醇-水溶液连续精馏塔优化设计.doc

乙醇与水连续筛板精馏塔 题目：醇-水溶液连续精馏塔优化设计 班级：1014102 专业：化学工程与工艺 姓名：姚亚丽 学号：101410209 指导教老师：陈湘 设计时间：2013.1.3——2013.1.11 目 录 第一章：序言.........................................................4 第二章 设计方案的确定及流程说明 6 2.1塔型选择 6 2.2操作流程 6 第三章 塔的工艺计算 7 3.1整理有关数据并绘制相关表格 7 3.2全塔物料衡算 9 3.3最小回流比与操作回流比 10 3.4理论塔板数的确定 11 3.5全塔效率的估算 11 3.6实际塔板数的求取 13 第四章 塔的工艺条件及物性计算 13 4.1平均摩尔质量 13 4.2平均密度 14 4.3液体表面张力 15 4.4汽液相体积流率 17 4.5塔径的计算 17 4.6精馏塔高度的计算 21 第五章 塔板主要工艺尺寸的计算 23 5.1 溢流装置 24 5.2 塔板布置 25 第六章 塔板的流体力学验算 27 6.1 气体通过塔板的压力降hp液柱 27 6.2 液面落差 28 6.3 液沫夹带（雾沫夹带） 28 6.4 漏液 29 6.5 液泛 29 第七章 塔板负荷性能图 31 7.1漏液线 31 7.2液沫夹带线 31 7.3液相负荷下限线 32 7.4液相负荷上限线 32 7.5液泛线 32 第八章 各接管尺寸的确定及选型 35 8.1进料管尺寸的计算及选型 35 8.2釜液出口管尺寸的计算及选型 35 8.3回流管尺寸的计算及选型 35 8.4塔顶蒸汽出口径及选型 36 第九章 精馏塔的主要附属设备 37 9.1冷凝器 38 9.2再沸器 38 设计结果一览表 39 设计总结与体会.................................................40 参考文献.......................................................... 41 化工原理课程设计是综合运用《化工原理》课程和有关先修课程（《物理化学》，《化工制图》等）所学知识，完成一个单元设备设计为主的一次性实践教学，是理论联系实际的桥梁，在整个教学中起着培养学生能力的重要作用。通过课程设计，要求更加熟悉工程设计的基本内容，掌握化工单元操作设计的主要程序及方法，锻炼和提高学生综合运用理论知识和技能的能力，问题分析能力，思考问题能力，计算能力等。 精馏是分离液体混合物（含可液化的气体混合物）最常用的一种单元操作，在化工，炼油，石油化工等工业中得到广泛应用。精馏过程在能量剂驱动下（有时加质量剂），使气液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各组分的挥发度的不同，使易挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移，实现原料混合液中各组分的分离。根据生产上的不同要求，精馏操作可以是连续的或间歇的，有些特殊的物系还可采用衡沸精馏或萃取精馏等特殊方法进行分离。本设计的题目是乙醇-水连续精馏筛板塔的设计，即需设计一个精馏塔用来分离易挥发的乙醇和不易挥发的水，采用连续操作方式，需设计一板式塔将其分离。乙醇在工业、医药、民用等方面，都有很广泛的应用，是很重要的一种原料。在很多方面，要求乙醇有不同的纯度，有时要求纯度很高，甚至是无水乙醇，这是很有困难的，因为乙醇极具挥发性，也极具溶解性，所以，想要得到高纯度的乙醇必须通过一定的方法。 要想把低纯度的乙醇水溶液提升到高纯度，最简单的方法就是用连续精馏的方法，因为乙醇和水的挥发度相差不大。精馏是多数分离过程，即同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程，因此可使混合液得到几乎完全的分离。化工厂中精馏操作是在精馏塔内进行的，塔内装有若干层塔板或充填一定高度的填料。为实现精馏分离操作，除精馏塔外，还必须从塔底引入上升蒸汽流和从塔顶引入下降液。可知，单有精馏塔还不能完成精馏操作，还必须有塔底再沸器和塔顶冷凝器，有时还要配原料液预热器、回流液泵等附属设备，才能实现整个操作。 课程设计是化工原理课程的一个非常重要的实践教学内容。不仅能够培养学生运用所学的化工生产的理论知识，解决生产中实际问题的能力，还能够培养学生的工程意识。更能培养我们的创新意识、严谨认真的学习态度。是对我们进行的一次综合性设计训练。通过对乙醇连续精馏塔的设计,增加对化工生产过程的了解以及对化工原