年处理4万吨丙酮-水连续精馏塔设计

化工单元课程设计题目：年处理4万吨丙酮-水连续精馏塔设计学院化学学院专业班级制药一班学生姓名学生学号指导教师

设计任务书一、设计题目年处理4万吨丙酮-水连续精馏塔设计二、设计条件=1\*GB2⑴生产时间8000小时,处理量4万吨/年，进料含丙酮55%=2\*GB2⑵塔顶操作压力常压（绝压）=3\*GB2⑶塔顶采用全凝器，泡点回流=4\*GB2⑷塔釜为饱和蒸汽间接加热=5\*GB2⑸筛板塔精馏设计=6\*GB2⑹塔顶产品丙酮浓度不低于98%（质量分率）塔底釜液丙酮不高于1%（质量分率）三、设计任务=1\*GB2⑴完成精馏塔的物料衡算、热量衡算和设备设计计算及辅助设备设计选型计算。=2\*GB2⑵绘制生产工艺流程图、精馏塔设计条件图。=3\*GB2⑶撰写设计说明书。

目录TOC\o"1-2"\h\u13459摘要 ⑸裙座塔底常用裙座支撑，本设计采用圆筒形裙座，裙座壁厚取16mm。基础环内径：基础环外径：圆整后：考虑到再沸器，取裙座高2m。塔体总高度：5.2.2进料管线管径进料流量为，气温度由25℃升至61.275℃后进入精馏塔。选择原料流速管线直径：根据管材规范，应选择Φ56×3.5的管材，其内径为0.049则实际流速：5.2.3原料泵的选择设料液面至加料孔12m,90°标准弯头两个，180°回弯头一个，球心阀（全开）1个则有关部件的阻力系数分别为：进口突然收缩：ζ=0.590°标准弯头：ζ=0.75180°回弯头：ζ=1.5球心阀（全开）：ζ=6.4则总的局部阻力系数为：Σζ=0.75×2+6.4+0.5+1.5=9.9已知：取管壁粗糙度查得λ=0.0275则：在两截面之间列柏努利方程求泵的扬程为：所选泵的额定流量和扬程应略大于系统所需的，据此选IS型单级单吸离心泵具体性能见表5-3。表5-3IS型单级单吸离心泵性能参数[4]型号流量（m3/h）扬程m电机功率KW质量（泵/底座）/kg转速r/min结构IS50-32-12512.5202.032/462900单级单吸离心泵5.3回流罐的设计[6]设凝液在回流罐中停留的时间为10min,罐的填充系数取0.7，则该罐的容积V计算如下：圆整后塔釜馏出液的速度一般可取0.5～1.0m/s.本设计取0.6m/s式中：W--塔釜馏出液的质量流量kg/s--塔釜液相对密度所以根据管材规范，应选择Φ45×3.5的管材，其内径为0.038

结论筛板塔设计计算结果序号项目计算数据序号项目计算数据精馏段提馏段精馏段提馏段1气相流量Vs，（m3/s）0.51210.531114筛孔数目1217（总)2液相流量Ls(m3/s)0.000270.001415孔中心距,m0.0153塔径,m0.816开孔率,%10.14板间距,m0.4517空塔气速,m/s1.021.065溢流形式单溢流18筛孔气速,m/s21.3922.196降液管形式弓形19稳定系数2.22.187堰长,m0.4820单板压降,kpa0.5830.648堰高,m0.0440.03621负荷上限液泛控制9板上液层高度,m0.0522负荷下限漏液控制10堰上液层高度,m0.0060.01423液沫夹带eV(kg液/kg气)0.0280.0075311降液管底隙高度,m0.0070.0324汽相负荷上限，m3/s1.320.9612开孔区面积,m20.23725汽相负荷下限m3/s0.160.2213筛孔直径,m0.00526操作弹性8.254.364

结束语通过了将近一个月的努力，终于将本次课程设计完成，前两周一直在改手稿，然后输入电子版并绘制CAD和手画带控制点的流程图，此次课程设计本人收获良多，首先在面对困难与挫折面前，我学会了勇敢面对而不是逃避，在面对一次次修改手稿的时候我选择了继续坚持;其次，我可以和更熟练的将所学的知识应用在课程设计里，初步了解到了化工在工厂应用的一些基本知识;最后，我更好的掌握了Aspen、CAD、Word及Excel等软件的功能。总而言之，在本次课程设计中我收获了很多，老师也交给了我很多东西，有大方面的问题也有细节性问题，我非常喜欢我们的老师，她非常有责任人心，每次我问问题的时候她总会不厌其烦的回答我，不管时间多晚她都会回答我的问题，在这里我要谢谢我的指导老师刘老师，如果没有老师的指导就没有我现在的成果。

参考文献[1]王国胜.化工原理课程设计[M].大连：大连理工大学出版社，2006.[2]卢焕章.石油化工基础数据手册[M].北京：化学工业出版社，1982.[3]刘光启，马连湘，刘杰.化工物性算图手册[M].北京：化学工业出版社，2002.[4]柴诚敬，张国亮，夏清，等.化工原理(第二版)上册[M].北京：高等教育出版社，2013.[5]王卫东，等.化工原理课程设计[M].北京：化学工业出版社，2013.[6]匡国柱，史启才.化工单元过程及设备课程设计[M].北京：化学工业出版社，2002.

主要符号说明符号说明符号说明x液相组分中摩尔分率hOW堰上液层高度y气相组分中摩尔分率Wd弓形降液管宽度F进料液体量Af弓形降液管截面积D塔顶液体量θ降液停留时间W塔釜液体量ho降液管底隙高度t温度Wc塔板边缘区宽度α相对挥发度Ws塔板上入口安定区宽度R回流比Aa开孔区面积μ粘度δ碳钢板厚度ET板效率do孔径NP实际板数to孔中心距ρ密度n筛孔数目ρL液体密度uo筛孔气速ρv气体密度φ开孔率M摩尔质量hc干板阻力Mv气相摩尔质量hl液层阻力ML液相摩尔质量hσ液体表面张力阻力P压力Fo气相动能因子σ表面张力β充气系数V体积Δ液面落差L1精馏段液相质量流量I焓L2提馏段液相质量流量ΔHv蒸发潜热V1精馏段气相质量流量Tr对比温度V2提馏段气相质量流量Cp比热容Ls1精馏段液相体积流量Qc冷凝器热负荷Ls2提馏段液相体积流量QB加热器热负荷Vs1精馏段气相体积流量Wc冷却水消耗量Vs2提馏段气相体积流量Wh加热蒸气消耗量HT板间距H1塔顶封头hL板上液层高度Ha塔顶空间D1塔径HB塔底空间AT塔截面积HF进料板处间距lw堰长H塔总高度hw堰高Re雷诺数

附录1附表1常压下丙酮-水气液平衡组成（摩尔）与温度关系[1]丙酮/%(摩尔分率)温度/℃丙酮/%(摩尔分率)温度/℃丙酮/%(摩尔分率)温度/℃液相气相液相气相液相气相00100.00.200.81562.10.800.89858.20.010.25392.70.300.83061.00.900.93557.50.020.42586.50.400.83960.40.950.96357.00.050.62475.80.500.84960.01.001.056.130.100.75566.50.600.85959.70.150.78963.40.700.84759.0附表2水和丙酮的粘度表(单位mPa.s)[2]温度℃5060708090100水粘度0.5920.4690.40.330.3180.248丙酮粘度0.260.2310.2090.1990.1790.16附表3丙酮和水的密度（单位：kg.m-3）[2]温度/℃5060708090100水密度998.1983.2977.8971.8965.3958.4丙酮密度785.56737.4718.68700.67685.36669.92附表4丙酮水的表面张力(单位：10-3N.m-1)[2]温度℃5060708090100丙酮表面张力19.518.817.716.315.214.3水表面张力67.766.064.362.760.158.4附表5沸点下蒸发潜热列表[1]组分沸点/℃蒸发潜热ΔHv（kJ/kg）Tc/k丙酮56.5523508.1水1002257648.15附表6丙酮和水在不同温度下混合物的比热容Cp（单位：kJ/(kg.℃)[3]组分塔顶塔釜进料精馏段提馏段丙酮2.3132.4662.3252.3182.409水4.1834.2144.1864.1854.189化工单元设计教师评分表评价单元评价要素评价内涵满分评分平时成绩20%出勤能按时到指定设计地点进行课程设计，不旷课，不迟到，不早退。10纪律学习态度认真，遵守课程设计阶段的纪律，作风严谨，按时完成课程设计规定的任务，按时上交化工单元设计有关资料。10说明书质量30%说明书格式符合课程设计说明书的基本要求，用语、格式、图表、数据、量和单位及各种资料引用规范等。10工艺设计计算根据选定的方案和规定的任务进行物料衡算，热量衡算，主体设备工艺尺寸计算，附属设备的选型等。20制图质量30%制图图形图纸的布局、线形、字体、箭头、整洁等。20制图正确性符合化工单元设计任务书制