化工原理课程设计任务书 zong (修复的

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1、化工原理课程设计课题6.5万吨/年乙醛生产中精馏塔的设计院系化工学院专业化学工程与工艺组长廖永亮10091820工096组员高源10093360工096陶威10091757工094施少雄10091722工093王梦雪10091715工093指导教师：赵红亮2012年06月目录前言l工业背景及工艺流程乙醛是无色、有刺激性气味的液体，密度比水小，沸点20.8℃，易挥发、易燃烧且能和水、乙醇、乙醚、氯仿等互溶，因其分子中具有羰基，反应能力很强，容易发生氧化，缩合，环化，聚合及许多类型加成反应。乙醛也是一种重要的烃类衍生物在合成工业有机化工产品上也是一种重要的中间体。其本身几乎没有直接的用

2、途，完全取决于市场对它的下游产品的需求及下游产品对生产路线的选择，主要用于醋酸、醋酐、醋酸乙烯等重要的基本有机化工产品，也用于制备丁醇、异丁醇、季戊四醇等产品。这些产品广泛应用于纺织、医药、塑料、化纤、染料、香料和食品等工业。 国内乙醛生产方法有乙烯氧化法、乙醇氧化法和乙炔氧化法三种技术路线。工业上生产乙醛的原料最初采用乙炔，以后又先后发展了乙醇和乙烯路线。乙炔水化法成本高，因其催化剂——汞盐的污染难以处理等致命缺点，现以基本被淘汰。乙醇氧化或脱氢法制乙醛虽有技术成熟，不需要特殊设备，投资省，上马快等优点，但成本高于乙烯直接氧化法。乙烯直接氧化法制乙醛。由于其原料乙烯来源丰富而价廉

3、，加之反应条件温和，选择性好，收率高，工艺流程简单及“三废”处理容易等突出优点，深受世界各国重视，发展非常迅速，现以成为许多国家生产乙醛的主要方法。l精馏方案的确定：精馏塔流程的确定;塔型的选择;操作压力的选定;进料状态选定;加热方式等所选方案必须：（1）满足工艺要求；（2）操作平稳、易于调节；（3）经济合理；（4）生产安全。包括：流程的确定;塔型的选择;操作压力的选定;进料状态选定;加热方式等操作压力选择l精馏可在常压、加压或减压下进行。l沸点低、常压下为气态的物料必须选用加压精馏；热敏性、高沸点物料常用减压精馏。进料状态的选择l一般将料液预热到泡点或接近泡点后送入塔内。这样可使

4、：l(1)塔的操作比较容易控制；l(2)精馏段和提馏段的上升蒸汽量相近，塔径相似，设计制造比较方便。加热方式：l（1）间接蒸汽加热l（2）直接蒸汽加热l适用场合：待分离物系为某轻组分和水的混合物。l优点：可省去再沸器；并可利用压力较低的蒸汽进行加热。操作费用和设备费用均可降低。符号一览表符号名称符号名称F原料液的流量D塔顶产品的流量W塔底产品的流量xD塔顶产品摩尔分数xW塔底产品摩尔分数R回流比Rmin最小回流比Ls塔内液相流率Vs塔内气相流率ρL塔内液相平均密度ρv塔内气相平均密度σ表面张力NT理论塔板数μL进料混合物粘度ET全塔效率N上精馏段实际塔板数N下提馏段实际塔板数N实际

5、塔板数αB塔底相对挥发度αD塔顶相对挥发度αF进料板处相对挥发度α平均相对挥发度FLV气液相流动参数HT板间距C20气相负荷因子un设计气速uf液泛气速LW堰长An气体流通面积AT塔横截面积Af降液管面积hW堰高D塔径h0降液管与下层塔板的距离Ws安定区宽度Wc边缘宽度Wd堰宽Aa开孔区面积d0阀孔直径AO筛孔总面积φ开孔率δ板厚度C0孔流系数hd干板压降how堰上清液层高度ua气体速度Fa气体动能因子β液层充气系数hL液层阻力hf板压降eV雾沫夹带量Hd降液管内的清液层高度Hfd降液管内的泡沫层高度uow漏液点的孔速k稳定系数ψ雾沫夹带分率Vh气体流量Lh液体流量E修正系数τ停留

6、时间H顶塔顶空间H底塔底空间H人孔人孔高度N人孔人孔个数N加料加料板位置H加料进料段高度H裙座裙座高度dp塔顶蒸汽管接管直径dR回流管接管直径df进料管接管直径dw塔釜出料管接管直径Q热负荷T1热流体进口温度T2热流体出口温度t1冷流体进口温度t2冷流体出口温度K传热系数Δtm对数平均传热温差NT管子数NP管程数tB再沸器温度tD冷凝器温度λ保温层导热系数S散热面积Q损损失的热量K总传热系数δ保温层厚度αT空气对流传热系数第一章精馏塔的工艺设计1.1基本数据1.1.1生产任务处理量：4600kmol/h各组分含量：（含乙醛）0.9568wt%(或mol%)（含水）0.0432wt%

7、(或mol%)1.1.2分离要求连续精馏操作压力：0.12MPa（D1.08barB1.2bar）塔顶产品组成：(含乙醛)0.999wt%(或mol%)塔底残液组成：(含乙醛)0.0002wt%(或mol%)1.1.3设计条件和设计项目设计相图图1-1乙醛—水系统相平衡x—y图图1-2乙醛—水系统相平衡p—x—y图图1-3乙醛—水系统相平衡t—x—y图1.2物料衡算采用模拟计算，模拟条件：设定条件：进料F=4358.732kmol/h其中水占0.9568乙醛占0.04