90000吨年丙酮-水连续精馏塔设计化工原理课程设计.docx

化工原理课程设计 化工原理课程设计 题 目 90000 吨 /年丙酮 -水连续精馏塔设计 系 （院） 材料与化学工程 专 业 ************ 班 级 ***** 学生姓名 *** 学 号 ********* 指导教师 *** 职 称 2013年12 月10 日 化工原理设计任务书 I 化工原理课程设计 设计题目 ：丙酮－水二元物料板式精馏塔 设计条件 ： 常压： p 1atm 处理量： 90000 吨/ 年 进料组成： 25% 丙酮， 75%水（质量分率，下同） 馏出液组成： X D 0.965 釜液组成： 馏出液 99%丙酮，釜液 2%丙酮 塔顶全凝器 泡点回流 回流比： R=1.5Rmin 加料状态： q 1.0 单板压降： 0.7kpa 设计任务： 完成该精馏塔的工艺设计（包括物料衡算、热量衡算、筛板塔的设计算） 。 画出带控制点的工艺流程图、塔板负荷性能图、精馏塔工艺条件图。 写出该精馏塔的设计说明书，包括设计结果汇总和设计评价。 II 化工原理课程设计 摘 要 利用混合物中各组分挥发能力的差异，通过液相和气相的回流，使气、液 两相逆向多级接触， 在热能驱动和相平衡关系的约束下， 使得易挥发组分 （轻组分）不断从液相往气相中转移， 而难挥发组分却由气相向液相中迁移， 使混合物得到不断分离，称该过程为精馏。该过程中，传热、 传质过程同时进行 ，属传质过程控制 原料从塔中部适当位置进塔，将塔分为两段，上段为精馏段，不含进料，下段含进料板为提馏段，冷凝器从塔顶提供液相回流， 再沸器从塔底提供气相回流。气、液相回流 是精馏重要特点。 在精馏段 ,气相在上升的过程中，气相轻组分不断得到精制，在气相中不断地增浓，在塔顶获轻组分产品。 在提馏段，其液相在下降的过程中， 其轻组分不断地提馏出来， 使重组分在液相中不断地被浓缩，在塔底获得重组分的产品， 精馏过程与其他蒸馏过程最大的区别， 是在塔两端同时提供纯度较高的液相和气相回流， 为精馏过程提供了传质的必要条件。 提供高纯度的回流， 使在相同理论板的条件下，为精馏实现高纯度的分离时，始终能保证一定的传质推动力。 所以，只要理论板足够多， 回流足够大时，在塔顶可能得到高纯度的轻组分产品，而在塔底获得高纯度的重组分产品。 通过对精馏塔的运算， 主要设备的工艺设计计算——物料衡算、 热量衡算、 工艺参数的 选定、设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算， 可以得出精馏塔的各种设计如塔的工艺流程、 生产操作条件及物性参数是合理的，以保证精馏过程的顺利进行并使效率尽可能的提高。 本设计是以丙酮――水物系为设计物系，以筛板塔为精馏设备分离丙酮和 水。筛板塔是化工生产中主要的气液传质设备， 此设计针对二元物系丙酮－－水的精馏问题进行分析，选取，计算，核算，绘图等，是较完整的精馏设计过程。 通过逐板计算得出理论板数 11 块，回流比为 1.3032, 算出塔效率为 0.446 ，实际板数为 25 块，进料位置为第 7 块，在板式塔主要工艺尺寸的设计计算中得出塔径为 1.2 米，有效塔高 6.6 米。通过浮阀塔的流体力学验算， 证明各指标数据均符合标准。在此次设计中，对塔进行了物料衡算，本次设计过程正常，操作合适。 III 化工原理课程设计 目录 第一部分 设计概述 ····································1 一 、设计题目： 1 二 、工艺条件 : 1 三 、设计内容 1 四、工艺流程图 1 第二部分 塔的工艺计算 ·························· ········3 一、查阅文献，整理有关物性数据 3 二、全塔物料衡算与操作方程 7 三、全塔效率的估算 7 四、实际塔板数 8 五、精馏塔主题尺寸的计算 10 1 精馏段与提馏段的汽液体积流量 10 2 塔径的计算 12 3 塔高的计算 16 4 塔板结构尺寸的确定 16 5 弓形降液管 17 6 开孔区面积计算 18 7 筛板的筛孔和开孔率 18 六、筛板的流体力学验算 2 1 塔板压降 2 2 液面落差 2 七、塔板负荷性能图 4 1 精馏段塔板负荷性能图 4 2 提馏段塔板负荷性能图 7 八、精馏塔的主要附属设备 错误！未定义书签。 1.塔顶全凝器设计计算 11 2.料液泵设计计算 3 管径计算 12 九、设计结果一览表 11 十、符号说明 15 十一、附图 1 十二、参考文献 4 十三 . 设计小结 IV 化工原理课程设计 第一部分 设计概述 一 、设计题目： 筛板式连续精馏塔及其主要附属设备设计 二 、工艺条件 : 生产能力： 90000 吨 / 年（料液） 年工作日： 300 天 原料组成： 25%丙酮， 75%水（质量分率，下同） 产品组成：馏出液 99%丙酮，釜液 2%丙酮