【正文】 課程設計說明書 題目 乙醇 — 水連續(xù)篩板式精餾塔的設計 課 程 名 稱 化工原理 院 系 專 業(yè) 班 級 學 生 姓 名 學 號 指 導 教 師 成績 目錄 第一章 緒論 .............................................................................................................................................. 3 一、目的： ........................................................................................................................................ 3 二、已知參數(shù) ： ................................................................................................................................. 3 三、設計內容 ： ................................................................................................................................. 3 第二章 課程設計報告內容 ......................................................................................................................... 4 一、精餾流程的確定 .......................................................................................................................... 4 二、塔的物料衡算 .............................................................................................................................. 4 三、塔板數(shù)的確定 .............................................................................................................................. 5 四、塔的工藝條件及物性數(shù)據(jù)計算 ..................................................................................................... 7 五、精餾段氣液負荷計算 ................................................................................................................. 10 六、塔和塔板主要工藝尺寸計算 ....................................................................................................... 12 七、篩板的流體力學驗算 ................................................................................................................. 17 八、塔板負荷性能圖 ........................................................................................................................ 20 九、篩板塔的工藝設計計算結果總表 ................................................................................................ 23 十、精餾塔的附屬設備及接管尺寸 ......................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 第三章 總結 ............................................................................................................................................ 24 . 乙醇 — — 水連續(xù)精餾塔的設計 第一章 緒論 一、目的： 通過課程設計進一步鞏固課本所學的內容，培養(yǎng)學生運用所學理論知識進行化工單元過程設計的初步能力，使所學的知識系統(tǒng)化，通過本次設計，應了解設計的內容，方法及步驟，使學生具有調節(jié)技術資料，自行確定設計方案，進行設計計算，并繪制設備條件圖、編寫設計說明書。 在常壓連續(xù)精餾塔中精餾分離含乙醇 70%的乙醇 — 水混合液，分離后塔頂餾出液中含乙醇量不小于 90%，塔底釜液中含乙醇不高于 %（均為質量分數(shù)）。 二、已知參數(shù) ： （ 1）設計任務 ? 進料乙醇 X = 70 %（質量 分數(shù)，下同） ? 原料流量 Q = 20t/d ? 塔頂產品組成 90 % ? 塔底產品組成 % （ 2）操作條件 ? 操作壓強：常壓 ? 精餾塔塔頂壓強： 常壓 ? 釜加熱方式 :直接蒸汽 ? 進料熱狀態(tài)： 飽和蒸汽 進料 ? 回流比：自定待測 ? 冷卻水： 20 ℃ ? 加熱蒸汽：低壓蒸汽， MPa ? 單板壓強：≤ 1kpa ? 塔頂為全凝器，中間 飽和蒸汽 進料，篩板式連續(xù)精餾 三、 設計內容 ： （ 1） 設計方案的確定及流程說明 （ 2） 塔的工藝計算 （ 3） 塔和塔板主要工藝尺寸的計算（ a、塔高、塔徑及塔板結構尺寸的確 定； b、塔板的流體力學驗算； c、塔板的負荷性能圖） （ 4） 設計結果概要或設計一覽表 （ 5） 精餾塔工藝條件圖 （ 6） 對本設計的評論或有關問題的分析討論 第二章 課程設計報告內容 一、精餾流程的確定 乙醇、水混合料液經原料預熱器加熱至 飽和 后，送入精餾塔。塔頂上升蒸汽采用全凝器冷凝后，一部分作為回流，其余為塔頂產品經冷卻器冷卻后送至貯槽。塔釜采用 直接 蒸汽向沸熱器供熱，塔底產品經冷卻后送入貯槽。 二、 塔的物料衡算 (一 ) 料液及塔頂、塔底產品含乙醇摩爾分數(shù) ???Fx ???Dx ???Wx (二 ) 平均摩爾質量 k m o lkgM F /)( ?????? k m o lkgM D /)( ?????? k mo lkgM W /)0 0 0 (460 0 0 ?????? (三 ) 物料衡算 原料液流量 F=20xx0/(24*)= kmol/h 總物料衡算 FWD ?? 易揮發(fā)組分物料衡算 FxWxDx FwD ?? 聯(lián)立以上三式得 hkmo lF /? hkmo lD /? hkmo lW /? 三、 塔板數(shù)的確定 (一 ) 理論塔板數(shù) TN 的求取 乙醇、水屬理想物系，可采用 TN 、水的氣液平衡數(shù)據(jù)作 yx圖 附表 乙醇 — 水氣液平衡數(shù)據(jù) 液相中乙 醇的摩爾分數(shù) 氣相中乙醇的摩爾分數(shù) 液相中乙醇的摩爾分數(shù) 氣相中乙醇的摩爾分數(shù)