化工原理填料精馏塔课程设计

化工原理课程设计丙酮-水填料精馏塔

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化工原理课程设计

专 业：班 级：学生姓名：学生学号：指导教师：提交时间：

成 绩：说明书

年 月 日

化工原理课程设计丙酮-水填料精馏塔

化工原理课程设计任务书

专业 班级 设计人

一、设计题目

分离 丙酮-水 混合液（混合气）的 填料 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）： 0.50 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） 96.0 %；

塔底 丙酮 含量不高于（不低于） 4.0 %。

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（吸收）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（2#图） （三）绘制精馏（吸收）塔的工艺条件图（坐标纸） 四、设计日期： 年 月 日至 年 月 日

化工原理课程设计丙酮-水填料精馏塔

目 录

前言………………………………………………………………– 1 – 第一章．流程的确定和说明……………………………………– 2 – 一．加料方式……………………………………………………–二．进料状况……………………………………………………–三．塔顶冷凝方式………………………………………………–四．回流方式……………………………………………………–五．加热方式……………………………………………………–六．加热器………………………………………………………–第二章 精馏塔的设计计算……………………………………–一．操作条件与基础数据………………………………………–2.1.1. 操作压力……………………………………………… –2.1.2.气液平衡关系及平衡数据………………………………–二．精馏塔的工艺计算…………………………………………–2.2.1.物料横算…………………………………………………–2.2.2.热量衡算…………………………………………………–2.2.3.理论塔板数的计算………………………………………–三．精馏塔主要尺寸的设计计算………………………………–2.3.1.精馏塔设计的主要依据和条件…………………………–2.3.2.塔径设计计算……………………………………………–2.3.3.填料层高度设计计算……………………………………–– – – – – – – – – – – – – – – – – –

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第三章．附属设备及主要附件的选型计算……………………– 22– 一．冷凝器………………………………………………………– 22– 二．再沸器………………………………………………………– 23– 三．塔内其他构件………………………………………………– 23– 3.3.1.接管管径的计算和选择…………………………………– 23– 3.3.2.除沫器………………………………………………… – 25– 3.3.3.液体分布器…………………………………………… – 26– 3.3.4．液体再分布器………………………………………… – 27– 3.3.5．填料支撑板的选择…………………………………… – 27– 3.3.6．塔釜设计……………………………………………… – 28– 3.3.7．塔的顶部空间高度…………………………………… – 28– 3.3.8．手孔的设计………………………………………………–28– 3.3.9．裙座的设计………………………………………………–29– 四．精馏塔高度计算………………………………………… – 29– 第四章．设计结果的自我总结与评价……………………… – 30– 一．精馏塔主要工艺尺寸与主要设计参数汇总表………… – 30– 二．设计结果的自我总结与评价…………………………… – 30– 附录………………………………………………………………– 32– 一． 符号说明………………………………………………… – 32–

化工原理课程设计丙酮-水填料精馏塔

前 言

在化学工业和石油工业中广泛应用的诸如吸收、解吸、精馏、萃取等单元操作中，气液传质设备必不可少。塔设备就是使气液成两相通过精密接触达到相际传质和传热目的的气液传质设备之一。

塔设备一般分为级间接触式和连续接触式两大类。前者的代表是板式塔，后者的代表则为填料塔，在各种塔型中，当前应用最广泛的是筛板塔与浮阀塔。

填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备。填料塔的塔身是一直立式圆筒，底部装有填料支承板，填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安装填料压板，以防被上升气流吹动。液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下。气体从塔底送入，经气体分布装置（小直径塔一般不设气体分布装置）分布后，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙，在填料表面上，气液两相密切接触进行传质。填料塔属于连续接触式气液传质设备，两相组成沿塔高连续变化，在正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。

当液体沿填料层向下流动时，有逐渐向塔壁集中的趋势，使得塔壁附近的液流量逐渐增大，这种现象称为壁流。壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均，从而使传质效率下降。因此，当填料层较高时，需要进行分段，中间设置再分布装置。液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器两部分，上层填料流下的液体经液体收集器收集后，送到液体再分布器，经重新分布后喷淋到下层填料上。

填料塔具有生产能力大，分离效率高，压降小，持液量小，操作弹性大等优点。填料塔也有一些不足之处，如填料造价高；当液体负荷较小时不能有效地润湿填料表面，使传质效率降低；不能直接用于有悬浮物或容易聚合的物料；对侧线进料和出料等复杂精馏不太适合等。

本次课程设计就是针对丙酮-水体系而进行的常压二元填料精馏塔的设计及相关设备选型。 由于此次设计时间紧张，本人水平有限，难免有遗漏谬误之处，恳请老师指出以便修正。

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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 …… 此处隐藏：6390字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……