乙醇-水篩板精餾塔設(化工原理課程設計)

（一）設計題目乙醇—水二元物系篩板式精餾塔的設計（二）設計條件常壓：P=1atm處理量：100kmol/h進料組成：0.45餾出液組成：0.88釜液組成：0.12塔頂設全凝器，泡點回流加料熱狀況：q=0.98回流比單板壓降≤0.7kPa（三）設計內(nèi)容(1)精餾塔塔體工藝設計，包括物料衡算、熱量衡算、篩板塔的設計計算(2)繪制帶控制點的工藝流程圖、精餾塔設計條件圖。(3)撰寫精餾塔的設計說明書。目錄TOC\o"1-4"\h\u25884化工原理單元設計任務書 ⑶液體表面張力的阻力計算液柱氣體通過每層塔板的液柱高度液柱5.2液面落差5.3霧沫夾帶精餾段：故提餾段：故5.4漏液對于篩板塔，漏液點氣速可由下式計算精餾段：穩(wěn)定系數(shù):提餾段：穩(wěn)定系數(shù):5.5液泛為防止塔內(nèi)發(fā)生液泛，降液管內(nèi)液層高度應服從下式關系：丙酮水屬于不發(fā)泡物系，取，則精餾段：板上不設進堰口液柱，故在本設計中不會發(fā)生液泛現(xiàn)象。提餾段：液柱，故在本設計中不會發(fā)生液泛現(xiàn)象。第六章塔板負荷性能圖6.1漏液線精餾段：得：提餾段：在Ls值操作范圍內(nèi)取幾個Ls值,依上式計算出Vs值，計算結(jié)果見表3-1表3-1Ls-Vs關系數(shù)據(jù)精餾段提餾段Ls(m3/s)Vs(m3/s)Ls(m3/s)Vs(m3/s)0.0010.480.0010.550.0020.500.0020.560.0030.510.0030.580.0040.520.0040.596.2液沫夾帶線以精餾段：整理得：提餾段：整理得：在操作范圍內(nèi)任取幾個Ls值，依上式計算出Vs值，計算結(jié)果見表3-2表3-2Ls-Vs關系數(shù)據(jù)精餾段提餾段Ls(m3/s)Vs(m3/s)Ls(m3/s)Vs(m3/s)0.0011.160.0011.350.0021.100.0021.280.0031.060.0031.230.0041.010.0041.176.3液相負荷下限線對于平直堰，取堰上高度，作為最小液體符合標準，則=0.0066.4液相負荷上限線以作為液體在降液管中停留時間的下限則：6.5液泛線聯(lián)立得：故由式精餾段：將令最后整理得：提餾段：故由式將令整理得：在操作范圍內(nèi)任取幾個Ls值，依上式計算出Vs值，計算結(jié)果見表3-3表3-3Ls-Vs關系數(shù)據(jù)精餾段提餾段Ls(m3/s)Vs(m3/s)Ls(m3/s)Vs(m3/s)0.0011.710.0012.000.0021.650.0021.910.0031.570.0031.830.0041.490.0041.74由漏液線、液沫夾帶線、液相負荷上限線、液限負荷下限線、液泛線分別畫出精餾段和提餾段塔板負荷性能圖如下圖。結(jié)束語課程設計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識，發(fā)現(xiàn)，提出，分析和解決實際問題，鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié)，是對學生實際工作能力的具體訓練和考察過程。整個設計通過了軟件和硬件上的調(diào)試。我想這對于自己以后的學習和工作都會有很大的幫助。在這次設計中遇到了很多實際性的問題，在實際設計中才發(fā)現(xiàn)，書本上理論性的東西與在實際運用中的還是有一定的出入的，所以有些問題不但要深入地理解，而且要不斷地更正以前的錯誤思維。一切問題必須要靠自己一點一滴的解決，而在解決的過程當中你會發(fā)現(xiàn)自己在飛速的提升。這也激發(fā)了我今后努力學習的興趣，我想這將對我以后的學習產(chǎn)生積極的影響。老師總是耐心的講解，給我們的設計以極大的幫助，使我們獲益匪淺。因此非常感謝老師的教導。通過這次設計，更讓我懂得了學習的重要性，了解到理論知識與實踐相結(jié)合的重要意義，學會了堅持、耐心和努力，這將為自己今后的學習和工作做出了最好的榜樣。所以我認為這次的課程設計意義很深，會成為我大學里最難忘的一次經(jīng)歷，最后還要感謝老師的耐心輔導。主要符號說明符號說明符號說明x液相組分中摩爾分率hOW堰上液層高度y氣相組分中摩爾分率Wd弓形降液管寬度F進料液體量Af弓形降液管截面積D塔頂液體量θ降液停留時間W塔釜液體量ho降液管底隙高度t溫度Wc塔板邊緣區(qū)寬度α相對揮發(fā)度Ws塔板上入口安定區(qū)寬度R回流比Aa開孔區(qū)面積μ粘度δ碳鋼板厚度ET板效率do孔徑NP實際板數(shù)to孔中心距ρ密度n篩孔數(shù)目ρL液體密度uo篩孔氣速ρv氣體密度φ開孔率M摩爾質(zhì)量hc干板阻力Mv氣相摩爾質(zhì)量hl液層阻力ML液相摩爾質(zhì)量hσ液體表面張力阻力P壓力Fo氣相動能因子σ表面張力β充氣系數(shù)V體積Δ液面落差L1精餾段液相質(zhì)量流量I焓L2提餾段液相質(zhì)量流量ΔHv蒸發(fā)潛熱V1精餾段氣相質(zhì)量流量Tr對比溫度V2提餾段氣相質(zhì)量流量Cp比熱容Ls1精餾段液相體積流量Qc冷凝器熱負荷Ls2提餾段液相體積流量QB加熱器熱負荷Vs1精餾段氣相體積流量Wc冷卻水消耗量Vs2提餾段氣相體積流量Wh加熱蒸氣消耗量HT板間距H1塔頂封頭hL板上液層高度Ha塔頂空間D1塔徑HB塔底空間AT塔截面積HF進料板處間距l(xiāng)w堰長H塔總高度hw堰高Re雷諾數(shù)附錄附表1常壓下乙醇-水汽液平衡組成（摩爾）與溫度關系乙醇（摩爾分數(shù)）%溫度/℃乙醇（摩爾分數(shù)）%溫度/℃乙醇（摩爾分數(shù)）%溫度/℃汽相液相汽相液相汽相液相1.907.2109.6612.3816.6117.0038.91043.7547.0450.8995.589.010086.785.384.126.0832.7323.4739.6550.7951.9855.858.2654.4561.2265.6465.9982.381.582.780.779.879.767.6374.7257.3289.4373.8578.1568.4189.4378.7478.4179.378.15附表2不同溫度下乙醇和水的密度溫度/℃溫度/℃808590735730724971.8968.695100720716961.85958.4附表3不同溫度下乙醇和水的表面張力溫度/℃乙醇的表面張力/水的表面張力/溫度/℃乙醇的表面張力/水的表面張力/70801817.1564.362.69010016.215.260.758.8附表4不同溫度下混合液的黏度溫度/℃8090100110乙醇黏度0.4950.4060.3610.324水的黏度0.3550.31480.28240.2589參考文獻[1]柴誠敬，張國亮，夏清，等.化工原理(第二版)上冊[M].北京：高等教育出版社，2013.[2]王衛(wèi)東，等.化工原理課程設計[M].北京：化學工業(yè)出版社，2013.[3]王國勝.化工原理課程設計[M].大連：大連理工大學出版社，2006.[4]盧煥章.石油化工基礎數(shù)據(jù)手冊[M].北京：化學工業(yè)出版社，1982.[5]劉光啟，馬連湘，劉杰.化工物性算圖手冊[M].北京：化學工業(yè)出版社，2002.化工單元設計教師評分表評價單元評價要素評價內(nèi)涵滿分評分平時成績20%出勤能按時到指定設計地點進行課程設計，不曠課，不遲到，不早退。10紀律學習態(tài)度認真，遵守課程設計階段的紀律，作風嚴謹，按時完成課程設計規(guī)定的任務，按時上交化工單元設計有關資料。10說明書質(zhì)量30%說明書格式符合課程設計說明書的基本要求，用語、格式、圖表、數(shù)據(jù)、量和單位及各種資料引用規(guī)范等。10工藝設計計算根據(jù)選定的方案和規(guī)定的任務進行物料衡算，熱量衡算，主體設備工藝尺寸計算，附屬設備的選型等。20制圖質(zhì)量30%制圖圖形圖紙的布局、線形、字體、箭頭、整潔等。20制圖正確性符合化工單元設計任務書制圖要求，正確繪制流程圖和工藝條件圖等。10答辯20％對設計方案的理解答辯過程中，思路清晰、