化工原理课程设计化工原理课程设计的作用掌握化工原理课程设计的方法设计型计算的主要特征南京工业大学化工原理课程设计任务书专业：化学工程与工艺班级：化工0901～4姓名：.设计日期：2011年12月19日至2011年12月30日设计题目：常压二元筛板精馏塔的设计设计条件：设计题目：常压二元筛板精馏塔的设计设计条件：体系：1）苯－甲苯；2）乙醇－水；3）甲醇－水；4）丙酮－水。已知：进料量F：1)=180kmol/h；+20进料浓度ZF：1)0.15；2)0.20；3)0.25；4)0.30；5)0.35；6)0.40；7)0.45；8)0.50。进料状态：1)q>1,冷液进料(1.08)；2)q=1,泡点液体；3)0<q<1,汽液混合物(0.5)；4)q＝0饱和蒸汽；5)q<0,过热蒸汽(-0.5)。设计题目：常压二元筛板精馏塔的设计设计条件：操作条件：塔顶压强p顶=4kPa(表压)，单板压降不大于0.7kPa。塔顶冷凝水一般采用深井水，温度t＝12℃；塔釜加热方式：1）直接蒸汽加热；2)间接蒸汽加热，一般采用3kgf/cm2水蒸汽。全塔效率：ET=52%分离要求：1)xD=99.5％(乙醇－水体系xD=88％)；2)xW=0.2％（乙醇－水体系xW=1％）；3)回流比R/Rmin=1.6。设计计算的内容：一、流程的设计；二、物料衡算；三、1.理论板数NT；2.ET；3.N；四、工艺计算和物性1.Pm；2.tm；3.Mm；4.m；5.m；6.Lm；五、负荷计算设计计算的内容：六、1、塔径D2、溢流装置单溢流弓形降液管；平形降液管平形溢流堰lw＝0.66D,hw；wd；Ad；h03、塔板布置4、n,5、Z6、塔高设计计算的内容：七、流体力学验证1.Hp；2.ev；3.漏液；4.液泛八、塔板负荷图九、总图十、附属设备及接管尺寸核心：精馏段、提馏段计算及校核换热器的计算及校核氯仿－苯体系汽液平衡数据(101.325kPa)甲醇－水体系汽液平衡数据(101.325kPa)板式塔塔板结构浮阀塔板结构（2）塔板上的气—液两相流动汽、液两相接触方式塔板上理想流动情况：液体横向均匀流过塔板，气体从气体通道上升，均匀穿过液层。气液两相接触传质，达相平衡，分离后，继续流动。液泛现象1)过量雾沫夹带液泛2）降液管液泛当塔内气、液两相流量较大，导致塔板阻力及降液管内阻力增大时，均会引起降液管液层升高，以致达到上一层塔板，破坏降液管的正常流动，直至液相逐渐充满塔板空间，发生液泛。（2）严重漏液三、常用塔板的类型（2）筛板塔板（3）浮阀塔板优点：浮阀根据气体流量，自动调节开度，提高了塔板的操作弹性、降低塔板的压降，同时具有较高塔板效率，在生产中得到广泛的应用。缺点：浮阀易脱落或损坏。（4）多降液管（MD）塔板优点：提高允许液体流量五.筛板塔化工设计计算（1）塔的有效高度Z已知：实际塔板数NP；塔板间距HT；C：气体负荷因子，与HT、液体表面张力和两相接触状况有关。对于筛板塔(浮阀、泡罩塔)，可查图，C20=(HT、FLV)②选取设计气速u选取泛点率：u/uf一般液体，0.6~0.8易起泡液体，0.5~0.6（3）溢流装置设计①溢流型式的选择依据：塔径、流量；型式：单流型、U形流型、双流型、阶梯流型等。堰长lW：影响液层高度。(4)塔板及其布置①受液区和降液区一般两区面积相等。②入口安定区和出口安定区（5）筛孔的尺寸和排列筛孔：有效传质区内，常按正三角形排列。筛板开孔率：筛孔直径d0:3~8mm(一般)。12~25mm(大筛孔)孔中心距t:(2.5~5)d0取整。开孔率φ:通常为0.08~0.12。板厚：碳钢（3~4mm）、不锈钢。(6)塔板的校核对初步设计的结果进行调整和修正。说明：超过允许值，可调整塔板间距或塔径。②塔板阻力的计算和校核塔板阻力：（b）液层阻力hl说明：若塔板阻力过大，可增加开孔率或降低堰高。（a）液面落差Δ一般较小，可不计。当不可忽略时，泡沫层高度（a）计算严重漏液时干板阻力h0´①过量液沫夹带线（气相负荷上限线）规定：ev=0.1（kg液体/kg气体）为限制条件。代入相关公式，如hOW、σ、u0’，整理出。塔板的操作弹性：或1.管国锋.赵汝溥.化工原理（第二版），北京:化学工业出版社，2003.2.柴诚敬，王军，张缨.化工原理课程设计，天津科学技术出版社，天津:2006.3.国家医药管理局上海医药设计院.化工工艺设计手册（上、下），北京:化学工业出版社，1996.4.姚玉英,陈常贵,柴诚敬.《化工原理》上册，天津:天津大学出版社，20035.陈常贵