化工原理精馏塔设计学院：机械工程学院专业：过程装备与控制工程班级：14级03班学号：201402070317学生姓名：夏轲任课老师：马艺提交日期：2017年5月16日目录一、设计方案的拟定1.1设计题目1.2设计内容1.3设计成果二、精馏塔工艺的设计及计算2.1塔的物料衡算2.2塔板数的确定2.3塔的平均温度2.4密度2.5混合物的粘度2.6相对挥发度2.7气液相体积流量计算2.8混合溶液表面张力2.9全塔效率及实际塔板数三、工艺计算及主体设备的设计3.1塔径的初步设计3.2溢流装置3.2.1堰长Wl3.2.2弓形降液管的宽度dW和横截面fA3.2.3降液管底隙高度h3.3塔板布置及浮阀数目与排列3.3.1塔板分布3.3.2浮阀数目与排列3.4塔板的流体力学计算3.4.1相通过浮阀塔板的压降3.5液泛3.6物沫夹带3.7塔板负载性能图3.7.1物沫夹带图3.7.2液泛线3.7.3液相负荷上限3.7.4漏液线3.7.5液相负荷下限性四、塔的附属设备选型及校核4.1接管4.1.1进料管4.1.2回流管4.1.3塔釜出料管4.1.4塔顶蒸汽出料管4.1.5塔釜进气管4.1.6法兰4.2筒体和封头4.2.1筒体4.2.2封头4.3除沫器4.4裙座4.5人孔4.6塔总体高度的计算4.6.1塔的顶部空间高度4.6.2塔的底部空间高度4.6.3塔立体高度五、塔的各项指标校检5.1风载荷5.2风弯矩5.3离心泵的选型5.4塔体的强度和稳定性校核5.5质量载荷5.6塔底抗压强校核5.7裙座的强度及稳定性校核5.8焊缝强度5.9水压试验时塔的强度和稳定性验算六、总结七、主要参考文献项目设计计算结果一、设计方案的拟定1.1设计题目1.2设计内容1.3设计成果二、精馏塔工艺的设计及计算2.1塔的物料衡算酒精回收利用精馏塔的设计（1）回收处理料量12000kg/h；（2）酒精进料10%（V/V）；（3）成品酒精浓度75%（V/V）；（4）酒精采用蒸汽加热连续常压精馏回收工艺，塔内件采用板式结构（1）合理的参数选择和结构设计（2）工艺计算和压降计算（3）从JB/T4710的要求，进行塔器结构的设计与强度校核（1）设计说明书一份（2）设计图纸包括：塔器的设备总图、零件图若干张1、料液及塔顶、塔底产品含乙醇摩尔分数F为原料液流量（kmol/s）D为塔顶产品流量（kmol/s）W为塔底残液流量（kmol/s）Fx为原料组成（摩尔分数）Dx为塔顶组成（摩尔分数）Wx为塔底组成（摩尔分数）塔底乙醇含量不高于0.2%将酒精体积比转化成质量比，自取酒精密度7893/mkg，水密度10003/mkg。进料管乙醇含量8.1%90%100010%78910%789出料管乙醇含量70.3%25%100075%78975%7892.2塔板数的确定%3.318/9.9146/1.846/1.8Fx%1.4818/7.2946/3.7046/3.70Dx%078.018/8.9946/2.046/2.0Wx2、物料衡算进料量：skmolF/176.03600)18967.046033.0(12000物料衡算式：WDFWxDxFxWDF联立代入求解：skmolWskmolD/164.0/0.012常压下乙醇-水气液平衡组成摩尔与温度的关系点。温度/℃液相气相1000095.51.9017.0089.07.2138.9186.79.6643.7583.312.3847.0480.116.6450.8982.723.3754.4582.326.0855.8081.532.7359.2680.739.6561.2279.850.7965.6479.751.9265.9979.357.3264.4178.767.6373.8578.4174.7278.1578.1581.4389.4(1)根据乙醇、水的平衡数据做x-y图%3.3Fx%1.48Dx%078.0WxskmolWskmolD/164.0/0.0122.3塔的平均温度根据1.01325×510pa下，乙醇-水的气液平衡组成关系可绘出平衡曲线即x-y曲线图，泡点进料，所以q=1.即q为一条直线，本平衡具有下凹部分，操作线尚未落到平衡线前，已与平衡线相切，qx=0.0332，qy=0.242，所以minR=1.145，操作回流比R=1.7175.已知：精馏段操作线方程为：xyx11DRRR=177.00.632nx提馏段操作线方程为：0004.003.6______1mwmmxxVWxVLy在图上做操作线，由此得到理论板TN=9（包括再沸器），加料板在3块理论板。利用表中数据由拉格朗日值求得Ft、Dt、Wt9.13.35.9521.790.10.899.95FFtt：℃79.93Ft65.391.487.8079.5065.398.797.80DDtt：℃02.80DtR=1.71752.4密度0078.010090.105.95100WWtt：℃82.99Wt精馏段平均温度：℃905.86202.8079.9321DFttt提馏段平均温度：℃96.805299.8279.9322WFttt已知混合液密度：BBAALaa1(a为质量分数，__M为平均相对分子质量)混合气密度：04.22__0TMTV（1）精馏段：℃86.905__1t液相组成7.49%66.97.86905.8666.921.77.800.89:111xxx得气相组成%32....
