)2.1.5回流比的选择 (4)2.1.6回流方式的选择 (4)2.1.7热能的利用 (4)2.2确定设计方案的原则 (5)2.2.1 满足工艺和操作的要求 (5)2.2.2满足经济上的要求 (5)2.2.3 保证安全生产 (6)第三章塔的工艺计算 (7)3.1进料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (7)3.2 最小回流比的计算 (7)3.2.1 气液相平衡数据 (7)3.2.2 最小回流比的计算 (8)3.3全塔物料衡算与操作线方程 (9)3.4 实际回流比 (9)3.5 精馏段和提馏段理论板数的计算 (10)3.6精馏塔平均温度的计算 (11)3.7物性参数计算 (11)3.7.1 气相密度 (11)3.7.2 液相密度 (11)3.7.3 表面张力 (11)3.7.4 粘度 (12)3.8塔效率的计算 (13)3.9实际塔板数的计算 (14)3.9.1 精馏段 (14)3.9.2 提馏段 (14)3.10塔径的估算 (15)3.10.1 板间距的初选 (15)3.10.2塔径的估算 (15)3.10.2.2提馏段 (17)第四章塔板工艺尺寸的计算 (18)4.1精馏段塔板工艺尺寸计算 (18)4.1.1 溢流装置的设计 (18)4.1.1.1降液管的类型与溢流方式 (18)4.1.1.2 溢流装置的设计计算 (18)4.1.1.3 溢流堰 (18)4.1.1.4弓形降液管 (19)4.1.1.5受液盘 (20)4.1.2塔板设计 (21)4.1.2.1 塔板布置 (21)4.1.2.2 筛孔的计算及其排列 (21)4.1.2.3筛孔的排列与筛孔数 (22)4.1.2.4开孔率 (22)4.1.2.5筛孔分布图 (22)4.2提馏段塔板工艺尺寸设计 (23)4.2.1溢流装置计算 (23)4.2.1.1溢流堰高度 (23)4.2.1.2弓形降液管宽度和截面积 (23)4.2.1.3降液管底隙高度 (23)4.2.2塔板设计 (24)4.2.2.1 塔板布置 (24)4.2.2.2 筛孔的计算及其排列 (24)4.2.2.3筛孔的排列与筛孔数 (24)4.2.2.4开孔率 (24)4.2.2.5筛孔分布图 (25)4.3板的流体力学性能验算 (25)4.3.1 精馏段 (25)4.3.1.1塔板压降 (25)4.3.1.2液面落差 (27)4.3.1.3液沫夹带 (27)4.3.1.4漏液 (27)4.3.1.5液泛 (28)4.3.2提馏段 (28)4.3.2.1塔板压降 (28)4.3.2.2液面落差 (29)4.3.2.3液沫夹带 (30)4.3.2.4漏液 (30)4.3.2.5液泛 (30)4.4塔板的负荷性能图 (31)4.4.1精馏段 (31)4.4.1.1漏液线 (31)4.4.1.2液沫夹带线 (31)4.4.1.4液相负荷上限 (32)4.4.1.5液泛线 (32)4.4.2提馏段 (33)4.4.2.1漏液线 (33)4.4.2.2液沫夹带线 (34)4.4.2.3液相负荷下限 (34)4.4.2.4液相负荷上限 (34)4.4.2.5液泛线 (34)第五章接管尺寸的确定 (36)5.1进料管 (36)5.2釜残液出料管 (36)5.3回流液管 (37)5.4塔顶上升蒸汽管 (37)5.5加热蒸汽管 (37)第六章附属设备 (39)6.1冷凝器 (39)6.2原料预热器 (39)6.3原料泵 (40)6.4 塔釜 (40)第七章板式塔的结构 (42)7.1塔体结构 (42)7.1.1筒体 (42)7.1.2封头 (42)7.1.3塔顶空间 (42)7.1.4人孔 (42)7.1.5塔高 (42)7.2塔板结构 (43)第八章设计结果汇总 (44)第九章设计评价 (46)参考文献 (47)引言塔设备是化工、石油化工和炼油等生产中最重要的设备之一。
丙酮-水-连续精馏塔的设计
第一局部设计概述1设计题目：丙酮-水连续精馏塔的设计2工艺条件〔1〕生产能力：17000吨/年〔料液〕〔2〕工作日：300天，每天24小时连续运行〔3〕原料组成：50%丙酮，50%水〔质量分率，下同〕〔4〕产品组成：馏出液99.5%的丙酮溶液，塔底废水中丙酮含量0.05% 〔5〕进料温度：泡点〔6〕加热方式：直接蒸汽加热〔7〕塔顶压力：常压〔8〕进料热状态：泡点〔9〕回流比：自选〔10〕加热蒸气压力：0.5MPa〔表压〕〔11〕单板压降≤0.7kPa。
3设计内容1) 精馏塔的物料衡算；2) 塔板数确实定；3) 精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) 塔板主要工艺尺寸的计算；6) 塔板的流体力学验算；7) 塔板负荷性能图；8) 精馏塔接管尺寸计算；9) 对设计过程的评述和有关问题的讨论。
第二局部塔的工艺计算1查阅文献，整理有关物性数据1.1水和丙酮的性质表1.水和丙酮的粘度表3.水和丙酮密度表4.水和丙酮的物理性质表5. 丙酮—水系统由以上数据可作出t-y〔x〕图如下〔图—1〕由以上数据作出相平衡y-x 线图相平衡线 x-y图00.10.20.30.40.50.60.70.80.9100.10.20.30.40.50.60.70.80.91xy图—22精馏塔的物料衡算2.1进料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数丙酮的摩尔质量 A M =58.08 Kg/kmol 水的摩尔质量 B M =18.02 Kg/kmol2.2及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量M F =0.2368⨯58.08+〔1-0.2368〕⨯18.02=27.506 kg/kmol M D = 0.9856⨯58.08+ (1-0.9856 )⨯18.02=57.442 kg/kmol M W =0.00016⨯58.08+〔1-0.00016〕⨯18.02=18.026 kg/kmol2.3物料衡算原料处理量 F=〔17000⨯1000/〔300⨯24〕〕/27.5060=85.84 kmol/h 总物料衡算85.84=D+W丙酮的物料衡算85.84⨯0.2368=0.9841D+0.00016 W 联立解得 D=20.65 kmol/hW=65.19 kmol/h3操作线方程与塔板数确实定3.1理论塔板层数N T 的求取丙酮—水可看成理想物系，可采用图解法求取理论塔板数。
丙酮和水吸收塔化工原理课程设计
丙酮和水吸收塔化工原理-从结构、工艺过程和应用角度深度探讨丙酮和水吸收塔是一种常用的化工设备，广泛应用于化工、医药、食品等领域，具有吸收、分离、净化等功能。
本文将从结构、工艺过程和应用角度深度探讨丙酮和水吸收塔化工原理。
一、丙酮和水吸收塔结构丙酮和水吸收塔主要由塔壳、填料层、进料管道、排气管道、循环泵和控制系统组成。
塔壳一般为不锈钢或碳钢材质，填料层可以是泡沫塑料、陶粒或塑料制品。
进料管道和排气管道负责分别导入和排出气体。
循环泵则起到循环液体的作用，控制系统用于调节塔内气体温度和流速等参数。
二、丙酮和水吸收塔工艺过程丙酮和水吸收塔的工艺过程可以分为四个步骤：吸附、溶解、反应和分离。
1. 吸附当气体进入丙酮和水吸收塔时，它们就开始接触填料上涂有吸收剂的表面。
此时，气体中的废气开始与吸收剂发生接触，废气中的污染物开始逐渐被吸收剂吸附。
2. 溶解在吸附的基础上，当气体与吸收剂发生接触时，吸附剂会逐渐溶解。
目的是使废气在吸收剂中形成分子内的显著降解和溶解，在这一步骤中，需要预先调节液体和气体的比例，温度和压力等参数以确保溶解的发生。
3. 反应在液池中发生吸收剂与废气中污染物之间化学反应，使废气中的污染物逐渐被分解降解，从而减轻对环境负担。
4. 分离在经过吸附、溶解和反应之后，液池中的吸收剂会变得过度饱和。
这时，液池内的液体会通过流量调节阀流入分离器，使污染物与吸收剂分离。
而气体则经过排气管道排出丙酮和水吸收塔。
三、丙酮和水吸收塔应用丙酮和水吸收塔具有广泛的应用领域，如环境保护、化工生产、医药生产和食品加工等。
例如，在环境保护领域，丙酮和水吸收塔主要应用于废气处理。
在化工生产中，丙酮和水吸收塔主要用于去除废气中的有机气体，减轻对环境的污染。
在医药生产和食品加工领域，丙酮和水吸收塔则主要用于去除废气中的异味、二氧化碳等有害气体，提高晶体产品的纯度和质量。
综上所述，丙酮和水吸收塔化工原理是一种重要的工艺和设备，具有吸收、分离、净化等多种功能。
丙酮和水连续精馏塔的设计
化工原理设计任务书设计题目：丙酮－水二元物料板式精馏塔设计条件：常压： 1p atm =处理量： 60000吨/年进料组成： 25%丙酮，75%水（质量分率，下同）馏出液组成：0.965D X =釜液组成： 馏出液 99%丙酮，釜液2%丙酮塔顶全凝器 泡点回流回流比： R=1.5Rmin加料状态： 1.0q =单板压降： 0.7a kp ≤设计任务：完成该精馏塔的工艺设计（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、精馏塔工艺条件图。
写出该精馏塔的设计说明书，包括设计结果汇总和设计评价。
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，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，使混合物得到不断分离，称该过程为精馏。
该过程中，传热、传质过程同时进行，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，上段为精馏段，不含进料，下段含进料板为提馏段，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、液相回流是精馏重要特点。
在精馏段,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。
在提馏段，其液相在下降的过程中，其轻组分不断地提馏出来，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，精馏过程与其他蒸馏过程最大的区别，是在塔两端同时提供纯度较高的液相和气相回流，为精馏过程提供了传质的必要条件。
提供高纯度的回流，使在相同理论板的条件下，为精馏实现高纯度的分离时，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。
通过对精馏塔的运算，主要设备的工艺设计计算——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合理的，以保证精馏过程的顺利进行并使效率尽可能的提高。
丙酮水精馏塔课程设计
丙酮水精馏塔课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握丙酮与水的精馏原理，理解精馏塔的基本结构和操作流程；2. 学会运用化学平衡和相平衡知识，分析丙酮-水体系的精馏过程；3. 掌握精馏塔的物料与能量平衡计算方法，能进行简单精馏塔的设计与优化。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识解决实际化学工程问题的能力，能独立进行精馏塔的实验操作；2. 提高学生的实验数据分析与处理能力，能够利用实验数据优化精馏操作；3. 培养学生的团队协作和沟通能力，能在小组讨论中提出建设性意见。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对化学工程学科的兴趣，激发他们探索科学问题的热情；2. 培养学生严谨的科学态度，注重实验数据的真实性和客观性；3. 增强学生的环保意识，让他们认识到化学工艺在环保方面的重要性。
课程性质：本课程为高中化学选修课程，以化学工程实践为基础，结合理论知识，培养学生的实践操作能力和科学素养。
学生特点：高中学生具备一定的化学基础知识和实验操作技能，但化学工程知识相对薄弱，需要通过实践操作和理论学习相结合的方式进行教学。
教学要求：教师应注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，引导学生主动参与实验和讨论，提高学生的实践能力和科学素养。
同时，注重培养学生的团队协作能力和环保意识。
通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际化学工程问题，为未来的学习和工作打下坚实基础。
二、教学内容本节教学内容主要包括以下三个方面：1. 精馏原理与精馏塔结构- 理解丙酮与水的精馏原理，掌握精馏过程中物质的相变和分离机制；- 学习精馏塔的基本结构，包括塔板、填料、加热器、冷凝器等部件的作用和设计要求；- 结合教材相关章节，分析实际精馏塔操作流程。
2. 化学平衡与相平衡- 掌握丙酮-水体系的气液平衡和液液平衡关系；- 学习化学平衡常数、相平衡图等概念，分析影响精馏效果的因素；- 引导学生运用所学知识，进行精馏塔的物料与能量平衡计算。
丙酮水连续精馏塔设计方案
丙酮水连续精馏塔设计方案第一章流程的确定及说明一.加料方式加料方式有两种：高位槽加料和泵直接加料。
采用高位槽加料，通过控制液位高度，可以得到稳定的流量和流速，通过重力加料，可以节省一笔动力费用，但由于多了高位槽，建设费用相应增加；采用泵加料，受泵的影响，流量不太稳定，流速也忽大忽小，从而影响了传质效率，但结构简单，安装方便。
如果采用自动控制泵来控制泵的流量和流速，其控制原理较复杂，且设备操作费用高。
本设计采用高位槽进料。
二.进料状况进料状况一般有冷液进料和泡点进料。
对于冷液进料，当组成一定时，流量一定，对分离有利，省加热费用，但其受环境影响较大；而泡点进料时进料温度受季节、气温变化和前段工序波动的影响，塔的操作比较容易控制。
此外，泡点进料时，基于恒摩尔流假定，精馏段和提镏段的塔径基本相等，无论是设计计算还是实际加工制造这样的精馏塔都比较容易。
综合考虑，设计上采用泡点进料。
三.塔顶冷凝方式塔顶冷凝采用全凝器，塔顶出来的气体温度不高，用水冷凝。
四.回流方式回流方式可分为重力回流和强制回流。
对于小塔型，回流冷凝器一般安装在塔顶，其优点是回流冷凝器无需支撑结构，其缺点是回流冷凝器回流控制较难。
如果需要较高的塔处理量或塔板数较多时，回流冷凝器不适合于塔顶安装，且塔顶冷凝器不易安装、检修和清理。
在此情况下，可采用强制回流，塔顶上升蒸汽量采用冷凝器以冷回流流入塔中。
本次设计为小型塔，故采用重力回流。
五.加热方式加热方式分为直接蒸汽加热和间接蒸汽加热，直接蒸汽加热时蒸汽直接由塔底进入塔内，由于重组分是水，故省略加热装置。
但在一定的回流比条件下塔底蒸汽对回流液有稀释作用，使理论塔板数增加，费用增加。
间接蒸汽加热时通过加热器使釜液部分汽化，维持原来的浓度，以减少理论板数，缺点是增加加热装置。
本次设计采用间接蒸汽加热。
六.加热器采用U型管蒸汽间接加热器，用水蒸气作加热剂。
因为塔较小，可将加热器放在塔内，即再沸器。
这样釜液部分汽化，维持了原有浓度，减少理论塔板数。
(完整word版)丙酮与水的连续精馏塔课程设计
化工原理课程设计题目:丙酮-水分离板式回收塔设计系别: 化学与材料工程系专业:_ 化学工程与工艺学号: **********姓名:指导教师:2016年1 月8 日附: 回收塔设计任务书一、设计题目丙酮与水分离板式回收塔设计二、设计任务及操作条件１、生产能力（进料量）：300000吨/年。
２、操作周期：7200小时/年。
３、进料组成：6.2%（质量分率，下同）。
４、塔顶产品组成：>72%。
５、塔底产品组成：<0.02%。
６、操作压力：塔顶为常压。
７、进料热状态：自选。
8、加热蒸汽：低压蒸汽。
9、设备类型：筛板、浮阀塔板。
10、回收率: η= 99%11、厂址：安徽地区。
三、设计内容设计方案的选择及流程说明。
塔的工艺计算。
主要设备工艺尺寸设计：塔径、塔高及塔板结构尺寸的确定；塔板的流体力学校核；塔板的负荷性能图；总塔高、总压降及接管尺寸的确定。
丙酮-水分离板式回收塔设计4、辅助设备选型及计算。
5、设计结果汇总。
6、设计评述。
7、工艺流程图及塔工艺条件图。
附图一：回收塔的工艺流程图。
附图二：回收塔的工艺条件图。
附图三：槽式液体分布器目录一、前言 (1)1.1 塔设备的类型 (1)1.2 操作条件确定 (2)1.3 换热器的选择 (3)1.4 泵的选择 (4)二、设计说明书符号表 (4)三、丙酮与水有关物性数据 (6)3.1 水和丙酮的性质 (6)四、精馏塔的工艺设计 (9)4.1 液相浓度计算 (9)4.2 温度计算 (10)4.3 气相组成计算 (10)4.4 平均相对挥发度的计算 (11)4.5 物料衡算 (11)4.6 提馏段操作线方程 (12)4.7 逐板法确定理论板数及进料位置 (13)4.8 全塔效率的计算 (13)4.8.1 粘度计算 (13)4.8.2 板效率计算 (14)4.9 实际塔板数及加料位置的计算 (14)4.10 物性数据计算 (14)4.10.1 密度计算 (14)4.10.2 摩尔组成计算 (16)4.10.3 操作压力计算 (17)4.10.4 混合液体表面张力计算 (17)4.11 精馏塔的主要工艺尺寸的计算 (21)4.11.1 体积流量的计算 (21)4.11.2 塔径的计算 (22)4.11.3 溢流装置的计算 (23)4.12 精馏塔流体力学校核 (24)4.12.1 塔板压降 (24)4.12.2 液面落差 (24)4.12.3 液沫夹带 (25)4.12.4 漏液 (25)4.12.5 液相负荷下限线 (25)4.12.6 液相负荷上限线 (26)4.12.7 液泛线 (26)五、热量衡算 (28)5.1 塔顶冷凝器和塔底再沸器的热负荷 (28)5.1.1 冷凝器的热负荷 (28)5.1.2 再沸器的热负荷 (28)5.2 塔的辅助设备的设计计算 (29)5.2.1 冷凝器和再沸器的计算与选型 (29)1、冷凝器的计算与选型 (29)2、再沸器的设计选型 (30)5.3 泵的设计选型 (30)5.3.1 塔总高度计算 (30)5.3.2 进料管线管径 (31)5.3.3 原料泵的选择 (32)六、参考文献 (34)七、结束语 (35)一、前言丙酮是重要的有机合成原料，用于生产环氧树脂、聚碳酸酯、有机玻璃、医药、农药等。
化工原理课程设计--丙酮水连续精馏塔的设计
07 安全环保措施与节能优化 建议
安全防护措施考虑
防火防爆措施
采用防爆电器、设置可燃气体检 测报警装置、确保塔内压力稳定 等，以防止火灾和爆炸事故的发 生。
操作安全
制定严格的操作规程，对操作人 员进行专业培训，确保他们熟悉 设备的操作和维护，减少人为操 作失误。
设备安全
选用高质量的材料和可靠的制造 工艺，确保设备的稳定性和安全 性；对关键设备进行定期检查和 维护，及时发现并处理潜在的安 全隐患。
根据冷却水温度、冷却水量、蒸汽量等条件，计算冷凝器传热面积 、冷却水流速等参数。
再沸器
根据加热蒸汽量、加热温度等条件，计算再沸器传热面积、加热蒸 汽流速等参数。
辅助系统（如冷凝器、再沸器等）设计
冷凝器设计
选择合适的冷凝器类型（如列管式、板式等），确定冷却 水进出口温度、冷却水量等参数，进行传热计算和结构设 计。
产品收集
塔顶蒸出的丙酮经过冷凝器冷凝 后收集，塔底排出的水经过处理
后排放或回收利用。
操作条件选择
操作压力
根据丙酮和水的性质及工艺要求 ，选择合适的操作压力。一般来
说，常压精馏可以满足要求。
操作温度
根据丙酮和水的沸点及传质传热要 求，选择合适的操作温度。通常， 操作温度略高于丙酮的沸点。
回流比
回流比对精馏塔的分离效果和能耗 有重要影响。在保证分离效果的前 提下，应尽量降低回流比以减少能 耗。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
对设计结果进行仿真验证，分析 设计方案的可行性和经济性。
02 精馏塔工艺设计
工艺流程确定
原料预处理
将丙酮和水按一定比例混合，经 过预热器加热至适宜温度，进入
丙酮水溶液精馏塔的工艺设计流程
丙酮水溶液精馏塔的工艺设计流程
1. 嘿，这丙酮水溶液精馏塔的工艺设计啊，就像是给一群调皮的小丙酮分子和水娃娃建一个超级严格的训练营。
2. 首先呢，原料进口就像一个大门，丙酮水溶液就像一群乌合之众涌进来。
3. 精馏塔那塔身啊，好似一个巨大的魔法管道，要把这些分子们分个清清楚楚。
4. 塔板就像是一层层的筛子，专门来筛选丙酮和水这对难解难分的小伙伴。
5. 加热装置如同一个暴躁的大火龙，不断给溶液加热，让它们活跃起来。
6. 那些丙酮分子啊，就像一个个轻装上阵的小跳蚤，加热后就想往上蹦跶。
7. 而水呢，相对就像一群稳重的老乌龟，行动没那么敏捷。
8. 上升的蒸汽就像一群急于奔向自由的飞鸟，在塔内横冲直撞。
9. 回流系统就像是一个严厉的教官，把那些乱跑的分子又拉回来重新训练。
10. 冷凝器像是一个冷酷的大冰箱，把热气腾腾的蒸汽瞬间变得冷静下来。
11. 塔顶采出的丙酮就像被选拔出来的精英部队，纯度那叫一个高。
12. 塔釜的水呢，仿佛是被淘汰的士兵，只能留在底部。
13. 温度计就像一个监工，时刻盯着塔里的温度，稍微不对就会大喊大叫。
14. 压力计如同一个气压警察，维护着塔里的压力秩序。
15. 精馏塔的填料，那可是像迷宫一样，分子们在里面晕头转向才能被分开。
16. 整个精馏过程就像一场超级大的分子选秀，只有最纯的丙酮才能C 位出道。
17. 塔的保温层就像给这个魔法塔穿上的厚棉衣，防止热量偷偷溜走。
18. 控制系统像是一个超级大脑，指挥着整个丙酮水溶液精馏塔的工艺过程有条不紊地进行。
丙酮精馏塔课程设计（仅供参考）
丙酮精馏塔课程设计（仅供参考）⽬录⼀前⾔------------------------------------------------------------------------------------3⼆设计题⽬----------------------------------------------------------------------------------4 三设计说明书符号表----------------------------------------------------------------------4 四流程图-------------------------------------------------------------------------------------4 五物性参数----------------------------------------------------------------------------------5 六⼯艺计算---------------------------------------------------------------------------------6 6.1 汽液平衡数据--------------------------------------------------------------------------- 6 6.2 数据换算--------------------------------------------------------------------------------7 6.3 物料衡算---------------------------------------------------------------------------------7 6.4 理论板数计算---------------------------------------------------------------------------76.4.1 板数与回流⽐的关系---------------------------------------------------------76.4.2理论板数-------------------------------------------------------------------------9 6.5 操作线⽅程-----------------------------------------------------------------------------9七塔和塔主板主要⼯艺尺⼨计算-------------------------------------------------------9 7.1平均分⼦量的计算-----------------------------------------------------------------------97.1.1 塔顶的平均分⼦量---------------------------------------------------------------97.1.2 进料版的平均分⼦量------------------------------------------------------------97.1.3 塔底的平均分⼦量---------------------------------------------------------------107.1.4 精馏段, 提馏段的平均分⼦量-------------------------------------------------10 7.2 平均密度的计算------------------------------------------------------------------------107.2.1液相平均密度---------------------------------------------------------------------107.2.2⽓相平均密度---------------------------------------------------------------------11 7.3 塔径的计算-----------------------------------------------------------------------------117.3.1 精馏段塔径----------------------------------------------------------------------127.3.2 提溜段塔径----------------------------------------------------------------------127.3.3 全塔塔径-------------------------------------------------------------------------13 7.4 填料塔层⾼度计算--------------------------------------------------------------------13 7.5 填料塔的流体⼒学性能----------------------------------------------------------137.6 持液量--------------------------------------------------------------------------------137.6.1精馏段--------------------------------------------------------------------------137.6.2 提溜段---------------------------------------------------------------------------14⼋、塔内附件选择------------------------------------------------------------------------148.1 筒体---------------------------------------------------------------------------------148.2 封头----------------------------------------------------------------------------------158.3 裙座----------------------------------------------------------------------------------158.4 法兰----------------------------------------------------------------------------------158.5 液体再分布装置选择--------------------------------------------------------------168.6 填料⽀撑装置选择-----------------------------------------------------------------168.7 除沫器选择----------------------------------------------------------------168.8 液体喷淋装置选择-----------------------------------------------------------178.9 预热器的选择---------------------------------------------------------------18九、辅助设备-----------------------------------------------------------------------------189.1 塔顶冷凝器的选择-----------------------------------------------------------189.2 塔顶再沸器的选择-------------------------------------------------------------199.3管道设计与选择---------------------------------------------------------------199.4 泵------------------------------------------------------------------------------------199.4.1 进料泵-----------------------------------------------------------------------199.4.2 回流泵-----------------------------------------------------------------------20⼗、塔设计计算参数汇总--------------------------------------------------------------------20⼗⼀、参考数据------------------------------------------------------------------------------20⼗⼆、结束语-----------------------------------------------------------------------------------21⼀前⾔丙酮是⼀种重要的基本有机原料之⼀，主要⽤作制造醋酸纤维素胶⽚薄膜、塑料和涂料的溶剂。
化工原理设计丙酮-水连续精馏塔设计
课程设计报告书题目：丙酮-水连续精馏塔的设计学院化学与化工学院专业学生姓名学生学号指导教师起始日期 2014年6月30日教师评语教师签名：日期：成绩评定备注第一章课程设计任务书 (5)第一节设计概述 (5)一、设计题目 (5)二、设计要求（工艺参数） (5)三、设计方案 (5)四、工艺流程图 (6)第二章设计计算与论证 (8)第一节查阅文献、整理有关物性数据 (8)一、相关物性 (8)第二节物性参数计算 (10)一.进料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (10)二、回流比的确定 (11)第三节操作方程和理论塔板数的确定 (12)一、全塔物料衡算与操作方程 (12)二、图解法求理论塔板数 (13)第四节全塔效率的估算与实际塔板数 (14)一、全塔效率的估算 (14)二、实际塔板数 (16)第三章精馏塔主体尺寸的计算 (16)第一节气液体积流量 (16)一、精馏段与提馏段的汽液体积流量 (16)第二节塔径的计算 (20)一、塔径基本数据的计算 (20)二、精馏段塔径的计算 (21)三、提馏段塔径的计算 (22)第三节溢流装置的计算 (24)一、基本溢流装置的计算 (24)二、浮阀的数目与排列 (25)三、塔板结构尺寸的确定 (25)第四节塔板的流体力学验算 (28)一、阻力计算 (28)二、淹塔校正（液乏校正） (30)三、雾沫夹带校核 (31)四、漏液 (32)第四章塔板性能负荷图 (32)第一节塔板性能计算 (32)一、雾沫夹带线① (32)二、液泛线② (33)三、液相负荷上限线③ (34)四、漏液线④ (35)五、液相负荷下限线⑤ (36)六、作出负荷性能图 (36)第五章塔体辅助设备计算与选型 (38)第一节主要接管尺寸计算 (38)一．进料管 (38)二．回流管 (38)三．釜液出口管 (39)四．塔顶蒸汽管 (39)五．加热蒸汽管 (40)第二节塔的辅助设备 (40)一、塔顶全凝器 (40)二、进料预热器 (41)三、料液泵设计计算 (42)第三节塔体结构计算 (43)一．塔壁厚δ (43)二．塔的封头确定 (44)三．塔高 (44)第六章设计结果汇总 (45)一．基本数据 (45)二．塔体概况 (46)三、符号说明 (47)四、附图 (50)五、参考文献 (52)六、心得体会 (53)第一章课程设计任务书第一节设计概述一、设计题目丙酮-水连续精馏塔的设计二、设计要求（工艺参数）1.塔顶产品(丙酮)：2.5 t/h，0.98X=(质量分率，下同)Dη=2.塔顶丙酮回收率：0.993.原料中丙酮含量：10.5X=％F4.精馏方式：直接蒸汽加热，加热蒸汽绝对压强 1.5atm，热损失以5%计5.操作压力：常压6.进料热状况:q1=,泡点进料7.回流比：R=2Rmin8.塔顶全凝器，泡点回流，冷却水进口温度25℃、出口温度45℃9. 单板压降≯0.7kPa三、设计方案概述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，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，使混合物得到不断分离，称该过程为精馏。
化工原理课程设计
化工原理课程设计1200吨丙酮-水连续填料精馏塔设计学院：化学生物与材料科学学院专业：化学工程与工艺设计人：二零一六年六月设计任务一、设计题目设计分离丙酮-水混合液的填料精馏塔。
二、设计数据及条件1、生产能力年处理丙酮-水混合液：1200 吨（开工率：300/年）；2、原料组成丙酮含量为80% （质量百分率，下同），水含量为20%3、分离要求产品中水分含量≤4%（质量分数）残夜中丙酮含量≤4%（质量分数）4、设计条件操作方式：连续精馏操作压力：常压进料状态：饱和液体进料回流比：R=3.59塔填料：500Y金属孔板波纹填料塔顶冷凝器：全凝器三、设计计算内容1、物料衡算2、填料精馏塔计算⑴操作条件的确定⑵塔径的确定⑶填料层高度的确定⑷填料层压降的计算⑸液体分布器设计计算⑹接管管径的计算3、冷凝器和再沸器的计算与选型4、填料塔结构图、填料结构图、填料支撑板结构图摘要本设计任务是“1200吨丙酮-水连续填料精馏塔设计”。
通过该课程设计，将在抗生素药物生产过程中的产生的废丙酮溶媒进行分离。
对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。
设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。
丙酮常压下的沸点是56.2℃，故可采用常压操作，用30℃的循环水进行冷凝。
塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送至储槽。
因所分离的物系的重组分是水，故选用直接蒸汽加热方式，釜残液直接排出。
丙酮-水物系分离的难易程度适中，气液负荷适中，设计中选用500Y金属孔板波纹填料。
该设计说明书主要内容为：物料衡算、理论塔板数计算、精馏塔塔体工艺尺寸计算、填料层高度的计算、填料层压降计算、液体分布器分布点密度计算、精馏塔接管尺寸计算。
在抗生素药物生产过程中的产生的废丙酮溶媒中由于含有大量丙酮，不能直接排放到环境中，如果进行丙酮回收，既可以降低生产费用，又能使废水排放达到生产要求。
因此，将废丙酮回收，降低排放废水中的丙酮含量，从而产生社会效益和经济效益，是一个很重要的课题。
化工原理课程设计说明书 丙酮-水连续精馏塔的设计
化工原理课程设计（论文）说明书丙酮-水连续精馏塔的设计学院专业学生姓名指导教师提交日期华南理工大学目录第一章设计说明 (4)1.1题目 (4)1.2目的 (4)1.3设计工艺参数及操作条件 (4)1.4设计任务 (4)第二章计设方案 (5)2.1概述 (5)2.2设计要求 (6)2.3设计方案的确定 (6)2.4工艺流程图 (7)第三章设计计算与论证 (8)3.1查阅文献，整理有关物性数据 (8)3.1.1丙酮-水相平衡图 (9)3.1.2丙酮-水摩尔相平衡表 (9)3.1.3丙酮-水t-x-y图 (11)3.1.4丙酮-水摩尔浓度-泡点表 (11)3.1.5丙酮和水的其他物性参数 (12)3.2连续精馏计算 (13)3.2.1将质量分数转换成摩尔分数 (13)3.2.2物料衡算 (13)3.2.3理论塔板数的求取 (14)3.2.4求实际塔板数及全塔效率 (16)3.2.5精馏段与提馏段的气液体积流量 (16)3.3塔的主要工艺尺寸计算 (19)3.3.1塔径 (19)3.3.2溢流装置 (21)3.3.3塔板布置及浮阀数目与排列 (23)3.4塔板流体力学验算 (25)3.4.1气相压降 (25)3.4.2液泛 (26)3.4.3雾沫夹带 (27)3.4.4漏液 (28)3.5塔板负荷性能图 (28)3.5.1雾沫夹带线 (28)3.5.2液泛线 (28)3.5.3液相负荷上限线 (29)3.5.4漏液线 (29)3.5.5液相负荷下限线 (30)3.5.6作出负荷性能图 (30)3.6主要接管尺寸计算 (32)3.6.1进料管 (32)3.6.2回流管 (33)3.6.3釜液出口管 (33)3.6.4塔顶蒸汽管 (34)3.6.5加热蒸汽管 (34)3.7塔的辅助设备 (34)3.7.1塔顶全凝器 (35)3.7.2再沸器 (36)3.7.3冷却器 (36)3.7.4进料预热器 (37)3.7.5回流泵 (38)3.7.6进料泵 (38)3.8塔的总体结构 (38)3.8.1塔壁厚 (39)3.8.2塔的封头 (39)3.8.3塔高 (39)第四章设计结果汇总 (40)4.1基本参数 (40)4.2塔概况 (41)4.3接管 (42)4.4附属设备 (42)第五章设计小结 (43)参考文献 (44)第一章设计说明1.1题目丙酮-水连续精馏塔的设计。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
吉林化工学院化工单元设计题目：年处理4万吨丙酮-水连续精馏塔设计教学院石油化工学院专业班级化工1204学生姓名学生学号 ********指导教师刘艳杰2014年12月5日设计任务书一、设计题目年处理4万吨丙酮-水连续精馏塔设计二、设计条件⑴生产时间8000小时,处理量4万吨/年，进料含丙酮55%⑵塔顶操作压力常压（绝压）⑶塔顶采用全凝器，泡点回流⑷塔釜为饱和蒸汽间接加热⑸筛板塔精馏设计⑹塔顶产品丙酮浓度不低于98%（质量分率）塔底釜液丙酮不高于1%（质量分率）三、设计任务⑴完成精馏塔的物料衡算、热量衡算和设备设计计算及辅助设备设计选型计算。
⑵绘制生产工艺流程图、精馏塔设计条件图。
⑶撰写设计说明书。
目录摘要 0第一章绪论 (1)1.1设计方案的选择 (1)1.2流程设计 (2)1.3主要设计任务 (3)第二章精馏塔的工艺设计 (4)2.1产品浓度的计算 (4)2.2平均相对挥发度的计算 (5)2.3最小回流比的计算的适宜回流比的确定 (5)2.4物料衡算 (6)2.5精馏段和提馏段操作线方程 (6)2.6逐板法确定理论板数及进料位置 (7)2.7全塔效率的计算 (7)2.8实际塔板数及加料位置的计算 (8)第三章精馏塔主要工艺尺寸的设计计算 (9)3.1物性数据计算 (9)3.2精馏塔的主要工艺尺寸的计算 (15)3.3精馏塔流体力学校核 (19)3.4塔板负荷性能图 (22)第四章热量衡算 (27)4.1塔顶冷凝器和塔底再沸器的热负荷 (27)4.2公用工程的用量 (29)第五章塔的辅助设备的设计计算 (30)5.1冷凝器和再沸器的计算与选型 (30)5.2泵的设计选型 (31)5.3回流罐的设计 (33)结论 (34)结束语 (35)参考文献 (36)主要符号说明 (37)附录 (39)摘要本次化工单元设计主要是丙酮-水连续精馏塔设计，包括精馏塔的物料衡算、热量衡算、精馏塔工艺尺寸计算和塔辅助设备的设计计算。
精馏塔设计中理论板数6块板，实际板数16块板，全塔效率为31.25%。
精馏塔流体力学验证，证明了精馏塔可以正常操作。
由漏液线、液沫夹带线、液相负荷下限、液相负荷上限、液泛线等画出塔板负荷性能图，分别得出精馏段和提馏段的操作弹性为8.25和4.364，精馏塔可在正常范围内操作。
关键词：丙酮-水、连续精馏、筛板塔、工艺设计第一章绪论1.1设计方案的选择1.1.1塔设备的类型塔设备是化工、石油化工、生物化工、制药等生产过程中广泛采用的传质设备，根据塔内气液接触构件的结构形式可以分为板式塔和填料塔两大类。
板式塔内设置一定数量的塔板，气体一鼓泡或喷射形式穿过板上的液层进行传质与传热，塔板是板式塔的主要构件，分为错流式塔板和逆流式塔板两大类，工业应用以错流式塔板为主，常用的错流式塔板主要有以下几种：⑴泡罩塔板泡罩塔板是最早在工业上大规模应用的板型之一，有成熟的设计方法和操作经验。
气体接触良好，操作弹性范围大，而且耐油污、不易堵塞。
20世纪上半叶，随着化学工业、炼油与石油化学工业的高速发展，在生产中大量应用着蒸馏、吸收等气液两相传质操作。
⑵筛孔塔板筛板塔普遍用作H2S-H2O双温交换过程的冷、热塔。
应用于蒸馏、吸收和除尘等。
在工业上实际应用的筛板塔中，两相接触不是泡沫状态就是喷射状态，很少采用鼓泡接触状态的。
筛板塔优点：结构简单、造价低；气流压降小、板上液面落差小板效率高。
⑶浮阀塔板浮阀塔板上开有—定形状的阀孔(圆形或矩形)，孔中安有可上下浮动的阀片有圆形、矩形、盘形等，从而形成不同型式的浮阀塔板。
浮阀塔板的优点是结构简单、制造方便、造价低塔板开孔率大，其缺点是处理结焦、高粘度物系是，阀片易与塔板粘结，在操作过程中会发生卡死等现象，使塔板操作弹性下降。
在本设计中采用的是筛板塔。
1.1.2操作条件确定⑴操作压力的选取精馏塔操作可在常压、减压和加压中进行，精馏操作中压力影响非常大，当压力增大时，混合液的相对挥发度将减小，对分离不利；当压力减小时，相对挥发度将增加，对分离有利。
但当压力太低时，对设备要求高，设备费用增加。
因此在设计时一般采用常压精馏。
丙酮-水系统在常压下相对挥发度较大，故本设计采用常压精馏。
⑵加料热状况泡点进料，q=1⑶加热方式采用间接蒸汽加热，设置再沸器。
⑷回流比的选择选择回流比，主要从经济观点出发，力求使设备费用和操作费用之和最低，一般经验值为。
R=(1.1～2.0)Rmin⑸塔顶冷凝器的冷凝方式与冷却介质的选择塔顶冷凝温度要求不低于30℃，常用的冷却剂是水和空气，工业上多用冷却水，冷却水可以是江、河及湖水，受本地气温限制，冷却水一般为10～25℃，故本设计选用25℃的冷却水，选升温10℃，即冷却水的出口温度为35℃。
⑹塔釜加热介质的选择常用的加热介质有饱和水蒸气和烟道气。
饱和水蒸汽是一种应用最广泛的加热介质，由于饱和水蒸汽冷凝时的传热系数很高，可以通过改变蒸汽压力准确地控制加热速度。
燃料燃烧所排放的烟道气温度可达100～1000℃，适用于高温加热，烟道气的缺点是是比热容及传热系数很低，加热温度控制困难，本设计选用300KPa（温度为133.3）的饱和水蒸气作为加热介质，水蒸气易获得、清洁、不易腐蚀加热管，不但成本会相应降低，塔结构也不复杂。
1.1.3换热器的选择换热器是许多工业部门的通用工艺设备，尤其是石油、化工生产中应用更为广泛，在化工厂中换热器可作为加热器、冷却器、蒸发器和再沸器等。
列管换热器是目前化工生产中应用最广泛的一种换热器，它的结构简单、坚固、制造容易，材料广泛，处理能力大，适用性强，尤其是在高温高压下较其它换热器更为适用，是目前化工厂中主要的换热设备，列管换热器的类型主要有一下几种：⑴固定管板式换热器⑵浮头式换热器⑶U形管式换热器⑷填料函式换热器其中固定管板是换热器的优点是结构简单、紧凑、制造成本低；管内不易结垢，即使产生污垢也便于清洗。
缺点是壳程检修困难主要适用于壳体和管束温差小，管外物料比较清洁，不易结垢的场合。
所以在本设计中采用固定管板式换热器中的列管换热器，管外走气体，管内走液体。
1.1.4泵的选择化工用泵主要有离心泵、往复泵、回转式泵、旋涡泵等。
由于离心泵具有宽范围宽流量和宽扬程等特点，且范围适用于轻度腐蚀性液体多种控制选择流量均匀、运转平稳、振动小，不需要特别减震的基础，设备安装、维护检修费用较低等，故本设计采用离心泵。
1.2流程设计1.2.1流程叙述丙酮-水物料从储罐V0101出来，由泵P0101打入换热器E0101，经过换热器加热到61.275℃后进入精馏塔T0101进行分离，在塔釜的采出主要是水，其中一部分经再沸器E0102回到精馏塔T0101，一部分由产品泵P0103打入釜液冷却器E0105,冷却到30℃后进入釜液储罐V0104，塔顶采出丙酮，经全凝器E0103后产品进入回流罐V0102，一部分由回流泵P0102再次打入精馏塔T0101，一部分经产品冷却器E0104冷却到30℃后进入产品储罐V0103。
1.2.2流程示意图V0101P0101原料罐进料泵图1-1工艺流程图1.3主要设计任务⑴完成精馏塔的物料衡算、热量衡算和设备设计计算及辅助设备设计选型计算。
⑵绘制生产工艺流程图、精馏塔设计条件图。
⑶撰写设计说明书。
第二章 精馏塔的工艺设计2.1产品浓度的计算2.1.1液相浓度计算将各项组成由质量分数换算为摩尔分数：F x =55% F x =18/4558/5558/55+=27.5%D x =98% −−−−→−换算为摩尔分数D x =18/258/9858/98+=93.83%W x =1% W x =18/9958/158/1+=0.31%2.1.2温度计算由附表1中数据，利用插值法求得D t 、W t 、F t进料温度F t ：30.020.00.611.62--=20.0275.01.62--F t F t =61.275℃塔顶温度D t ：957.09.100.575.57--=90.09383.05.57--D t D t =57.117℃塔底温度W t : 01.007.92100-- =00031.0100--w t W t =97.737℃精馏段平均温度：1t =2D F tt +=2117.57275.61+=59.196℃提馏段平均温度：2t =2W F t t +=2737.97275.61+=79.506全塔平均温度:全t =3D W F t t t ++=3737.97117.57275.61++=72.0432.1.3气相组成计算 D t =57.117℃ F t =61.275℃ W t =97.737℃ D y :3.965.930.575.57--=3.961000.57117.57--D y D y =95.64%F y :830.0815.00.611.62--=3.961000.61275.61--F y F y =82.63%W y :Wy 1000737.971003.2507.92100--=-- W y =7.84%精馏段： 液相组成1x ：%665.602275.09383.02=+=+F D x x气相组成1y ：%135.8928263.09564.02=+=+F D y y 提馏段：液相组成2x ：%905.132275.00031.02=+=+F W x x 气相组成2y ：%235.4528263.00784.02=+=+F w y y2.2平均相对挥发度的计算根据α=AB B A x y x y 由 F x =0.275 F y =0.8263F α:A B B A x y x y =()()FF F F x y x y --11 =()()275.08263.01275.018263.0-- F α=12.54由 D x =0.9383 D y =0.9564D α:A B B A x y x y =()()DD D D x y x y --11 =()()9383.09564.019383.019564.0-- D α=1.442 由 W x =0.0031 W y =0.0784W α:A B B A x y x y =()()W W W W x y x y --11=()()0031.00784.010031.010784.0-- 357.27αW =精馏段平均相对挥发度：1α=9915.62442.154.12=+提馏段平均相对挥发度：2α=95.192357.2754.12=+全塔平均相对挥发度：78.133357.27442.1541.12α=++=全已知相对挥发度可得出平衡方程： x xy 78.12178.13+=2.3最小回流比的计算的适宜回流比的确定利用解析法求最小回流比 泡点进料时F q x x =则有()()()()175.0275.01.93830-178.31275.09383.01-13.7811-1α1-α1min =⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=F D FD x x x x R适宜回流比R=min 2R =2×0.175=0.352.4物料衡算已知数据：丙酮的摩尔质量 A M =58kg/kmol, 水摩尔质量B M =60kg/kmolF x =0.275 D x =0.9383 W x =0.0031原料处理量()s kmol F /0479.0360080001855.015855.01010434=⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+⨯⨯⨯=总物料流量衡算W D F +=塔底物料流量衡算：W D F Wx Dx Fx +=解得：s kmol D /0139.0= s kmol W /034.0= 塔顶产品的相对分子质量：kmol kg M D /532.55)9383.01(189383.058=-⨯+⨯= 塔顶产品质量流量：s kg D M D D /7719.00139.0532.55'=⨯=⨯= 塔釜产品的相对分子质量：kmol kg M W /124.18)0031.01(180031.058=-⨯+⨯= 塔釜产品质量流量：s kg W M W W /618.0034.0124.18'=⨯=⨯=2.5精馏段和提馏段操作线方程已知： 175.0min =R 35.02min ==R R F x =0.275 D x =0.9383 W x =0.0031310865.40139.035.0-⨯=⨯==RD L 0188.00139.0)135.0()1(=⨯+=+=D R V 0528.00479.0110865.43=⨯+⨯=+=-qF L L0188.0==V V带入数据得出精馏段操作线方程：695.02593.0111+=+++=+n D n n x R xx R R y 提馏段操作线方程：0056.0809.20188.00031.0034.00188.00528.01-=⨯-=-=+m m W m m x x VWx x V L y2.6逐板法确定理论板数及进料位置已知：平衡方程：xxy 78.12178.13+=精馏段操作线方程：695.02593.01+=+n n x y 提馏段操作线方程：0056.0809.21-=+m m x y 利用逐板法求理论板如下：9383.01==D x y −−−→−平衡方程()52.09383.078.1278.139383.01-α-α111=⨯-==y y x8298.0695.052.02593.02=+⨯=y −−−→−平衡方程261.08298.078.1278.138298.02=⨯-=x261.02=x <275.0=F x ,所以第二块板为进料板，下面进入提馏段7275.00056.0261.0809.23=-⨯=y −−−→−平衡方程1623.07275.078.1278.137275.03=⨯-=x4503.00056.01623.0809.24=-⨯=y −−−→−平衡方程0561.04503.078.1278.134503.04=⨯-=x152.00056.00561.0809.25=-⨯=y −−−→−平衡方程0128.0152.078.1278.13152.05=⨯-=x0303.00056.00128.0809.26=-⨯=y −−−→−平衡方程0023.00303.078.1278.130303.06=⨯-=x因为0031.06=<W x x ,所需总理论板数为6块（包快再沸器），第2块为进料板，精馏段1块板，提馏段5块板。