化工原理课程设计指导书（含任务书）.doc

化工原理课程设计指导书（含任务书） 化工原理课程设计指导书（含任务书）1题目与原始数据1.1题目乙醇-水物系连续精馏塔的设计。 1.2原始数据处理量150025005000吨/年料液初温20-25?C料液浓度%30354045(含易挥发组分质量百分数)产品浓度%929394(含易挥发组分质量百分数)易挥发组分回收率%9999.9(以质量计)每年实际生产天数330天(一年中有一个月检修)操作条件塔顶操作压强常压；回流比自选；加热蒸汽压力自选；。 设备形式筛板塔为了使学生独立完成设计，原则上每个学生所用的原始数据应不同。 2设计内容2.1工艺设计2.1.1选择工艺流程和工艺条件1)加料方式贮槽加料泵高位槽精馏塔2)进料热状态沸点进料，进料根据能量充分合理利用和节能原则，可利用塔顶蒸汽的冷凝热对料液进行预热至沸点。 3)塔顶蒸汽冷凝方式在分凝器中利用塔顶蒸汽的冷凝热对料液进行预热，饱和液体回流入塔，然后在全凝器中进一步冷凝并冷却至常温。 4)再沸器加热方式间接加热。 5)塔顶产品的出料状态塔顶产品冷却至常温后进产品贮槽。 塔底热水的能量另作它用。 2.1.2精馏工艺计算1)物料衡算克确定各物料流量。 2)经济核算确定适宜回流比根据生产经常费和设备投资费综合核算最经济原则，用计算机进行最优化计算，确定适宜回流比和。 a生产经常费包括塔釜再沸器水蒸汽费、塔顶冷凝器、产品冷却器冷却水费。 a1水蒸汽费用CS采用4atm(绝)左右压力的饱和水蒸汽。 按1吨煤可获5-6吨水蒸汽计算。 煤单价按当时市场价而定。 a2冷却水费用CW冷却水单价按当地水价决定。 换热器中冷却水温升一般取10-20?C b设备投资费b1精馏塔投资费成本15000D1.2元/实际板数。 D为精馏塔内径，m b2年折旧率按20%计算。 全塔成本CD CD=15000D1.2Ne20%元/年b3塔径精馏段和提馏段分别计算，取大者。 b4最小回流比Rmin由汽液平衡曲线和精馏塔精馏段操作线的切点坐标，求得最小回流比Rmin。 乙醇-水物系平衡曲线按下式计算y=x/(1+(-1)x)其中=0.8938x-1.0632x0.3=1.1213(x+0.2)-1.5236x0.3b5精馏塔理论塔板数N采用图解法、逐板计算法或两者结合求取，逐板计算用手算或计算机编程计算。 b6精馏塔实际塔板数Ne Ne=N/ET总塔板效率ET采用Oconnell关联式计算得到。 2.1.3总费用和适宜操作回流比总费用CT=CD+CS+CW元/年总费用最低所对应的回流比作为最佳回流比，然后四舍五入近似到小数点后一位作为适宜回流比。 回流比的参考搜索范围为(1.1-1.3)Rmin。 在用计算机进行最优化计算的同时，应有一组手算结果，便于学生自我检查程序和熟悉手算设计步骤。 2.1.4精馏塔实际塔板数Ne和进料板位置Ne=N/ET总塔板效率ET采用Oconnell关联式计算得到。 同理求算精馏段的理论塔板数和实际塔板数，以确定进料板位置。 精馏塔设备设计3.1选择塔型和板型采用板式塔，板型可采用筛板，也可自定。 3.2塔板设计和流体力学计算对精馏段和提馏段分别进行塔板设计和流体力学计算。 3.3绘制塔板汽液负荷性能图分别画出精馏段和提馏段的塔板汽液负荷性能图。 3.4精馏塔机械结构和塔体附件1)接管规格根据流量和流体性质，选取经验流速，确定进料管、塔顶蒸汽管、回流液管、塔釜再沸器进液管和蒸汽管的接管规格。 2)全塔高度包括上下封头、裙座高度。 4附属设备设计和选用4.1加料泵选型加料泵以每天工作3小时计(每班打1小时)。 4.2高位槽、贮槽容量和位置高位槽以一次加满再加一定裕量来确定其容积。 贮槽容积按加满一次可生产10天计算确定。 4.3换热器选型对原料预热器、塔底再沸器、塔顶产品冷却器等进行选型。 3.4塔顶冷凝器设计选型根据换热量、回流管内流速、冷凝器高度对塔顶冷凝器设计选型。 5编写设计说明书设计说明书是将本设计的缝合介绍和说明。 设计说明书应根据设计指导思想阐明设计特点，列出设计主要技术数据，对有关工艺流程和设备选型作出技术上和经济上的论证和评价。 应按设计程序列出计算公式和计算结果，对所选用的物性数据和使用的经验公式、图表应注明来历。 设计说明书应附有带控制点的工艺流程图，塔板结构简图，计算机程序框图和源程序。 设计说明书具体包括以下内容封面；目录；绪论；工艺流程、设备及操作条件；塔工艺和设备设计计算；塔机械结构和塔体附件及附属设备选型和计算；设计结果概览；附录；参考文献等。 6图纸包括工艺流程图(2号图纸)和精馏塔装配总图(1号图纸)。 7时间安排设计时间两周。 8参考文献1)贾绍义等.化工传递与单元操作课程设计，天津大学出版社，xx2)谭天恩等.化工原理(上、下册)，化工出版社，19983)化学工程手册编委会.化学工程手册(第 1、 8、13篇)，化工出版社，19894)郑晓梅.化工制图，化工出版社，xx5)匡国柱等.化工