筛板式连续精馏塔及其主要附属设备设计

2009级化学工程与工艺专业《化工原理》课程设计说明书

筛板式连续精馏塔题目：

及其主要附属设备设计姓名：唐萧

班级学号：0908101-30

指导老师：王锋

同组学生姓名：林毅辉邱文辉尹春丽完成时间：2012年5月11日

《化工原理》课程设计评分细则

说明：评定成绩分为优秀(90-100),良好(80-89)，中等(70-79)，及格(60-69)和不及格(<60)

目录

1. 设计任务书 (1)

1.1 设计题目 (1)

1.2 工艺条件 (1)

1.3 设计内容 (1)

2. 全塔物料衡算 (2)

2.1 料液及塔顶、塔底产品中的甲醇的摩尔分数 (2)

2.2 平均摩尔质量 (2)

2.3 料液及塔顶、塔底产品的摩尔流率 (2)

3. 塔板数的确定 (2)

的求取 (2)

3.1 理论塔板数N

T

3.1.1 相平衡数据的求取衡数据 (3)

3.1.2 确定操作的回流比R (3)

3.1.3 求理论塔板数 (4)

(4)

3.2 实际塔板数N

P

3.2.1 全塔效率E (4)

(4)

3.2.2 实际塔板数N

p

4. 塔的精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算 (4)

4.1 平均压力P

(4)

m

(5)

4.2 平均温度t

m

4.3 平均分子量M

(5)

m

(5)

4.4 平均密度ρ

m

4.5 液体的平均表面张力σ

(6)

m

(6)

3.6 液体的平均黏度µ

L.m

5. 精馏段的汽液负荷计算 (6)

6. 精馏段塔和塔板主要工艺结构尺寸的计算 (7)

6.2 塔板工艺结构尺寸的设计与计算 (7)

6.2.1 溢流装置 (7)

6.2.2 塔板布置 (8)

6.2.3 开孔数n和开孔率 (8)

6.2.4 精馏段的塔高Z

1

(8)

7. 精馏段塔板上的流体力学验算 (9)

7.1 气体通过筛板压降h

f 和△p

f

的验算h

f

=h

c

+h

e

(9)

7.2 雾沫夹带量e

V

的验算 (9)

7.3 漏液的验算 (10)

7.4 液泛的验算 (10)

8. 精馏段塔板上的流体力学验算 (10)

8.1 雾沫夹带线 (10)

8.2 液泛线 (11)

8.3 液相负荷上限线 (12)

8.4 漏液线 (12)

8.5 液相负荷下限线 (12)

8.6 操作线与操作弹性 (13)

9. 塔的提馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算 (13)

9.1 平均压力P

m

(13)

9.2 平均温度t

m

(14)

9.3 平均分子量M

m

(14)

9.4 平均密度ρ

m

(14)

9.5 液体的平均表面张力σ

m

(15)

9.6 液体的平均黏度µ

L.m

(15)

10. 提馏段的汽液负荷计算 (15)

11. 提馏段塔和塔板主要工艺结构尺寸的计算 (16)

11.1 塔径 (16)

11.2 塔板工艺结构尺寸的设计与计算 (16)

11.2.1 溢流装置 (16)

11.2.3 开孔数n和开孔率 (18)

11.2.4 提馏段的塔高Z

1

(18)

12. 提馏段塔板上的流体力学验算 (18)

12.1 气体通过筛板压降h

f 和△p

f

的验算 (18)

12.2 雾沫夹带量e

V

的验算 (19)

12.3 漏液的验算 (19)

12.4 液泛的验算 (19)

13. 提馏段塔板负荷性能图 (20)

13.1 雾沫夹带线 (20)

13.2 液泛线 (20)

13.3 液相负荷上限线 (21)

13.4 漏液线 (21)

13.5 液相负荷下限线 (22)

14. 塔顶全冷凝器 (22)

15. 管径的设计 (23)

15.1 塔顶蒸气出口管的直径D V (23)

15.2 回流管的直径D R (23)

15.3 进料管的直径D F (23)

15.4 塔底出料管的直径D W (24)

15.5 塔釜回流蒸汽入口管径DV′ (27)

16. 精馏塔其它设计 (27)

17. 精馏塔设计计算结果汇总一览表 (28)

参考文献 (29)

附录 (30)

后记 (31)

1.设计任务书

1.1 设计题目

筛板式连续精馏塔及其主要附属设备设计

1.2 工艺条件

生产能力：10000吨/年（料液）

年工作日：300天

原料组成：40%甲醇，60%水（摩尔分率，下同）

产品组成：馏出液 95%甲醇，釜液0.5%甲醇

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

加热蒸汽压力0.5MPa(表压)

回流比：自选

1.3 设计内容

1.3.1确定精馏装置流程，绘出流程示意图。

1.3.2工艺参数的确定

基础数据的查取及估算，工艺过程的物料衡算及热量衡算，理论塔板数，塔板效率，实际塔板数等。

1.3.3.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。

1.3.4.流体力学计算

流体力学验算，操作负荷性能图及操作弹性。

1.3.5.主要附属设备设计计算及选型

塔顶全凝器设计计算：热负荷，载热体用量，选型及流体力学计算。

料液泵设计计算：流程计算及选型。