前言。课程设计是《化工原理》课程的一个总结性教学环节，是培养学生综合运用本门课程及有关选修课程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练。在整个教学计划中，它也起着培养学生独立工作能力的重要作用。
课程设计不同于平时的作业，在设计中需要学生自己做出决策，即自己确定方案，选择流程，查取资料，进行过程和设备计算，并要对自己的选择做出论证和核算，经过反复的分析比较，择优选定最理想的方案和合理的设计。所以，课程设计是培养学生独立工作能力的有益实践。
通过课程设计，学生应该注重以下几个能力的训练和培养：
1. 查阅资料，选用公式和搜集数据(包括从已发表的文献中和从生产现场中搜集)的能力；
2. 树立既考虑技术上的先进性与可行性，又考虑经济上的合理性，并注意到操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思想，在这种设计思想的指导下去分析和解决实际问题的能力；
3. 迅速准确的进行工程计算的能力；
4. 用简洁的文字，清晰的图表来表达自己设计思想的能力。
一、精馏原理和流程3
二、总体设计计算6
2.1气液平衡数据6
2.2物料衡算7
2.3操作线及塔板计算9
2.4全塔et%和np的计算10
三、混合参数计算11
3.1混合参数计算11
3.2塔径计算13
3.3塔板详细计算18
3.4校核20
四、筛板塔数据汇总27
4.1全塔数据27
4.2精馏段和提馏段的数据28
五、讨论与优化29
5.1讨论、优化29
六、辅助设备选型30
6.1全凝器30
6.2泵31
七、课程设计总结33
八、参考文献34
一、精馏原理和流程。
1.1精馏原理：多次而且同时运用部分气化和部分冷凝的方法，使混合液得完全分离，以分别获得接近纯组分的操作。
理论上多次部分气化在液相中可获得高纯度的难挥发组分，多次部分冷凝在气相中可获得高纯度的易挥发组分，但因产生大量中间组分而使产品量极少，且设备庞大。工业生产的精馏过程是在精馏塔中将部分气化过程和部分冷凝过程有机结合而实现操作的。
1.2精馏装置流程。
典型的精馏设备是连续精馏装置，包括精馏塔、冷凝器、再沸器等，如图所示。用于精馏的塔设备有两种，即板式塔和填料塔，但常采用的是板式塔。
连续精馏操作中，原料液连续送入精馏塔内，同时从塔顶和塔底连续得到产品（馏出液、釜残液），所以是一种定态操作过程。
1.3精馏装置的作用。
精馏塔以加料板为界分为两段，精馏段和提馏段。
1、精馏段的作用：加料板以上的塔段为精馏段，其作用是逐板增浓上升气相中易挥发组分的浓度。
2、提馏段的作用：包括加料板在内的以下塔板为提馏段，其作用逐板提取下降的液相中易挥发组分。
3、塔板的作用：塔板是供气液两相进行传质和传热的场所。每一块塔板上气液两相进行双向传质，只要有足够的塔板数，就可以将混合液分离成两个较纯净的组分。
4、再沸器的作用：其作用是提供一定流量的上升蒸气流。
5、冷凝器的作用：其作用是提供塔顶液相产品并保证有适当的液相回流。
回流主要补充塔板上易挥发组分的浓度，是精馏连续定态进行的必要条件。
精馏是一种利用回流使混合液得到高纯度分离的蒸馏方法。
二、总体设计计算。
2.1汽液平衡数据（760mm hg）
以下为：t-x-y相图。
x-y相图。
2.2 物料衡算。
2.1-1已知：
1.原料乙醇组成：
塔顶组成：进料量：
进料热状态：q=1 (泡点进料)
2.压力：p表=0 单板压降≤0.7kpa
3.采用电加热，塔顶冷凝水采用12℃深井水。
4.选定：r/rmin=1.7
查y-x图得 xd/(rmin+1)=0.218
则：rmin=1.83 ∴r=1.7rmin=3.11
饱和蒸汽进料q=0
l=rd=3.11*59=183.5kmol/h
v=(r+1)d=(3.11+1)×59=242.5kmol/h
l'=l+q*f=183.5+1×292.3=475.8kmol/h
v'=v-(1-q)*f=242.5-(1-1)*292.3=242.5kmol/h
2.3操作线及塔板计算。
1.精馏段操作线：
y=r*x/(r+1)+xd/(r+1)
y=0.7567x+0.1504
2.提馏段操作线：
y=(l'/（l’-w）)*x-(w/(l’-w))*xw
y=1.96x+0.00153
3.理论塔板的计算。
查表得，塔顶、进料、塔底条件下的饱和蒸气压：
1）平均相对挥发度。
塔顶： 进料：
塔底： 2）全塔平均挥发度。
进料板： 根据吉利兰关联图，已知、对应。
不包括再沸器) 取12块板；,精馏段塔板数n=5.94,故进料板为从塔顶往下的第六层理论板，即nf=6.
2.4全塔et%和np的计算。
1.精馏段：
由前面图可得 =83.9摄氏度。
查手册得 实际塔板计算。
三、混合参数计算。
3.1混合参数计算。
溶质 c2h5oh 分子量 ： ma=46kg/kmol
溶剂 h2o 分子量：mb=18 kg/kmol
a=0.789 g/mlb=1.000 g/ml
已知：混合液密度：
混合气密度：
塔顶温度：
气相组成：
进料温度：
气相组成：
塔底温度：
气相组成：
1)精馏段：
进料板液体温度 ：t进=87.5 ℃
塔顶温度：t顶=79.4℃
tm=(87.5+79.4)/2=83.45℃
xm=0.367 ym=0.7625
a=0.382cp μb=0.592cp
ml=xm×ma+(1-xm)mb=0.367×46+(1-0.367)×18
28.276kg/kmol
mg=ym×ma+(1-ym)mb=0.7625×46+(1-0.7625)×18
35.118 kg/kmol
质量分率： wa=xmma/ml=0.367×46/28.276=0.595
wb=1-wa=1-0.595=0.405
1/ρl= wa/ρa+wb/ρb=0.595/0.789+0.405/1.
l=862.7 kg/m3
p=101325pa
v=pmg/rt=101325×35.118/(8314× (273.15+79.4))
ρv=1.214 kg/m3
2)提馏段：
t进=83.9℃ t底=99.2℃ tm=91.55℃
xm=0.09 ym=0.4837
ml=xm×ma+(1-xm)mb=0.09×46+(1-0.09)×18
20.52 kg/kmol
mg=ym×ma+(1-ym)mb=0.4837×46+(1-0.4837)×18
31.5 kg/kmol
质量分率： wa=xmma/ml=0.09×46/20.52=0.202
wb=1-wa=1-0.202=0.798
1/ρl= wa/ρa+wb/ρb=0.202/0.789+0.798/1
l=1054 kg/m3
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