沈阳化工大学课程设计fxpj.docx

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1、沈阳化工大学化工原理课程设计化工原理理课程设设计任务务书专业：化化学工程程与工艺艺 班班级： 设计计人：一、设计计题目分离甲醇醇-水混混合液（混混合气）的的填料精馏馏塔二、设计计数据及及条件生产能力力：年处处理 甲甲醇-水水 混合合液（混混合气）： 16 万吨（开工率300天/年）；原 料： 甲醇醇 含量量为 114 %（质质量百分分率，下下同）的的常温液液体（气气体）；分离要求求： 塔塔顶 甲醇醇 含量不不低于（不不高于） 92 %；塔底 甲醇醇 含量不不高于（不不低于） 3 %。建厂地址址： 沈沈阳三、设计计要求（一）编编制一份份设计说说明书，主主要内容容包括：1、前言言；2、流程程的确定

2、定和说明明（附流流程简图图）；3、生产产条件的的确定和和说明；4、精馏馏（吸收收）塔的的设计计计算；5、附属属设备的的选型和和计算；6、设计计结果列列表；7、设计计结果的的讨论与与说明；8、注明明参考和和使用的的设计资资料；9、结束束语。（二）绘绘制一个个带控制制点的工工艺流程程图（22#图）（三）绘绘制精馏馏（吸收收）塔的的工艺条条件图四、设计计日期： 20012年年05月月20日日至20012年年06月月12日日 第50页沈阳化工大学化工原理课程设计 目 录化工原理理课程设设计任务务书1目录2前言4第一章流流程确定定和说明明51.1加加料方式式的确定定51.2进进料状况况的确定定51.3冷

3、冷凝方式式的确定定51.4回回流方式式的确定定51.5加加热方式式的确定定61.6加加热器的的确定66第二章精精馏塔设设计计算算72.1操操作条件件与基础础数据772.1.1操作作压力772.1.2气液液平衡关关系与平平衡数据据72.2精精馏塔工工艺计算算82.2.1物料料衡算882.2.2 热热量衡算算112.2.3理论论塔板数数计算1152.3 精馏塔塔主要尺尺寸的设设计计算算162.3.1精馏馏塔设计计主要依依据和条条件1662.3.2塔径径设计计计算2332.3.3填料料层高度度的设计计计算225第三章附附属设备备及主要要附件的的选型计计算2883.1 冷凝器器283.2 加热器器29

4、3.3 塔内其其他构件件293.3.1接管管管径的的选择2293.3.2除沫沫器3223.3.3液体体分布器器323.3.4液体体再分布布器3443.3.5填料料及支撑撑板的选选择3553.3.6塔釜釜设计3353.3.7塔的的顶部空空间高度度363.4精精馏塔高高度计算算36第四章设设计结果果自我总总结和评评价3774.1精精馏塔主主要工艺艺尺寸与与主要设设计参数数汇总3374.2 自我评评价和总总结3774.211满足工工艺和操操作的要要求3774.2.2满足足经济上上的要求求384.2.3保证证生产安安全3884.3总总结388附录399一、符号号说明339二、参考考文献441前言在化学

5、工工业和石石油工业业中广泛泛应用的的诸如吸吸收、解解吸、精精馏、萃萃取等单单元操作作中，气气液传质质设备必必不可少少。塔设备备就是使使气液成成两相通通过精密密接触达达到相际际传质和和传热目目的的气气液传质质设备之之一。填料塔是是以塔内内的填料料作为气气液两相相间接触触构件的的传质设设备。填填料塔的的塔身是是一直立立式圆筒筒，底部部装有填填料支承承板，填填料以乱乱堆或整整砌的方方式放置置在支承承板上。填填料的上上方安装装填料压压板，以以防被上上升气流流吹动。液液体从塔塔顶经液液体分布布器喷淋淋到填料料上，并并沿填料料表面流流下。气气体从塔塔底送入入，经气气体分布布装置（小小直径塔塔一般不不设气体

6、体分布装装置）分分布后，与与液体呈呈逆流连连续通过过填料层层的空隙隙，在填填料表面面上，气气液两相相密切接接触进行行传质。填填料塔属属于连续续接触式式气液传传质设备备，两相相组成沿沿塔高连连续变化化，在正正常操作作状态下下，气相相为连续续相，液液相为分分散相。当当液体沿沿填料层层向下流流动时，有有逐渐向向塔壁集集中的趋趋势，使使得塔壁壁附近的的液流量量逐渐增增大，这这种现象象称为壁壁流。壁壁流效应应造成气气液两相相在填料料层中分分布不均均，从而而使传质质效率下下降。因因此，当当填料层层较高时时，需要要进行分分段，中中间设置置再分布布装置。液液体再分分布装置置包括液液体收集集器和液液体再分分布器

7、两两部分，上上层填料料流下的的液体经经液体收收集器收收集后，送送到液体体再分布布器，经经重新分分布后喷喷淋到下下层填料料上。填料塔具具有生产产能力大大，分离离效率高高，压降降小，持持液量小小，操作作弹性大大等优点点。填料料塔也有有一些不不足之处处，如填填料造价价高；当当液体负负荷较小小时不能能有效地地润湿填填料表面面，使传传质效率率降低；不能直直接用于于有悬浮浮物或容容易聚合合的物料料；对侧侧线进料料和出料料等复杂杂精馏不不太适合合等。但但近年来来又倾向向于认为为在一定定塔径范范围内，采采用新型型高效填填料（如如鲍尔环环或鞍型型填料）可可以得到到很好的的经济效效果。总总之根据据不同的的具体情情

8、况（特特别是在在小直径径塔，或或压降有有一定限限制，或或有腐蚀蚀情况时时），填填料塔还还是具有有很多适适用的。本次课程程设计就就是针对对甲醇-水体系系而进行行的常压压二元填填料精馏馏塔的设设计及相相关设备备选型。由于此次设计时间紧张，本人水平有限，难免有遗漏谬误之处，恳请老师指出以便修正。第一章 流程程确定和和说明 选择精精馏设备备，首先先应从经经济考虑虑，在充充分考虑虑整个系系统热能能的利用用，降低低操作费费用。另另外还应应考虑到到它对操操作稳定定性的影影响，塔塔的操作作如不稳稳定就不不能保证证产品质质量的均均匀，具具体情况况如下：1.1加加料方式式的确定定加料方式式有两种种：高位位槽加料料

9、和泵直直接加料料。采用用高位槽槽加料，通通过控制制液位高高度，可可以得到到稳定的的流量和和流速，通通过重力力加料，可可以节省省一笔动动力费用用，但由由于多了了高位槽槽，建设设费用相相应增加加；采用用泵加料料，受泵泵的影响响，流量量不太稳稳定，流流速也忽忽大忽小小，从而而影响了了传质效效率，但但结构简简单，安安装方便便。如果果采用自自动控制制泵来控控制泵的的流量和和流速，其其控制原原理较复复杂，且且设备操操作费用用高。本本设计采采用高位位槽进料料。1.2进进料状况况的确定定进料状况况一般有有冷液进进料和泡泡点进料料。对于于冷液进进料，当当组成一一定时，流流量一定定，对分分离有利利，节省省加热费费

10、用。但但冷液进进料受环环境影响响较大，对对于沈阳阳地区来来说，存存在较大大温差，冷冷液进料料会增加加塔底蒸蒸汽上升升量，增增加建筑筑费用。采采用泡点点进料，不不仅对稳稳定塔操操作较为为方便，且且不受季季节温度度影响。综综合考虑虑，设计计上采用用泡点进进料。泡泡点进料料时，基基于恒摩摩尔流假假定，精精馏段和和提馏段段上升蒸蒸汽的摩摩尔流量量相等，故故精馏段段和提馏馏段塔径径基本相相等，制制造上较较为方便便。1.3冷冷凝方式式的确定定塔顶冷凝凝采用全全冷凝器器，用水水冷凝，在在常压下下乙醇和和水不反反应，且且容易冷冷凝，故用用全冷凝凝器符合合要求。1.4回回流方式式的确定定回流方式式可分为为重力回

11、回流和强强制回流流。对于于小塔型型，回流流冷凝器器一般安安装在塔塔顶，其其优点是是回流冷冷凝器无无需支撑撑结构，其其缺点是是回流冷冷凝器回回流控制制较难。如如果需要要较高的的塔处理理量或塔塔板数较较多时，回回流冷凝凝器不适适合于塔塔顶安装装，且塔塔顶冷凝凝器不易易安装、检检修和清清理。在在此情况况下，可可采用强强制回流流，塔顶顶上升蒸蒸汽量采采用冷凝凝器以冷冷回流流流入塔中中。本次次设计为为小型塔塔，故采采用重力力回流。1.5加加热方式式的确定定加热方式式分为直直接蒸汽汽加热和和间接蒸蒸汽加热热，直接接蒸汽加加热时蒸蒸汽直接接由塔底底进入塔塔内，由由于重组组分是水水，故省省略加热热装置。但但在

12、一定定的回流流比条件件下塔底底蒸汽对对回流液液有稀释释作用，使使理论塔塔板数增增加，费费用增加加。间接接蒸汽加加热时通通过加热热器使釜釜液部分分汽化，维维持原来来的浓度度，以减减少理论论板数，缺缺点是增增加加热热装置。本本次设计计采用间间接蒸汽汽加热。1.6加加热器的的确定 采用用U形管管蒸汽间间接加热热器，用用水蒸气气做加热热剂。因因为塔小小，可将将加热器器放在塔塔内，即即再沸器器，这样样釜液部部分气化化，维持持了原有有浓度，减减少理论论塔板数数。第二章 精馏馏塔设计计计算2.1操操作条件件与基础础数据2.1.1操作作压力精馏操作作按操作作压力可可分为常常压、加加压和减减压操作作。精馏馏操作

13、中中压力影影响非常常大，当当压力增增大时，混混合液的的相对挥挥发度将将减小，对对分离不不利；当当压力减减小时，对对分离有有利。但但当压力力太低时时，对设设备要求求太高，设设备费用用增加。因因此在设设计时一一般采用用常压蒸蒸馏乙醇醇水系统统在常压压下挥发发度相差差较大，较较易分离离，故本本设计采采用常压压精馏。2.1.2气液液平衡关关系与平平衡数据据表2-11 常压下下甲醇-水的气气液平衡衡与温度度关系液相甲醇醇摩尔百百分数(x)气相甲醇醇摩尔百百分数(y)温度/00100.05.31128.33492.997.67740.00190.339.26643.55388.9913.11554.555

14、85.0020.88362.77381.6628.11867.77578.0033.33369.11876.7746.22077.55673.8852.99279.77172.7759.33781.88371.3368.44984.99270.0085.66289.66268.0087.44191.99466.9910010064.77注：摘自自化工原原理课程程设计 P7110表119-338（22）。2.2精精馏塔工工艺计算算2.2.1物料料衡算 物料料衡算图图图2-11 物料料衡算图图原料料流量，； 馏出液流量，；釜液液流量，； 原料中易挥发组分的摩尔分数；馏出出液中易易挥发组组分的摩摩尔

15、分数数；釜液中中易挥发发组分的的摩尔分分数。 物料料衡算已知:,质量分分数：, , =32.04kkg/kkmoll =188.022kg/kmool 所以：=进料平均均相对分分子质量量：原料液：总物料衡衡算：易挥发组组分衡算算：解得塔顶产品品的平均均相对分分子质量量：塔顶产品品质量流流量：塔釜产品品的平均均相对分分子质量量：塔釜产品品质量流流量：(3)物物料衡算算结果表2-22 物料料衡算结结果表塔顶出料料塔底出料料进料摩尔流量量/（kkmoll/h）137.47974.7311122.211摩尔分数数/（%）92314（4）塔塔顶气相相、液相相，进料料和塔底底的温度度分别为为：，查表2-1

16、，用用内插法法解得塔顶： 解得：解得：塔釜： 解解得：进料： 解得得：精馏段平平均温度度：提馏段平平均温度度：（5）相相对挥发发度的计计算取x-yy曲线上上两端点点的温度度下的平平均值。查表2-1得：t=922.9时，所以，(6)求求最小回回流比及及操作回回流比 图2-22 操作作线图由图2-2可知知：2.2.2 热热量衡算算1.加热热介质的的选择常用的加加热剂有有饱和水水蒸气和和烟道气气。饱和和水蒸气气是一种种应用最最广的加加热剂。由由于饱和和水蒸气气冷凝时时的传热热系数很很高，可可以通过过改变蒸蒸汽压力力准确地地控制加加热温度度。燃料料燃烧所所排放的的烟道气气温度可可达到110010000

17、，适适用于高高温加热热。烟道道气的缺缺点是比比热容及及传热系系数很低低，加热热温度控控制困难难。本设设计选用用选用3300KKPa(温度为为1333)的饱饱和水蒸蒸气作加加热介质质。原因因，水蒸蒸气易获获得、清清洁、不不易腐蚀蚀加热管管，不但但成本相相应降低低，塔结结构也不不复杂。2. 冷冷凝剂的的选择常用的冷冷却剂是是水和空空气，应应因地制制宜地加加以选用用。受当当地气温温限制，冷冷却水一一般为110225。如如需冷却却到较低低温度，则则需采用用低温介介质，如如冷冻盐盐水、氟氟利昂等等。本设设计建厂厂地区为为沈阳。沈沈阳市夏夏季最热热月份平平均气温温为。故故选用的的冷却水水的冷却却水，选选升

18、温，故故冷却水水的出口口温度是是。3.热量量衡算（1）冷冷凝器的的热负荷荷式中 塔顶顶上升蒸蒸汽的焓焓;塔顶顶馏出液液的焓。又 式中甲醇的的蒸发潜潜热；水的的蒸发潜潜热。蒸发潜热热的计算算：蒸发潜热热与温度度的关系系：式中：对比比温度。 表2 沸沸点下蒸蒸发潜热热列表 沸点/C 蒸发发潜热甲醇 664.77 111055 5513.15水 1100 222577 6648.15注：摘自自化工工原理修修订版，上上册附录录4（PP32883229）及及附录118（PP35003551）。66.888时，甲甲醇：蒸发潜热热：同理，水水:蒸发潜热热：所以：所以：（2） 冷却水消消耗量：式中：所以:此温

19、度下下冷水的的比热容容 所以：（3） 加热器热热负荷及及全塔热热量衡算算列表计算算甲醇和和水在不不同温度度下混合合物的比比热容(单位：)塔顶塔釜进料精馏段提馏段甲醇（11）3.03373.44493.29973.17793.3773水（2）4.26624.26684.28804.27754.2883精馏段：甲醇：水：提馏段：甲醇：水：质量分数数的计算算：塔顶镏出出液的比比热容:塔釜镏出出液的比比热容：为简化计计算，现现以进料料焓，即即84.62时的焓焓值为基基准。根据表22-2可可得：，对全塔进进行热量量衡算：所以：由于塔釜釜热损失失为,则则所以:式中：（4） 热量衡算算的结果果表2-44 热

20、热量衡算算结果表表符号数值2.2.3理论论塔板数数计算本次设计计采用图图解法。精馏段操操作线方方程为 即：本次所选选为冷夜夜进料，所所以。图2-33 塔板板数图由图2-3可知知，精馏馏塔理论论塔板数数为块，其其中精馏馏段块，提提馏段块块。2.3 精馏塔塔主要尺尺寸的设设计计算算2.3.1精馏馏塔设计计主要依依据和条条件表2-55 甲醇醇-水在在不同温温度下的的密度温度甲醇水50760988.160751983.270743977.880734971.890725965.3100716958.4表2-66 甲醇醇-水在在特殊点点的粘度度物质甲醇水塔顶：塔底：进料：塔顶条件件下的流流量及物物性参数

21、数 ,(1) 气相平均均相对分分子质量量（2） 液相平均均相对分分子质量量（3） 气相密度度（4） 液相密度度,查表22-5，用用内插法法得：，解得：（5） 液相粘度度查表2-6得：时，（6） 塔顶出料料的质量量流量表2-77 塔塔顶数据据结果表表符号数值塔釜条件件下的流流量及物物性参数数,(1)液液相相对对分子质质量（2）气气相密度度（3）液液相密度度查表2-5，内内插法算算得：，解得：(4)塔塔釜出料料的质量量流量(5)液液相密度度查表2-6可得得：，表2-88 塔塔釜数据据结果表表符号数值进料条件件下的流流量及物物性参数数，查表2-1得：由内插法法可得：解得：（1） 气相平均均相对分分子

22、质量量(2) 液相平平均相对对分子质质量（3）气气相密度度（4）液液相密度度查表2-5，内内插法算算得：，解得：（5）液液相粘度度查表2-6得：，(6) 进料的的质量流流量表2-99 进进料数据据结果表表符号数值精馏段的的流量及及物性参参数（1） 气相平均均相对分分子质量量（2）液液相平均均相对分分子质量量(3) 气相密度度(4)液液相密度度(5)液液相粘度度(6)气气相流量量摩尔流量量 质量流量量 （7）液液相流量量摩尔流量量 质量流量量 表2-110 精馏段段数据结结果表符号数值提馏段数数据及物物性参数数（1）气气相平均均相对分分子质量量（2）液液相平均均相对分分子质量量（3）气气相密度度

23、(4)液液相密度度(5)液液相粘度度(6)气气相流量量摩尔流量量 因为为 所以 式中 (冷夜进进料)质量流量量 （7）液液相流量量摩尔流量量 质量流量量 表2-111 提馏段段数据结结果表符号数值2.3.2塔径径设计计计算1.填料料选择填料是填填料塔的的核心构构件，它它提供了了气液两两相接触触传质和和传热的的表面，与与塔内件件一起决决定了填填料塔的的性质。目目前，填填料的开开发与应应用仍是是沿着散散装填料料与规整整填料两两个方向向进行。本设计选选用规整整填料，金金属板波波纹2550Y型型填料。规整填料料是一种种在塔内内按均匀匀几何图图形排布布、整齐齐堆砌的的填料，规规定了气气液流路路，改善善了

24、沟流流和整流流现象，压压降可以以很小，同同时还可可以提供供更大的的比表面面积，在在同等溶溶剂中可可以达到到更高的的传质、传传热效果果。与散装填填料相比比，规整整填料结结构均匀匀、规则则、有对对称性，当当与散装装填料有有相同的的比表面面积时，填填料空隙隙率更大大，具有有更大的的通量，单单位分离离能力大大。250YY型填料料是最早早研制并并应用于于工业生生产的板板波纹填填料，它它具有以以下特点点：第一，比比表面积积与通用用散装填填料相比比，可提提高近11倍，填填料压降降降低，通通量和传传质效率率均有较较大幅度度提高。第二，与与各种通通用板式式塔相比比，不仅仅传质面面积大幅幅度提高高，而且且全塔压压

25、降及效效率有很很大改善善。第三，工工业生产产中气液液介质均均可能带带入“第三相相”物质，导导致散装装填料及及某些板板式塔无无法维持持操作。鉴鉴于2550Y型型填料整整齐的几几何结构构，显示示出良好好的抗堵堵性能，因因而能在在某些散散装填料料塔不适适宜的场场合使用用，扩大大了填料料塔的应应用范围围。鉴于以上上2500Y型填填料的特特点，本本设计采采用Meellaapokk-2550Y型型填料，因因本设计计塔中压压力很低低。2.塔径径设计计计算精馏段空空塔气速速及塔径径计算查表2-10可可知 ，得：解得：因为空塔塔气速可可取所以又 所以 塔径 圆整后：，代入入上式可可计算出出此时的的空塔气气速提馏

26、段空空塔气速速及塔径径计算查表2-11可可知 ，得：解得：因为空塔塔气速可可取所以又 所以 塔径 圆整后：，代入入上式可可计算出出此时的的空塔气气速选取整塔塔塔径提馏段及及精馏段段圆整后后，为精精馏塔的的塔径。2.3.3填料料层高度度的设计计计算填料层高高度计算算（1） 精馏段动能因子子 经查每米米理论级级数所以精馏馏段填料料层高度度为式中 精馏馏段理论论塔板数数。（2） 提馏段动能因子子 经查每米米理论级级数所以提馏馏段填料料层高度度为式中 精馏馏段理论论塔板数数。填料层总总高度填料层压压降计算算（1） 精馏段液体负荷荷 用精馏段段动能因因子查液液体负荷荷分别为为和时的每每米填料料层压降降，

27、再用用内插法法算得时时的每米米压降。当时，所以精馏馏段的压压降：（2） 提馏段液体负荷荷 用提馏段段动能因因子查液液体负荷荷分别为为和时的每每米填料料层压降降，再用用内插法法算得时时的每米米压降。当时，所以提馏馏段的压压降：全塔填料料层总压压降：填料层持持液量的的计算（1）精精馏段由上可知知：液体体负荷气体动能能因子由内插法法算得：当时的的的值：所以 （2）提提馏段由上可知知：液体体负荷气体动能能因子由内插法法算得：当时的的的值：所以 表2-112 精精馏段、提提馏段各各参数表表精馏段提馏段全塔气体动能能因子每米填料料塔压降降填料压降降填料层高高度持液量第三章 附属属设备及及主要附附件的选选型

28、计算算3.1 冷凝器器本设计冷冷凝器选选用重力力回流直直立或管管壳式冷冷凝器原原理。对对于蒸馏馏塔的冷冷凝器，一一般选用用列管式式，空冷冷凝螺旋旋板式换换热器。因因本设计计冷凝器器与被冷冷凝流体体温差不不大，所所以选用用管壳式式冷凝器器，被冷冷凝气体体走管间间，以便便于及时时排除冷冷凝液。冷却水循循环与气气体方向向相反，即即逆流式式。当气气体流入入冷凝器器时，使使其液膜膜厚度减减薄，传传热系数数增大，利利于节省省面积，减减少材料料费。取取冷凝器器传热系系数 本设计计建厂地地址为沈沈阳，沈沈阳市夏夏季最热热月份平平均气温温为。冷却剂用用深井水水，冷却却水出口口温度一一般不超超过，否否则易结结垢，

29、选选择升温温为，即即冷却水水出口温温度为。T1t2T2逆流：t1查取有关关数据如如下表3-11 管程数管数 注：摘摘自金金属设备备上册册P1118表22-2-5和PP1322表2-2-88标准图号号： 设备备型号：3.2 加热器器选用型加加热器，经经处理后后放在塔塔釜内。蒸蒸汽选用用饱和水水蒸气，传传热系数数由表2-4可得得：换热面积积：表3-22管程数管数注：摘自自金属属设备上上册P1118表表2-22-5和和P1332表22-2-8。标准图号号： 设备备型号：3.3 塔内其其他构件件3.3.1接管管管径的的选择1.进料料管本次加料料选用高高位槽进进料，所所以可取取0.440.8 mm/s（

30、见见浮阀阀塔PP1955）。本本次设计计取。式中 进料料液质量量流量，；进料料条件下下的液体体密度，。圆整后内内管重/(kgg/m)表3-33 进进料管参参数表内管外管半径 内管重重注：摘自自浮阀阀塔PP1977表5-3。2. 回回流管冷凝管安安装在塔塔顶是，回回流液在在管道中中的流速速一般不不能过高高，否则则冷凝器器高度也也要相应应提高，对对于重力力回流，一一般取速速度为，本次次设计取取。式中 回流流液体质质量流量量，塔顶顶液相密密度，圆整后表3-44 回回流管参参数表内管 外管半径注：摘自自浮阀阀塔PP1977表5-3。3.塔顶顶蒸气接接管从塔顶至至冷凝器器的蒸气气导管，尺尺寸必须须适合，

31、以以免产生生过压降降，特别别在减压压过程中中，过大大压降会会影响他他的真空空度。操作压力力为常压压，蒸气气速度，本本次设计计取。，式中：塔顶顶蒸汽质质量流量量，；塔顶顶气相密密度，。圆整后4. 塔塔釜出料料管塔釜流出出液体的的速度一一般可取取，本次次设计取取。式中：塔釜釜蒸汽质质量流量量，塔釜釜气相密密度，。圆整后：表3-55 塔釜釜蒸气管管参数表表内管外管半径3.3.2除沫沫器为了确保保气体的的纯度，减减少液体体的夹带带损失，选选用除沫沫器。常常用的除除沫器装装置有折折板除沫沫器、丝丝网除沫沫器以及及旋流板板除沫器器。本设设计塔径径较小，且且气液分分离，故故采用小小型除沫沫器，装装入设备备上

32、盖。气速计算算式中 常常数，取取0.1107；、精馏段段气体和和液体密密度。除沫气体体器直径径计算：式中，气气体处理理量 所以 3.3.3液体体分布器器采用莲蓬蓬头式喷喷淋器。选选用此装装置能使使截面积积的填料料表面较较好的润润湿。结结构简单单，制造造了和维维修方便便，喷洒洒比较方方便，安安装方便便。1.回流流液分布布器测量系数数取，本次次设计取取，推动动力液柱柱高度可可取以上上，本次次设计取取。则小孔中中液体流流速小孔输液液能力计计算由得小孔总面面积 所以，小小孔数式中 小孔孔流速，；小孔孔总面积积，； HH推动动力液柱柱高度，取；小孔孔直径，一一般取,视介质质污洁而而异，本本次设计计取；流

33、速速系数，取取；小孔孔总数；小孔孔输液能能力，。喷洒器球球面中心心到填料料表面距距离计算算式中 喷射射圆周半半径，；喷射射角，即即小孔中中心线与与垂直轴轴线间的的夹角，取2. 进进料液分分布器由前知，小小孔流速速 小孔的输输液能力力取，小孔总面面积 所以，小小孔数因为莲蓬蓬头直径径可取，本本设计选选3.3.4液体体再分布布器由于规整整填料本本身就具具有使液液体均与与分布的的性能，故故本次设设计不需需另外设设液体再再分布器器对液体体再次分分布。3.3.5填料料及支撑撑板的选选择本设计采采用波纹纹板网板板支撑板板，板网网支撑的的结构简简单，重重量轻，自自由截面面大，但但强度较较低。本本设计填填料高

34、度度较低，所所以此支支撑板适适用。表3-66 梁型型气体喷喷射式支支撑的设设计参数数表 注：摘自自塔设设备设计计P2272表表5-336。表3-77 支支撑圈尺尺寸参数数表（采采用不锈锈钢）注：摘自自塔设设备设计计P2273表表5-441。3.3.6塔釜釜设计料液在釜釜内停留留，装料料系统取取塔底高塔底料液液量 塔底体积积因为 ， 所以 3.3.7塔的的顶部空空间高度度塔的顶部部空间高高度是指指塔顶第第一层塔塔盘到塔塔顶封头头切线的的距离。为为了减少少塔顶出出口气体体中夹带带的液体体量，顶顶部空间间一般取取，本设设计取。3.4精精馏塔高高度计算算表3-88 精精馏塔各各部分高高度列表表 单位位

35、：mmm塔顶空隙隙塔顶接管管高度填料层高高度塔釜鞍式支座座喷淋高度度塔釜法兰兰高喷头弯曲曲半径喷头上方方空隙群座本次设计计的填料料塔的实实际高度度为：第四章 设计结结果自我我总结和和评价4.1精精馏塔主主要工艺艺尺寸与与主要设设计参数数汇总表4-11 精馏馏塔主要要工艺尺尺寸与主主要设计计参数汇汇总表名称塔顶D塔釜W进料F精馏段提馏段摩尔分分数/%0.955340.055210.22245平均分子子质量错错误!不不能通过过编辑域域代码创创建对象象。30.99218.44425.779温度66.00995.99984.66275.77590.331气体摩尔尔流量361.55583.99液体摩尔尔

36、流量224.0815588.733液相平均均密度754.5166944.65918.72836.6333931.6855气相平均均密度1.100880.60090.87790.999390.7444液体粘度度0.333910.29940.32270.33330.311054.2 自我评评价和总总结工程设计计本身存存在一个个多目标标优化问问题，同同时又是是政策性性很强的的工作。设设计者在在进行工工程设计计时应综综合考虑虑诸多影影响因素素，使生生产达到到技术先先进、经经济合理理的要求求，符合合优质、高高产、安安全、低低能耗的的原则，具具体考虑虑以下几几点。4.211满足工工艺和操操作的要要求所设计

37、出出来的流流程和设设备能保保证得到到质量稳稳定的产产品。由由于工业业上原料料的浓度度、温度度经常有有变化，因因此设计计的流程程与设备备需要一一定的操操作弹性性，可方方便地进进行流量量和传热热量的调调节。设设置必需需的仪表表并安装装在适宜宜部位，以以便能通通过这些些仪表来来观测和和控制生生产过程程。4.2.2满足足经济上上的要求求要节省热热能和电电能的消消耗，减减少设备备与基建建的费用用，如合合理利用用塔顶和和塔底的的废热，既既可节省省蒸汽和和冷却介介质的消消耗，也也能节省省电的消消耗。回回流比对对操作费费用和设设备费用用均有很很大的影影响，因因此必须须选择合合适的回回流比。冷冷却水的的节省也也

38、对操作作费用和和设备费费用有影影响，减减少冷却却水用量量，操作作费用下下降，但但所需传传热设备备面积增增加，设设备费用用增加。因因此，设设计时应应全面考考虑，力力求总费费用尽可可能低一一些。4.2.3保证证生产安安全生产中应应防止物物料的泄泄露，生生产和使使用易燃燃物料车车间的电电器均应应为防爆爆品。塔塔体大都都安装在在室外，为为能抵抗抗大自然然的破坏坏，塔设设备应具具有一定定刚度和和强度。4.3总总结经过两周周时间的的课程设设计，我我们的设设计任务务基本已已全部完完成。在在课程设设计的过过程中，我我们遇到到了很多多困难，比比如：精精馏塔操操作条件件及附属属设备的的选取，精精馏塔主主要参数数的

39、计算算，后期期工艺流流程图及及主体设设备图的的绘制等等，但在在同学的的帮助下下与我们们自己的的努力下下这些问问题都被被一一解解决。1、使我我们对化化工原理理课本本上填料料精馏塔塔部分的的内容有有了进一一步的理理解和认认识，为为今后化化工原理理的进进一步学学习奠定定了良好好的基础础。2、使我我们接触触到了设设计并对对设计产产生了一一些直观观和清晰晰的认识识，培养养了我们们的设计计思路和和设计观观念。3、 设计过程程中各种种明确分分工，使使我们深深深体会会到团队队协调合合作的重重要性。4、培养养了我们们做事认认真仔细细严谨的的。 沈阳化工大学化工原理课程设计附录一、符号号说明表4-11 符符号说明明符号意义计量单位位塔顶馏出出液进料液塔釜残液液塔顶温度度塔釜温度度进料温度度塔顶组成成进料组成成塔釜组成成回流比精馏段下下降液体体量精馏段上上升蒸汽汽量提馏段下下降液体体量提馏段上上升蒸汽汽量摩尔质量量比热容冷却水消消耗量塔顶馏出出液带出出热量冷凝器热热负荷进料热量量塔釜馏出出液带出出热量密度塔径黏度填料层高高度面积塔高直径每米理论论级数流速系数数小孔流速速小孔总面面积推动力液液柱高度度小孔总数数喷射角小孔输送送能力二、参考考文献1北北京化工工研究院院“板式式塔”专专题组.浮阀塔塔M.北京京：燃料料化学工工业出版版社，119722.122.2王王国胜.化工