【導讀】乙醇在工業(yè)、醫(yī)藥、民用等方面，都有很廣泛的應用，是重要的一種原料。醇和水的揮發(fā)度相差較大。精餾是傳質分離過程，即同時進行多次部分汽化和部。分冷凝的過程，可使混合液得到幾乎完全的分離。化工廠中精餾操作是在直立圓。形的精餾塔內(nèi)進行的，塔內(nèi)裝有若干層塔板或充填一定高度的填料。分離操作，必須從塔底引入上升蒸汽流和從塔頂引入下降液。液預熱器、回流液泵等附屬設備，才能實現(xiàn)整個精餾操作。流程和應注意的事項是非常必要的。

　　

【正文】 量，則塔底容量可較小。對于塔底產(chǎn)量大的塔，塔底容量也可取小些，有時僅取 35min 的儲量。對于易結焦物料，塔底停留時間則應按工藝要求而定， 值可按儲量和BH塔徑計算 這里取 t=12min=720sV 釜液=720＝ 3 mRabHWB )7.*143/().0*()/6*8( 22 ???????塔底液面距最后一塊板高度 ?化 工 原 理 課 程 設 計 41 塔體總高度 由下式計算： BFTDHSNH????39。)2( 式中： 塔頂空間高度，mm 塔板間距，mmT 開有人孔的塔板間距， mm39。H 進料段空間高度，mmF 塔底空間高度，mmB N—實際塔板數(shù)； S—人孔數(shù)目（不包括塔頂空間和塔底空間人孔） 本設計的塔體總高：H=19m。第九章主要接管尺寸計算 進料管由前面物料衡算得： 504./Fkmolh?，進料液密度， 。skgF/? 3782gL?進料由高位槽輸入塔中，適宜流速為 1～3m/s。取進料流速 u=,則進料管內(nèi)徑為： mudF ?????選取熱軋無縫鋼管 。校核設計流速： sdF /).(42 ???????化 工 原 理 課 程 設 計 42經(jīng)校核，設備適用。 回流管由前面物料衡算得：，skghkL/????回流液密度 。?采用泵輸送回流液，適宜流速為 ～。取回流液流速 u=，則回流管內(nèi)徑為：??????選取鋼管 。校核設計流速： sm/).(4??????經(jīng)校核，設備適用。 釜液出口管由前面物料衡算得： ，skgW/.???回流液密度 。3/?釜液出口管一般的適宜流速為 ～。取釜液流速 u=，則釜液出口管內(nèi)徑為：????選取熱軋無縫鋼管 Φ89。校核設計流速， smu /).(43????經(jīng)校核，設備適用?；?工 原 理 課 程 設 計 43 塔頂蒸汽管由前面物料衡算得： ，skgVs /???蒸汽管一般適宜流速為 15～25m/s.取蒸汽管流速為 u=20m/s，則塔頂蒸汽管管口內(nèi)徑為： mds ??????選取鋼管 Φ3778mm。校核設計流速： su /).(46?????經(jīng)校核，設備適用。 塔釜蒸汽管由前面物料衡算得：，skghkVa /13./????蒸汽管一般適宜流速為 15～25m/s.取蒸汽管流速為 u=20m/s，則塔釜蒸汽管管口內(nèi)徑為： ??選取鋼管 Φ3256mm。校核設計流速： su/).(41??????化 工 原 理 課 程 設 計 44第十章輔助設備設計定型 數(shù)據(jù)與說明 預熱器一個：預熱進料,同時冷卻釜液。 全凝器一個：將塔頂蒸汽冷凝,提供產(chǎn)品和一定量的回流。 冷卻器一個：將產(chǎn)品冷卻到要求的溫度后排出。管程 殼程 K 值范圍預熱器 料液 水蒸汽 280～850W/m 2s全凝器 冷水 物料蒸汽 280～850W/m 2s冷卻器 冷水 有機溶液 850～1500 W/m 2s 預熱器計算 設計流程要求泡點進料，進料濃度下的泡點溫度為 ℃，而原 料溫度為 20℃。釜殘液的溫度為 ℃，其主要成分是水，比熱比 原料液大，所以完全可以利用釜液對進料液進行預熱，使其達到泡點， 只要控制好釜殘液的流量，由于釜殘液能提供的熱量足夠，因而可以 穩(wěn)定控制進料溫度為泡點。擬定將釜液降至 35℃排出，以用于他途。 F=,W= Cttm???? 點進 料根據(jù)溫度，查相關表得： CP 水 =(kg℃), CP 乙醇 ＝(kg℃)。 sKJtFQm/)(. ?????吸 收 )/( CkgCxxPFPF ???水乙 醇化 工 原 理 課 程 設 計 45取總傳熱系數(shù) K=700=℃2m ?????Ctm ???????????? .)(.79)/( mtKQAm??取安全系數(shù) ，則實際傳熱面積為：A= 。2作為傳熱管，管心距 PT 為 ??取 Do=,管程為 1，管子根數(shù) 21， ，換熱管長度為 4500mm，??積為 ，管子按正三角形排列。2mG70041051806校核：A= 2Q=.=????所以傳熱足夠，設計滿足要求。 全凝器計算取水進口溫度為 25℃，水的出口溫度為 40℃，V =；塔頂出口氣體的溫度為 ℃，在此溫度下： =*730+（）*1564= sKJVQC /????所用水量： kg/s????.// ???水水水 tMPm ℃????????????t取安全系數(shù) 化 工 原 理 課 程 設 計 46A= ?????????作為傳熱管，管心距 PT 為 32mm5??取 Do=，管程為 6，管子根數(shù) 304， ，換熱管長度為 3000mm ?積為 ，管子按正三角形排列。2G70041051206 冷卻器計算取水進口溫度為 25℃，水的出口溫度為 35℃；塔頂全凝器出來的有機液D=；溫度為 ℃，降至 35℃。按產(chǎn)品冷卻前后的平均溫度查算比熱： ??sKJtDCQsKJCXpmPDPp /??????產(chǎn)產(chǎn) 水酒產(chǎn) ）（ ）（所用水量：kg/.// ?水水水 tMPm取總傳熱系數(shù) K=900=℃2℃????????????????mtA= ?./412/ mtkQ??取安全系數(shù) ，則 A=作為傳熱管，管心距 PT 為 ?取 Do=273mm，管程為 2，管子根數(shù) 32， ，換熱管長度為 3000mm ??積為 ，管子按正三角形排列。2m化 工 原 理 課 程 設 計 47校核：A= 2mQ== KJ/????Q所以傳熱足夠，設計滿足要求?；?工 原 理 課 程 設 計 48總結 課程設計看到我們的設計成果，我心里感到很高興，因為這其中包含了我的汗水和努力，以及對我們團隊協(xié)作能力的肯定。這是我第一次做設計，成功與否。我發(fā)自內(nèi)心的喜悅依舊不減，這種“豐收”的感覺讓我很滿足。 首先要感謝老師在這過程中不斷給我們指導，讓我們在心理上很有自信，有老師這個強力后盾，有什么困難我們都不怕。再次就是要感謝我的團隊，我們一組兩個人，在這次設計中，配合的很好，大家各司一職，專心完成自己任務的同時，又能協(xié)助別人完成任務，這真是讓我受益匪淺，既有自己的專屬任務，又可以幫別人，總之就是大家的能力都發(fā)揮了出來，既有任務劃分又沒有絕對的界限，這種配合我還是第一次經(jīng)歷，感覺很好，這無疑對今后我的工作是一個很寶貴的經(jīng)驗。 我這門課學的還算好，這次發(fā)揮了用場。應那句話，知識永遠都不過時，永遠都有用武之地。很慶幸當時很好的學了相關的專業(yè)課，這次的設計能順利進行，離不開我的一份功勞。 由于是工程上的問題，我們設計的不能像理論上那樣準確，存在誤差是在所難免的，計算過程中數(shù)字的一步步地四舍五入逐漸積累了較大的計算誤差，但是只要我們在計算中保持高的精確度，這種誤差可以大大地減小。在計算中，精餾段和提留段有一定的差別，這就要綜合所學知識，將二者合二為一，使其統(tǒng)一。兩周的課程設計雖然短暫而勞累，但卻給我以后的道路指出一條明路，那就是思考著做事，將事半功倍。同時使我認識到理論于實踐的結合有多重要，也使我在潛意識中慢慢形成了一種模式：純理論主義與純經(jīng)驗主義都是不可取的，只有聯(lián)系實際、活學活用才是對自己、對社會有用的?；?工 原 理 課 程 設 計 49致謝在此次設計過程中，方繼德老師給予我熱情的指導，使得我順利完成課程設計。也感謝和我一起參加設計的同組成員吳小波同學，我們一起探討，一起學習，一起進步，這是非常難忘的一個過程，復雜但充實，在此特別感謝！參考文獻[1] [M].北京：化學工業(yè)出版社，20xx、5[2]（第三版上冊）[M]. 北京：化學工業(yè)出版社，20xx、7[3][M].上?？茖W技術出版社 [4]（上冊）[5]王存文、.[M]。北京：化學工業(yè)出版社，[6]（有機卷）.[M]北京：化學工業(yè)出版社，附錄一 設計所需技術參數(shù)數(shù)值序號項目 精餾段 提餾段化 工 原 理 課 程 設 計 501 平均溫度 t m，℃ 2 平均壓力 P m，kPa 3 氣相流量 V s,（m 3/s） 4 液相流量 L s,(m3/s) 5 實際塔板數(shù) 25 86 塔徑,m 7 板間距,m 8 溢流形式 單流型 單流型9 降壓管形式 弓形 弓形10 堰長,m 11 堰高,m 12 板上液層高度,m 13 堰上液層高度,m 14 降壓管底隙高度,m 15 安定區(qū)寬度,m 16 邊緣區(qū)寬度,m 17 開孔區(qū)面積,m 2 18 篩孔直徑,m 19 篩孔數(shù)目 5388 538820 孔中心距,m 21 開孔率,% 23 篩孔氣速,m/s 24 穩(wěn)定系數(shù) 25 每層塔板壓降 Pa 26 液沫夾帶 eV,(kg 液/kg 氣) 27 液相負荷上限,m 3/s 103 10328 液相負荷下限,m 3/s 104 10429 操作彈性 化 工 原 理 課 程 設 計 51附錄二乙醇—水系統(tǒng) t—x—y 數(shù)據(jù)乙醇摩爾數(shù)/% 乙醇摩爾數(shù)/%沸點 t/℃液相 氣相沸點 t/℃液相 氣相 82 化 工 原 理 課 程 設 計 52附錄三篩板圖管的排列形式化 工 原 理 課 程 設 計 53附錄四 帶控制點的工藝流