化工单元过程及设备课程设计
设计题目 ： 专业班级 ： 姓学
名 ： 号 ：
筛板精馏塔设计 化工1303班
xxx 1315010xx 张亚刚 2016年1月14日
指导教师 ： 完成时间 ：
化学与化工学院《化工原理》课程组 制
化工单元过程及设备课程设计
设计 筛板精馏塔的设计 题目 设计用于甲醇—水溶液分离的常压筛板精馏塔，原料中含甲醇17%（质量分数，下同），泡点进料，要求塔顶出液浓度98%，塔釜出料浓度0.04%,处理量为9000kg/h,塔效率为0.8。 综合运用《化工原理》和相关先修课程的知识，联系化工生产实际，完设 计 任 务 及 要 求 成精馏操作过程的设备设计。要求有详细的工艺设计过程（包括计算机辅助计算程序）、工艺尺寸设计、辅助设备选型、设计结果概要及工艺设备条件图（CAD图），编写设计说明书。 指 导 教 师 评 语 成绩： 优良中 指导教师签名： 日期：2016年 月 日
化工单元过程及设备课程设计
摘 要
本设计采用浮阀精馏塔分离甲醇-水溶液。通过对原料产品的要求和物性参数的确定及对主要尺寸的计算，工艺设计和附属设备结果选型设计，完成对甲醇-水精馏工艺流程和主体备设计。乙醇-水溶液为非理想物系，利用作图法求出最小回流比为1.2075；由精馏费用模型编程得到最优回流比为2.1735，理论板数为15块，计算出全塔效率为0.8%，则实际板数为19块，其中精馏段7块，提馏段12块，进料位置为第6块。得到精馏塔的塔径2.7米，总高14.48米；板开孔率为10.1%，精馏段操作弹性为3.05，提馏段操作弹性为2.35，塔的流体力学验算，证明各指标数据均符合标准。强度校核表明，该精馏塔满足强度、刚度及稳定性等要求。
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化工单元过程及设备课程设计
目 录
摘 要 .................................................... I 1.绪论 ................................................... 1
1.1设计任务 .................................................... 1
1.2分离原料简介 ................................................ 1
2.筛板精馏塔原理及设备简介 ............................... 2
2.1精馏原理 ......................................................................................................... 2 2.2精馏设备 ......................................................................................................... 2 2.3 ..................................................................... 2 2.4筛板塔的特点 ................................................................................................. 2
3. 装置设备的工艺计算 .................................... 3
3.1设计方案图（见附录） ................................................................................. 3
3.2精馏塔的条件选取 ......................................................................................... 3 3.3精馏的工艺流程图的确定（见附录） ......................................................... 4 3.4筛板精馏塔设计计算 ..................................................................................... 4
3.4.1题目所给数据 ...................................................................................... 4 3.4.2精馏塔的物料衡算 .............................................................................. 4
3.4.3塔板数的确定 ...................................................................................... 5 3.4.4精馏塔的气液相负荷 .......................................................................... 8 3.4.5操作线方程的求取 .............................................................................. 8 3.4.6逐板法求取理论板层数 ...................................................................... 8 3.4.7实际塔板数的求取 .............................................................................. 9 3.5精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 ................................................. 9
3.5.1操作温度的计算 .................................................................................. 9 3.5.2平均摩尔质量 .................................................................................... 10 3.5.3液体平均表面张力计算 .................................................................... 11 3.5.4平均密度的计算 ................................................................................ 11 3.6精馏塔的塔体工艺尺寸计算 ....................................................................... 13
3.6.1塔径的计算 ........................................................................................ 13 3.6.2精馏塔有效高度的计算 .................................................................... 15 3.7塔板的主要尺寸计算 ................................................................................... 16
3.7.1溢流装置计算 .................................................................................... 16 3.8塔板布置 ....................................................................................................... 17
3.8.1塔板的分块 ........................................................................................ 17 3.8.2开孔面积计算 .................................................................................... 17 3.8.3筛孔计算及其排列 ............................................................................ 18 3.9筛板的流体力学验算 ................................................................................... 18
3.9.1干板阻力hc计算 ................................................................................ 18
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