课程设计-乙醇—水连续精馏塔筛板塔的设计CJP

广东石油化工

学院 学 院

化工原理课程设计

题 目 乙醇—水连续精馏塔筛板塔的设计 指导教师

成绩 评阅教师

姓名 CJP 陈平平 班级 化工卓越14-1 学号 14014260112 完成时间 2017年1月11日

化工原理课程设计任务书

一、设计题目

题目：乙醇—水连续精馏塔筛板塔的设计。

工艺参数：原料含乙醇35％+0.05*学号后两位(质量分数，下同)

塔顶产品中乙醇含量为：不小于70％，塔底残液中含乙醇为：不高于10％。 该塔的生产能力为： 质量流量=（10+0.1*学号后两位）吨/小时 基本条件：顶压强为4kPa(表压)，单板压降≯0.7kPa，料液以泡点状态进入塔内，塔底供热可间接加热（再沸器）和直接水蒸气加热。回流比：自选。 二、设计内容：

1、设计方案的确定及流程说：

确定全套精馏装置的流程，并对操作条件和主要设备做简要说明。 2、塔的工艺计算：物料衡算、理论板数、实际板数、热量衡算、精馏塔主要物性。

3、塔和塔板的工艺尺寸设计： 1）塔高、塔高及塔径的确定并圆整； 2）塔板结构尺寸的确定；

3）塔板的流体力学验算；绘出塔板的负荷性能图。 4、辅助设备选型与计算：

1）塔顶冷凝器的热负荷和冷却水用量； 2）塔底再沸器的热负荷和水蒸汽用量； 5、接管尺寸计算；

6、绘制塔板结构图（大号坐标纸）； 7、设计结果概要或设计一览表；

8、对本设计的评述或有关问题的分析讨论。 三、设计要求：

1、设计完成后，设计说明书一份。设计说明书包括：封面、目录、设计任务书、设计计算书、设计结果汇总表、塔板的负荷性能图、塔板结构图、参考文献及设计自评表等。 2、设计计算书主要包括：设计内容 四、参考文献格式：

作者 题名 书刊名 出版地 出版者 出版日期 参考章节

五、参考书目:

1、 2、 3、

姚玉英 . 化工原理 ,上册,1版.天津:天津大学出版社,1999 柴诚敬.化工原理课程设计. 1版.天津:天津大学出版社,1994 匡国柱.化工单元过程及设备课程设计. 1版.北京:化学工业出版

社,2002 4、

李功祥.常用化工单元设备设计.1版.广州:华南理工大学出版

社,2003

六、设计基础数据

常压下乙醇—水系统t—x—y数据如表1—6所示。

表1—6 乙醇—水系统t—x—y数据

乙醇摩尔数/% 沸点t/℃ 液相 99.9 99.8 99.7 0.004 0.04 0.05 气相 0.053 0.51 0.77 82 81.3 80.6 沸点t/℃ 液相 27.3 33.24 42.09 气相 56.44 58.78 62.22 乙醇摩尔数/% 99.5 99.2 99.0 98.75 97.65 95.8 91.3 87.9 85.2 83.75 82.3 0.12 0.23 0.31 0.39 0.79 1.61 4.16 7.41 12.64 17.41 25.75 1.57 2.90 3.725 4.51 8.76 16.34 29.92 39.16 47.49 51.67 55.74 80.1 79.85 79.5 79.2 78.95 78.75 78.6 78.4 78.27 78.2 78.15 48.92 52.68 61.02 65.64 68.92 72.36 75.99 79.82 83.87 85.97 89.41 64.70 66.28 70.29 72.71 74.69 76.93 79.26 81.83 84.91 86.40 89.41 乙醇相对分子质量：46；水相对分子质量：18 25℃时的乙醇和水的混合液的表面张力与乙醇浓度之间的关系为：

σ?67.83364?2.9726x?0.09604x2?0.00163x3?1.348?10?5x4?4.314?10?8x5 式中 σ——25℃时的乙醇和水的混合液的表面张力，N／m；

x——乙醇质量分数，％。

其他温度下的表面张力可利用下式求得

(1-54)

式中 σ1——温度为T1时的表面张力；N／m；

σ2——温度为T2时的表面张力；N／m；

σ1?TC?T2??＝??σ2?TC?T1??

1.2TC——混合物的临界温度，TC＝∑xiTci ，K；

xi——组分i的摩尔分数；

TCi——组分i的临界温度， K。

板效率计算公式：ET=0.49*(αμl)-0.245