(2021-2022）年专题资料南阳理工学院化工原理课程设计.doc

【南阳理工学院化工原理课程设计】是一份教育精品资料，主要涵盖了化工原理中的精馏塔设计，特别是关于甲醇-水二元筛板精馏塔的设计。精馏是一种基于液体混合物中各组分挥发性差异进行分离的单元操作。在工业生产中，精馏方法被广泛应用于各种领域，如石油、酒精、基本有机合成和空气分离等。 设计任务书中，精馏塔的参数设定如下： - 生产能力：11700t/年，年工作日：300天 - 进料摩尔分率：0.55 - 馏出液摩尔分率：0.98 - 釜液摩尔分率：0.035 - 常压操作 - 进料热状况：q=1.0，即泡点进料 - 回流比：1.9Rmin - 塔顶全凝器，采用泡点回流 - 单板压降：≤0.7kPa 设计内容包括了以下几个方面： 1. **精馏与塔设备简介**：介绍了蒸馏的基本原理和分类，如简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏、特殊精馏等，以及根据操作压力和连续性进行的分类。 2. **筛板塔**：筛板塔是一种常见的塔设备，尽管早期由于流体力学研究不足而未被广泛应用，但现在已成为工业上的重要选择。甲醇-水体系的汽液平衡数据和物理性质（如密度、粘度和表面张力）的提供，是进行塔设计的重要基础。 3. **设计说明书**：说明了连续蒸馏和间歇蒸馏的区别，指出连续蒸馏更适合大规模生产，而间歇蒸馏则适合小规模或多组分的初步分离。设计中选择了连续精馏，并且塔顶采用全凝器以精确控制回流比。 4. **设计计算书**： - 进料热状态：确定为泡点进料，q=1。 - 加热方式：采用再沸器，通过间接蒸汽加热（3kgf/cm²，130℃的水蒸汽）提供热量。 - 塔顶冷凝水：选择深井水，温度为12℃。 - 回流比：R的选择通常在1.2~2倍的最小回流比（Rmin）之间，以平衡设备投资和操作费用。 5. **理论板数计算**：物料衡算和热量衡算是设计精馏塔的关键步骤，涉及到理论板数的确定，以及实际板数的选取，以满足分离要求同时考虑能耗和经济效益。 通过这份课程设计，学生将学习如何综合运用化工原理知识解决实际工程问题，包括物料和能量平衡、塔设备选择、操作条件的确定以及优化设计。这不仅锻炼了学生的计算能力和分析问题的能力，也强化了他们对化工过程的理解和应用。