课程设计---丙酮-水二元筛板精馏塔设计

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1、丙酮-水二元筛板精馏塔设计南京工业大学《化工原理》课程设计设计题目丙酮—水体系筛板精馏塔的设计学生姓名班级、学号指导教师姓名云志王昌松课程设计时间2010年6月14日-2010年6月25日课程设计成绩百分制权重设计说明书、计算书及设计图纸质量，70%独立工作能力、综合能力、设计过程表现、设计答辩及回答问题情况，30%设计最终成绩（五级分制）指导教师签字化学化工学院第38页共38页丙酮-水二元筛板精馏塔设计课程名称化工原理课程设计设计题目常压丙酮—水体系筛板精馏塔的设计学生姓名专业化学工程与工艺班

2、级学号1001070413设计日期2010年6月14日至2009年6月25日设计条件及任务：设计体系：丙酮——水设计条件:进料量:F=200kmol/h;进料浓度:=0.35进料热状态：泡点进料;常压，塔釜间接蒸汽加热设计要求：操作条件：塔顶压强为4kPa(表压)，单板压降不大于0.7kPa。塔顶冷凝水采用深井水，温度t＝12℃；塔釜加热方式：间接蒸汽加热，采用3kgf/cm2水蒸汽分离要求：0.9841,,回流比R/Rmin=1.6指导教师2010年6月11日第38页共38页丙酮-水二元筛板精

3、馏塔设计目录一、前言31、精馏与塔设备简介32、体系介绍43、筛板塔的特点44、设计要求4二、设计说明书51设计单元操作方案简介52筛板塔设计须知53筛板塔的设计程序6三、设计计算书61、设计参数的确定61.1进料热状态61.2加热方式61.3回流比R的选择61.4塔顶冷凝水的选择72、流程简介和流程图72.1流程简介72.1简略流程图73.理论塔板数的计算与实际板数的确定83.1理论板数计算83.1.1物料衡算83.1.2Rmin和R的确定83.1.3精馏段操作线方程的确定83.1.4精馏段和

4、提馏段气液流量的确定93.1.5提馏段操作线方程的确定93.2实际板层数的确定94精馏塔工艺条件计算104.1操作压强的选择104.2操作温度的计算104.3塔内物料平均分子量、张力、流量及密度的计算114.3.1密度及流量114.3.2液相表面张力的确定：124.3.3液体平均粘度计算124.4塔径的确定134.4.1精馏段134.4.2提馏段144.5塔有效高度154.6整体塔高155.塔板主要工艺参数确定155.1溢流装置155.1.1堰长lw155.1.2出口堰高hw16第38页共38页

5、丙酮-水二元筛板精馏塔设计5.1.3弓形降液管宽度Wd和面积Af165.1.4降液管底隙高度165.2塔板布置及筛孔数目与排列175.2.1塔板的分块175.2.2边缘区宽度确定175.2.3开孔区面积计算175.2.4筛孔计算及其排列186.筛板的力学检验186.1塔板压降186.1.1干板阻力计算186.1.2气体通过液层的阻力Hl计算196.1.3液体表面张力的阻力计算计算196.1.4气体通过每层塔板的液柱高196.2液面落差196.3液沫夹带206.4漏液206.5液泛207.塔板负荷

6、性能图217.1漏液线217.2液沫夹带线227.3液相负荷下限线237.4液相负荷上限线237.5液泛线237.6操作弹性248.辅助设备及零件设计258.1塔顶冷凝器（列管式换热器）258.1.1估计换热面积258.1.2壳体内径D的确定268.1.3折流挡板和支承板的设计278.1.4核算管程、壳程的流速及Re:278.1.5压降的计算288.1.6计算传热系数298.2塔釜再沸器308.3原料预热器318.4管道的计算318.4.1塔釜残液出料管318.4.2回流液管328.4.3再沸器

7、蒸汽进口管328.4.4塔顶蒸汽进冷凝器出水管328.4.5冷凝水管338.5泵的选型339、设计结果总汇3410、参考文献及设计手册35四、设计感想36第38页共38页丙酮-水二元筛板精馏塔设计一、前言1、精馏与塔设备简介蒸馏是分离液体混合物的一种方法，是传质过程中最重要的单元操作之一，蒸馏的理论依据是利用溶液中各组分蒸汽压的差异，即各组分在相同的压力、温度下，其探发性能不同（或沸点不同）来实现分离目的。例如，设计所选取的甲醇-水体系，加热甲醇（沸点64.5℃）和水（沸点100.0℃）的混合物

8、时,由于甲醇的沸点较水为低,即甲醇挥发度较水高,故甲醇较水易从液相中汽化出来。若将汽化的蒸汽全部冷凝，即可得到甲醇组成高于原料的产品，依此进行多次汽化及冷凝过程，即可将甲醇和水分离。这多次进行部分汽化成部分冷凝以后，最终可以在汽相中得到较纯的易挥发组分，而在液相中得到较纯的难挥发组分，这就是精馏。在工业中，广泛应用精馏方法分离液体混合物，从石油工业、酒精工业直至焦油分离，基本有机合成，空气分离等等，特别是大规模的生产中精馏的应用更为广泛。蒸馏按操作可分为简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏、特殊精馏等多种方