筛板式乙醇精馏的设计_课程设计.doc

目录 设计方案的确定 …………………………………………………………………7 1.1操作压力………………………………………………………………………… 1.2进料热状态………………………………………………………………………7 .3加热方式…………………………………………………………………………7 .4冷却方式…………………………………………………………………………7 .5回流比的选择……………………………………………………………………8 精馏工艺的计算 …………………………………………………………………9 .1精馏的工艺计算…………………………………………………………9 2.2理论板数的计算 ………………………………………………………………10 .3物料衡算 ………………………………………………………………………14 .4塔板总效率的估算………………………………………………………………15 .5实际板数的计算…………………………………………………………………16 .6热量恒算…………………………………………………………………………16 塔板和塔的主要尺寸设计 ………………………………………………………20 .1板间距的初选……………………………………………………………………20 .2塔径的计算………………………………………………………………………20 .3塔板详细设计……………………………………………………………………23 .3.1塔板上的流型选择……………………………………………………………23 .3.2溢流装置………………………………………………………………………23 .3.3鼓泡区筛孔安排………………………………………………………………28 .3.4塔板布置………………………………………………………………………29 塔板的流体力学验算及设计评述 ………………………………………………32 .2设计评述…………………………………………………………………………40 设计成果 …………………………………………………………………………42 .主要符号一览表 …………………………………………………………………45 筛板式乙醇精馏塔的设计1.5设计步骤和内容本次设计要求设计乙醇精馏塔，设计条件为：进料含乙醇38.2%，其余为水（均为质量分数，下同）；产品乙醇含量不低于93.1%；釜残液中乙醇不高于0.01%；要求生产能力为5000T/Y，年开工7200小时；操作条件为间接蒸汽加热，泡点进料，单板压降低于100mm水柱，塔板压强为1.03atm（绝对压强）。设计内容包括：设计方案的确定和说明；精馏塔工艺计算；塔板主要尺寸设计。设计步骤如下： 确定设计方案和工艺流程； 进行工艺计算； 塔板设计：主要包括塔板主要工艺尺寸，进行流体力学校核； 板式塔的结构选择； 管路和辅助设备的计算和选型； 绘制图纸； 编制设计说明书。 2.设计方案的确 设计方案指精馏装置的流程、设备的结构类型和操作参数等。确定的设计方案应该满足工艺和操作的要求，满足经济性要求和满足安全生产要求。 设计方案主要包括以下主要内容： 2.1操作压力 塔内操作压力的选择不仅牵涉分离问题，而且与塔顶和塔底温度选择有关。其选择原则是：对热敏性的物料可采用减压操作，对于常态下呈气态的物料可在加压下进行精馏，对于一般物料可采用常压蒸馏。根据物料应当选择常压蒸馏。 2.2进料热状态 进料有5种状态，分为过冷进料（q1）；泡点进料（q=1）;气液混合进料（0q1）；饱和蒸汽进进料（q=0）；过热蒸汽进料（q0）；泡点进料时操作较易控制吗，且不受季节气温的影响。此外，泡点进料时精馏段和提馏段塔径相等，设计和制造比较方便。根据要求采用泡点进料。 2.3加热方式 通常蒸馏釜的加热方式多采用间接蒸汽加热，但在塔底产物基本是水，且在低浓度下的相对挥发度较大的体系，也可采用直接蒸汽加热。直接蒸汽加热可利用压力较低的蒸汽加热，不必设置庞大的传热面，塔斧只需安装鼓泡管，故可节省设备费用和操作费用[]。根据设计要求采用间接加热方式。 2.4冷却方式 塔底冷凝器的冷却剂常采用水，若所需冷却温度较低，可采用冷却盐水。根据冷源情况和工艺要求采用冷水冷却。 2.5回流比的选择 回流比大小不仅影响到所需用的理论塔板数，而且影响到加热和冷却剂的消耗量，以及塔板、塔径、蒸馏釜和冷凝器的结构设计的选择。因此，适宜回流比的选择是一个重要问题。作为目前的设计，可先求出最小回流比Rmin，再根据经验公式R=(1.12～2)Rmin确定操作回流比。 也可以在一定范围内，选择5种以上的回流比，并计算相应的理论板数，并做出回流比与理论塔板数的曲线