化工原理课程设计任务书
学院名称： 生物工程学院 专业： 食品工程专业 年级： 2009级
一、设计题目
乙醇—水精馏塔（装置）工艺设计
二、设计任务
设计一精馏塔(装置)，完成乙醇—水混合液的分离，要求将含乙醇25％(质量分率，其余为水)，温度为25℃的料液，精馏提纯到产品达国标食用酒精，即乙醇含量的体积分率95%以上（相当于质量分率92.41%以上），残液中乙醇含量不得高于1.0％(质量)，同时要求塔顶产品终温40℃。设计生产能力(年产量)和回流比选择方案见表1（学生以学号后3位数对应选择进行设计）：
表1
学号（后3位数） 生产能力(T/Y) 回流比R/Rmin 102 6000 1.2 104 6000 1.4 106 6000 1.6 108 6000 1.8 110 6000 2.0 112 8000 1.2 114 8000 1.4 116 8000 1.6 118 8000 1.8 120 8000 2.0 续表1
学号（后3位数） 122 生产能力(T/Y) 回流比R/Rmin 10000 1.2 124 10000 1.4 126 10000 1.6 128 10000 1.8 130 10000 2.0 132 12000 1.2 202 12000 1.4 204 12000 1.6 206 12000 1.8 208 12000 2.0 续表1
学号（后3位数） 210 生产能力(T/Y) 回流比R/Rmin 10000 1.2 212 10000 1.4 214 10000 1.6 216 10000 1.8 218 10000 2.0 220 12000 1.2 222 12000 1.4 224 12000 1.6 226 12000 1.8 228 12000 2.0 续表1
学号（后3位数） 230 生产能力(T/Y) 回流比R/Rmin 14000 1.2 232 14000 1.4 302 14000 1.6 304 14000 1.8 306 14000 2.0 308 16000 1.2 310 16000 1.4 312 16000 1.6 314 16000 1.8 316 16000 2.0 1
化工原理课程设计
续表1
学号（后3位数） 318 生产能力(T/Y) 回流比R/Rmin 18000 1.2 320 18000 1.4 324 18000 1.6 326 18000 1.8 328 18000 2.0 330 20000 1.2 332 20000 1.4 20000 1.6 20000 1.8 20000 2.0
三、设计条件
①常压连续操作；
②设备型式：板式塔（具体形式自选）； ③进料热状态：自选（用塔底产品为热源预热）； ④总板效率为0.5；
⑤加热蒸汽：低压蒸汽（压力可自选）； ⑥冷却水温度20℃； ⑦安装地点：成都。
四、具体要求
1、设计方案的确定及流程说明；
2、精馏操作的工艺计算：回流比，理论塔板数，各环节物料衡算、热量衡算等； 3、加热蒸汽消耗量、冷却水的消耗量计算，塔底再沸器、塔顶冷凝器、产品冷却器换热面积设计计算；
4、塔和塔板主要工艺尺寸的设计：塔高、塔径等结构尺寸的确定； 5、塔板的负荷性能图；
6、辅助设备（储罐、管路尺寸等）选型与计算； 7、精馏生产工艺流程图（带控制点）；
8、编写设计说明书：包括课题情况综述、设计计算过程、计算结果及图纸等内容。
五、主要技术路线提示
1、查阅文献资料，了解精馏的相关知识，熟悉精馏的原理、流程、工艺设计计算内容；了解乙醇的生产工艺、乙醇—水系统的相关理化参数等；
2、根据设计任务书给定的分离要求，结合乙醇—水系统特点，选择精馏工艺流程； 3、根据设计任务书给定的产量和回流比要求，用精馏的相关理论知识，进行精馏操作的工艺计算：用图解法确定回流比和理论塔板数；用物料衡算确定各环节的物料量；
4、根据工艺流程及物料衡算结果，进行能量衡算，确定生产所需加热蒸汽消耗量、冷却水的消耗量；根据传热理论进行塔底再沸器、塔顶冷凝器、产品冷却器换热面积设计计算；
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5、在物料衡算、热量衡算结论基础上进行塔和塔板主要工艺尺寸的设计，进而进行塔板的负荷性能计算；
6、以物料衡算结果为依据，结合流体流动相关知识，进行管路、储罐尺寸计算； 7、以工艺流程为基础，结合物料衡算、热量衡算结论及结构设计结论，绘制精馏生产工艺流程图（带控制点）及精馏塔的结构简图；
8、编写设计说明书：作为整个设计工作的书面总结，说明书应简练、整洁、文字准确。内容应包括：封面、目录、摘要、设计任务书、设计条件及主要物性参数表、酒精精馏过程的生产方法及特点简述，精馏总体结构(塔型、主要结构)的选择简述，精馏过程有关计算(物料衡算、热量衡算、理论塔板数、回流比、塔高、塔径、进出管径、塔板的负荷性能图等)，设计结果一览表，附属设备的选择，要求的工程设计图；参考文献，总结及感想等。
六、进度安排
查阅文献，熟悉项目情况； 2天 进行工艺计算及相关设计计算 4天 精馏生产工艺流程图及精馏塔的结构简图绘制 2天 设计说明书的编写 1天 提交设计及答辩 1天
七、完成后应上交的材料
1、设计说明书 1份 2、图解法求理论塔板数的求解过程图（要求用坐标纸绘制） 1张
3、工艺设备流程图（带控制点工艺流程图） 1张（3号图） 4、精馏塔的结构简图 1张（3号图）
八、推荐参考资料
1、夏清、陈国贵主编，化工原理，天津：天津科学技术出版社，2005年。 2、华南理工大学， 化工过程及设备设计 ，广州：华南理工大学出版社，1986年。 3、匡国柱主编，化工单元过程及设备课程设计，北京：化学工业出版社，2002年 4、章克昌，吴佩琮， 酒精工业手册 ，北京：轻工业出版社，1995年。
5、化工设备结构图册编写组，化工设备结构图册，上海，上海科学技术出版社，1978年。
指导教师 包清彬 签名日期 2012 年 6月 25 日
系 主 任 李明元 审核日期 2012 年 6 月 25 日
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