分离乙醇-正丙醇二元物系浮阀式精馏塔设计

华北科技学院环境工程学院

《化工原理》课程设计报告

设计题目 分离乙醇-正丙醇二元物系浮阀式精馏塔设计 学生姓名 张 森 学 号 201101034210 指导老师 高丽花 专业班级 化工B112班

教师评语

设计起止日期：2014年6月02日 至2014年6月15日

目录

第一章 绪论 ................................................................................ - 4 - 第二章 塔板的工艺设计 ................................................................ 5

2.1精馏塔全塔物料衡算........................................................... 5 2.2精馏段和提馏段的工艺条件及有关物性数据的计算...... 6

2.2.1操作温度的确定...................................................... 6 2.2.2密度.......................................................................... 7 2.2.3 混合液体平均表面张力........................................ 11 2.2.4 混合物的粘度....................................................... 12 2.2.5气液相体积流量计算............................................ 13 2.3理论塔板数的计算............................................................ 14

(1)精馏段的平均相对挥发度......................................... 14 (2) 提留段的平均相对挥发度....................................... 14 2.4 塔径的初步计算............................... 错误！未定义书签。 2.5 溢流装置........................................................................... 19

2.5.1堰长lW ................................................................... 19 2.5.2弓形降液管宽度Wd和截面积Af ........................ 20 2.5.3 降液管底隙高度h0 .............................................. 21

2.6 塔板分布、浮阀数目与排列........................................... 21

2.6.1塔板分布................................................................ 21 2.6.2 浮阀数目与排列................................................... 21

第三章 塔板的流体力学计算 ........................................................ 24

3.1通过浮阀塔板的压降........................................................ 24 3.2淹塔.................................................................................... 25

3.2.1精馏段.................................................................... 25 3.2.2提馏段.................................................................... 25 3.3雾沫夹带............................................................................ 26

3.3.1精馏段.................................................................... 26 3.3.2提馏段.................................................................... 27 3.4塔板负荷性能.................................................................... 27

3.4.1物沫夹带线............................................................ 27

3.4.2液泛线.................................................................... 28 3.4.3液相负荷上限........................................................ 29 3.4.4漏液线.................................................................... 29 3.4.5液相负荷上限........................................................ 30

第四章 设计结果概要 .................................... 错误！未定义书签。 第五章 塔附件的设计 .................................................................... 34

5.1接管.................................................................................... 34

5.1.1进料管.................................................................... 34 5.1.2回流管.................................................................... 34 5.1.3塔底出料管............................................................ 34 5.1.4塔顶蒸汽出料管.................................................... 34 5.1.5塔底进气管............................................................ 35 5.1.6法兰........................................................................ 35 5.2筒体与封头........................................................................ 35

5.2.1筒体........................................................................ 35 5.2.2封头........................................................................ 36 5.3除沫器................................................................................ 36 5.4裙座.................................................................................... 36 5.5人孔.................................................................................... 37

5.6.1塔的顶部空间高度................................................ 37 5.6.2塔的底部空间高度................................................ 37 5.6.3塔总体高度.............................................................. 37

第六章 附属设备的计算热量衡算 .............................................. 38

6.1加热介质的选择................................................................ 38 6.2冷却剂的选择.................................................................... 38 6.3比热容及汽化潜热的计算................................................ 38 6.4热量衡算............................................................................ 41 6.5冷凝器的选择.................................................................... 43 6.6再沸器的选择.................................................................... 44

化工原理课程设计任务书

1.设计题目：

分离乙醇—正丙醇二元物系浮阀式精馏塔的设计 2.原始数据及条件：

进料：乙醇含量45%（质量分数，下同），其余为正丙醇 分离要求：塔顶乙醇含量93%；塔底乙醇含量0.01%

生产能力：年处理乙醇-正丙醇混合液25000吨，年开工7200小时

操作条件：间接蒸汽加热；塔顶压强1.03atm(绝压)； 泡点进料； R=5 3.设计任务：

（1） 完成该精馏塔的各工艺设计，包括设备设计及辅助设备选型。

（2） 画出带控制点的工艺流程图、塔板版面布置图、精馏塔设计条件图。

（3） 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。

第一章 绪论