分离乙醇—水板式精馏塔设计设计说明书

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分离乙醇—水板式精馏塔设计
5.4.1 塔板阻力 HP ................................................... 32 5.4.2 降液管泡沫层高度 ............................................. 34 5.4.3 液体在降液管内的停留时间 ..................................... 35 5.4.4 雾沫夹带量校核 ............................................... 35 5.4.5 漏液点 ....................................................... 37 5.5 操作负荷性能图 ................................................. 38 5.6 设计结果 ....................................................... 43 6、辅助设备的计算与选型............................................ 45 6.1 料液储罐的选型 ................................................. 45 6.2 换热器的选型 ................................................... 46 6.2.1 预热器 ....................................................... 47 6.2.2 再沸器 ....................................................... 48 6.2.3 全凝器热负荷及冷却水消耗量 ................................. 49 6.2.4 产品冷却器 ................................................. 50 6.3 各接管尺寸的确定 ............................................. 51 6.3.1 进料管 ..................................................... 51 6.3.2 釜残液出料管 ............................................... 51 6.3.3 回流液管 ................................................... 51 6.3.4 塔顶上升蒸汽管 ............................................. 52 6.3.5 水蒸汽进口管 ............................................... 52 6.4 塔高 ......................................................... 53 6.5 法兰 ......................................................... 54 6.6 人孔 ......................................................... 56 6.7 视镜 ......................................................... 56 6.8 塔顶吊柱 ..................................................... 56 6.9 泵的计算及选型 ............................................... 57 7、经济横算........................................................ 58 7.1 成产成本 ..................................................... 58 7.2 水蒸汽费用 CS ................................................. 58 7.3 冷却水费用 CW ................................................. 58 7.4 设备投资费 CD ................................................. 59 7.5 总费用 ....................................................... 59 7.6 利润 ......................................................... 59 8 心得体会 ......................................................... 60
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分离乙醇—水板式精馏塔设计
符号说明： 英文字母 Aa---- 塔板的开孔区面积，m2 Af---- 降液管的截面积, m2 Ao---- 筛孔区面积, m2 AT----塔的截面积 m2 △PP---- 气体通过每层筛板的压 降 C----负荷因子 无因次 t----筛孔的中心距 C20----表面张力为 20mN/m 的负荷因子 do----筛孔直径 u’o---- 液体通过降液管底隙的速 度 D----塔径 m Wc----边缘无效区宽度 ev----液沫夹带量 kg 液/kg 气 Wd----弓形降液管的宽度 ET----总板效率 Ws----破沫区宽度 R----回流比 Rmin----最小回流比 M----平均摩尔质量 kg/kmol tm----平均温度 ℃ g----重力加速度 9.81m/s2 Z----板式塔的有效高度 Fo----筛孔气相动能因子 kg1/2/(s.m1/2) hl----进口堰与降液管间的水平距离 m θ----液体在降液管内停留时间 hc----与干板压降相当的液柱高度 m υ----粘度 hd----与液体流过降液管的压降相当的液注高度 m ρ----密度 hf----塔板上鼓层高度 m σ----表面张力 hL----板上清液层高度 m Ψ----液体密度校正系数 h1----与板上液层阻力相当的液注高度 m 下标 ho----降液管的义底隙高度 m max----最大的 how----堰上液层高度 m min----最小的 hW----出口堰高度 m L----液相的 h’W----进口堰高度 m V----气相的 hσ----与克服表面张力的压降相当的液注高度 m H----板式塔高度 m HB----塔底空间高度 m Hd----降液管内清液层高度 m HD----塔顶空间高度 m HF----进料板处塔板间距 m HP----人孔处塔板间距 m HT----塔板间距 m H1----封头高度 m H2----裙座高度 m K----稳定系数 lW----堰长 m
分离乙醇—水板式精馏塔设计
课 程 设 计
课程名称： 题目名称： 学生学院： 专业班级： 学生学号： 学生姓名： 指导教师：
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化 工 原 理
分离乙醇—水板式精馏塔设计
轻 工 化 工 学 院
2010 年
6 月
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20
日
分离乙醇—水板式精馏塔设计
1.设计任务.......................................................... 6 2.工艺流程图........................................................ 8 3.设计方案.......................................................... 8 3.1 设计方案的确定 .................................................. 8 3.1.1 塔型的选择 .................................................... 8 3.1.2 操作压力 ...................................................... 8 3.1.3 进料方式 ...................................................... 9 3.1.4 加热方式 ...................................................... 9 3.1.5 热能的利用 .................................................... 9 3.1.6 回流方式 ..................................................... 10 3.2 实验方案的说明 ................................................. 10 4、板式塔的工艺计算................................................ 11 4.1 物料衡算 ....................................................... 11 4.2 最小回流比 RMIN 和操作回流比 R 的确定 .............................. 12 4.3 操作线的确定 ................................................... 14 4.3.1 精馏段操作曲线方程 ........................................... 14 4.3.2 提馏段操作曲线方程 ........................................... 14 4.4 确定理论板层数 NT ............................................... 15 4.5 确定全塔效率 ET 和实际塔板层数 NP ................................. 15 4.5.1 相对挥发度 ................................................... 15 4.5.2 物系黏度 ..................................................... 16 4.5.3 全塔效率和实际塔板数 ......................................... 16 4.6 操作压强的计算 ................................................. 17 4.7 平均分子量的计算 ............................................... 18 4.8 平均密度的计算 ................................................. 18 4.9 表面张力的计算 ................................................. 20 4.10 平均流量的计算 ................................................ 21 5、塔体和塔板的工艺尺寸计算........................................ 22 5.1 塔径 ........................................................... 22 5.2 溢流装置 ....................................................... 25 5.3 塔板布置及筛板塔的主要结构参数 ................................. 30 5.4 塔板流体力学验算 ............................................... 32