年处理27吨乙醇-水分离精馏塔设计.doc

食品工程原理课程设计 分离乙醇－水精馏塔设计 学生姓名： 杨艳玲 刘琛幡 郭雪梅 尹成晨（组长） 所属学院： 生命科学学院 专 业： 食品科学与工程 班 级： 16—2 指导教师： 杨保球 日期： 2014.12.25-2014.12.29 目 录 化工原理课程设计任务书 4 摘要 5 前言 6 第一章 绪论 7 1.1设计的目的 7 1.2设计方案 7 1.3设计思路 7 1.4设计依据 8 1.4.1 操作压力 8 1.4.2 进料状况 8 1.4.3加热方式 8 1.4.4热能的利用 8 1.5. 塔型选择 8 第二章 塔的工艺计算 9 2.1工艺过程 9 2.1.1精馏塔全塔物料衡算 9 2.1.2理论及实际塔板数的确定 9 2.1.3 塔的结构的设计 13 2.2精馏塔的塔体工艺尺寸计算 18 2.2.1塔径的计算 18 2.2.2精馏塔有效高度的计算 19 2.2.3溢流装置计算 19 2.2.4 塔板布置 20 第三章 流体力学验算 22 3.1气相通过浮阀塔板的压降： 22 3.2淹塔 22 3.3. 雾沫夹带验算 23 3.4 操作性能负荷图 23 3.4.1 气相负荷下限图（漏液线） 23 3.4.2 过量液沫夹带线 24 3.4.3 液相负荷下限线 24 3.4.4 液相负荷上限线 24 3.4.5 液泛线 24 第四章 精馏塔设备设计 26 4.1精馏塔塔体材料、内径、壁厚和强度校核 26 4.1.1精馏塔塔体材料的选择 26 4.1.2精馏塔的内径 26 4.1.3壁厚的计算 26 4.1.4强度校核 27 4.2封头的选型依据，材料及尺寸规格 27 4.2.1封头的选型依据 27 4.2.2封头材料的选择 27 4.2.3封头的高 27 4.2.4封头的壁厚 28 4.3精馏塔的塔板类型选择 28 4.4塔板结构及与塔体的连接形式 28 4.5塔节的设计 29 4.6塔体各部分高度设计 29 4.7开孔补强结构设计 29 4.8塔体各接管设计 30 4.9塔体手孔及人孔的设计 31 4.10除沫器的设计 32 4.11支座设计 32 4.11.1 精馏塔塔体质量： 32 4.11.2封头质量： 32 第五章 设备的计算及选型 32 5.1冷凝器负荷 32 5.2 再沸器热负荷 33 参 考 文 献 34 课程设计心得 34 附录 35  化工原理课程设计任务书 一、设计题目：分离乙醇---水混合液的板式精馏塔工艺设计 原始数据及条件： 生产能力：年处理乙醇-水混合液27万吨（开工率300天/年） 原料：乙醇含量为26%（质量百分比，下同）的常温液体 分离要求：塔顶乙醇含量不低于90% 塔底乙醇含量不高于1% 建厂地址：阿克苏地区库车县 二、设计参数 （1）设计规模：乙醇---水混合液处理量3750 kmol/h （2）生产制度：年开工300天，每天三班8小时连续生产 （3）原料组成：乙醇含量为24％（质量百分率，下同） （4）进料状况：含乙醇24%（质量百分比，下同）乙醇---水的混合溶液（泡点进料） （5）分离要求：塔顶乙醇含量不低于_90__%，塔底乙醇含量不大于__1___％，塔顶压力: 0.101325MPa (绝压），塔釜采用0.5 MPa饱和蒸汽间接加热（表压） （6）建厂地区：大气压为760mmHg、自来水年平均温度为20℃的库车县。 指导教师（签名）： 2014 年 12 月 25 日 学科部（系）主任（签名）： 2014年 12 月 25 日 摘要 化工生产常需进行液体混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的，精馏是利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和部分冷凝达到轻重组分分离的方法。精馏操作在化工、石油化工、轻工等工业生产中中占有重要的地位。为此，掌握气液相平衡关系，熟悉各种塔型的操作特性，对选择、设计和分析分离过程中的各种参数是非常重要的。 塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备类型之一。本次设计的筛板塔是化工生产中主要的气液传质设备。此设计针对二元物系的精馏问题进行分析、选取、计算、核算、绘图等，是较完整的精馏设计过程，该设计方法被工程技术人员广泛的采用。 精馏设计包括设计方案的选取，主要设备的工艺设计计算——物料衡算Xf=0.1209 Xd=0.7788 Xw=0.0039 F=3750km