【正文】 目錄第一部分 課程設(shè)計任務(wù)書 一、設(shè)計題目…………………………………………………4二、設(shè)計任務(wù)…………………………………………………4三、設(shè)計條件…………………………………………………4四、設(shè)計內(nèi)容…………………………………………………5 第二部分 精餾塔的設(shè)計一、精餾塔的物料衡算………………………………………6 （一）、原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分率…………………6 （二）、原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量………………6 （三）、物料衡算 ………………………………………………6二、塔板數(shù)的確定……………………………………………6 （一）、理論板層數(shù)的求取……………………………………7 （二）、實際塔板數(shù)的求取……………………………………10三、塔的操作工藝條件及相關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算 ………………10 （一）、操作壓力計算 ……………………………………… 10 （二）、操作溫度計算 ……………………………………… 10 （三）、平均摩爾質(zhì)量計算…………………………………… 11 （四）、平均密度計算…………………………………………12 （五）、液體平均表面張力計算…………………………………14（六）、液體平均粘度計算 …………………………………16四、精餾塔的氣、液相負荷計算………………………………18 （一）、精餾段氣、液相負荷計算………………………………18（二） 、提餾段氣、液相負荷計算……………………………18五、精餾塔的塔體工藝尺寸計算………………………………19 （一）、塔徑的計算…………………………………………… 19 (二）、精餾塔有效高度的計算…………………………………20六、塔板主要工藝尺寸的計算…………………………………20 （一）、溢流裝置計算…………………………………………20 （二）、塔板布置………………………………………………23七、篩板的流體力學(xué)驗算………………………………………25 (一) 、塔板壓降 ……………………………………………25 (二) 、液面落差…………………………………………… 27 (三) 、液沫夾帶…………………………………………… 27 (四) 、漏液………………………………………………… 28 (五) 、液泛………………………………………………… 28八、塔板負荷性能圖………………………………………… 29 （一）、精餾段塔板負荷性能圖…………………………………29 （二）、提餾段塔板負荷性能圖…………………………………32九、精餾塔的設(shè)計計算結(jié)果匯總一覽表………………………37 第三部分 冷凝器的設(shè)計一、確定設(shè)計方案 ……………………………………………39二、確定物性數(shù)據(jù)…………………………………………… 39三、計算熱負荷……………………………………………… 40 殼程液流量…………………………………………………40 殼程流體的汽化潛熱……………………………………… 40 熱負荷………………………………………………………41四、逆流平均溫差…………………………………………… 41五、冷卻水用量 ………………………………………………41六、估算傳熱面積 ……………………………………………42七、換熱器的工藝結(jié)構(gòu)尺寸……………………………………42八、換熱器核算 ………………………………………………43九、換熱器主要結(jié)構(gòu)尺寸和計算結(jié)果…………………………47 第四部分 再沸器的設(shè)計一、有關(guān)物性的確定………………………………………… 48二、估算傳熱面積、初選換熱器型號…………………………51三、傳熱能力核算 ……………………………………………52四、循環(huán)流量的校核 …………………………………………58 計算循環(huán)推動力…………………………………………58 循環(huán)阻力 ………………………………………………59 循環(huán)推動力與循環(huán)阻力的比值 ………………………60五、再熱器主要結(jié)構(gòu)尺寸和計算結(jié)果…………………………61 第五部分 其它設(shè)計附圖………………………………………………………62設(shè)計評估………………………………………………………67參考資料………………………………………………………68第一部分課程設(shè)計任務(wù)書一、課程設(shè)計題目：篩板式精餾塔的設(shè)計 二、設(shè)計任務(wù)：完成精餾塔的工藝設(shè)計；精餾塔設(shè)備設(shè)計；有關(guān)附 屬設(shè)備的設(shè)計和選用；繪制工藝流程圖；塔板結(jié)構(gòu) 簡圖和塔板負荷性能圖；編制設(shè)計說明書。 三、設(shè)計條件： 處理量： 100000 （噸/年）。 原料液組成：甲醇的質(zhì)量分率為93%。二甲醚的質(zhì)量分率為7% 進料狀態(tài)： 泡點進料 料液初溫 ： 60℃ 冷卻水的溫度： 30℃ MPa 精餾塔塔頂壓強: (表壓) 單板壓降不大于 kPa %% 1生產(chǎn)時間：330天/年，每天24小時 1塔板類型：篩板塔 1 KPa 四、設(shè)計內(nèi)容 （一）、工藝設(shè)計 選擇工藝流程和工藝條件（要求畫出工藝流程） ①加料方式； ②加料狀態(tài)； ③塔頂蒸汽冷凝方式； ④塔釜加熱方式； ⑤塔頂塔底的出料狀態(tài)； ⑥塔頂產(chǎn)品由塔頂產(chǎn)品冷卻器冷卻至常溫。 精餾工藝計算 ①物料衡算確定各物料流量和組成； ②經(jīng)濟核算確定適宜的回流比； ③精餾塔實際塔板數(shù)。 （二）、精餾塔設(shè)備設(shè)計 選擇塔型和板型。采用板式塔，板型為篩板塔， 塔和塔板主要工藝結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算 塔內(nèi)流體力學(xué)性能的設(shè)計計算； 繪制塔板負荷性能圖。畫出精餾段和提餾段某塊的負荷性 能圖 有關(guān)具體機械結(jié)構(gòu)和塔體附件的選定。 接管規(guī)格、筒體與封頭、除沫器、裙座、吊柱、人孔、塔 的頂部空間、塔的底部空間。 接管規(guī)格：（1）進料管（2）回流管（3）塔釜出料管（4）塔頂蒸汽出料管（5）塔釜進氣管（6）法蘭 總塔高的計算：包括上、下封頭、裙座高度、塔主體的 高度、塔的頂部空間、塔的底部空間 （三）、附屬設(shè)備的設(shè)計與選型 換熱器選型。對原料預(yù)熱器、塔底再沸器、塔頂產(chǎn)品冷 卻器等進行選型。 塔頂冷凝器設(shè)計選型。根據(jù)換熱量，回流管內(nèi)流速，冷 凝器高度，對塔頂進行選型設(shè)計。 （四）、設(shè)計結(jié)果匯總 （五）、工藝流程圖及精餾塔工藝條件圖 （六）、對本設(shè)計的評述或?qū)τ嘘P(guān)問題的分析與討論 第二部分 精餾塔的設(shè)計一、精餾塔的物料衡算 (一)、原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分率 二甲醚的摩爾質(zhì)量MA=46 kg/kmol 甲醇的摩爾質(zhì)量MB=32kg/kmol、。《‘； （二）、原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量 MF=46＋(1－)32= ㎏/kmol MD=46＋(1－)32= kg/kmol MW=46＋(1－)32= kg/kmol（三）、物料衡算 對于甲醚甲醇雙組分的連續(xù)精餾塔，根據(jù)總物料衡算及甲苯的物料衡算可求得餾出液流率D及殘液流率W。 進料流量W= 聯(lián)立解得D= kmol/h , F= kmol/h二、塔板數(shù)的確定 （一）、理論板層數(shù)NT的求取 二甲醚、甲醇的溫度組成 甲苯乙苯屬理想物系，可采用圖解法求理論板層數(shù)。 根據(jù)（A、B、C為Antoine方程常數(shù)由手冊已查得如表1）求得一系列溫度下甲苯和乙苯的蒸氣壓、。表1安托尼常數(shù)物質(zhì)ABC甲醚甲醇 再根據(jù)泡點方