乙醇-水连续浮阀式精馏塔的设计--精.doc

化工原理课程设计任务书 一 设计题目： 乙醇－水连续浮阀式精馏塔的设计 二 任务要求 设计一连续筛板浮阀精馏塔以分乙醇和水 具体工艺参数如下：原料加料量 F＝100kmol/h进料组成 xF＝273 馏出液组成 xD＝0.831 釜液组成 xw＝0.012 塔顶压力 p＝100kpa 单板压降 ≤0.7 kPa 2 工艺操作条件：常压精馏，塔顶全凝器，塔底间接加热，泡点进料，泡点回流。 三 主要设计内容 1、设计方案的选择及流程说明 2、工艺计算 3、主要设备工艺尺寸设计 （1）塔径及 提 馏段塔板结构尺寸的确定 （2）塔板的流体力学校核 （3）塔板的负荷性能图 （4）总塔高 4、设计结果汇总 5、工艺流程图及精馏塔工艺条件图 目 录 化工原理课程设计任务书 I 摘 要 Ⅳ 第一章 前言 1 1.1 精馏原理及其在化工生产上的应用 1 1.2 精馏塔对塔设备的要求 1 1.3 常用板式塔类型及本设计的选型 1 1.4 本设计所选塔的特性 1 第二章 流程的确定和说明 3 2.1 设计思路 3 2.2 设计流程 3 第三章精馏塔的工艺计算 4 3.1 物料衡算 4 3.1.1原料液及塔顶，塔底产品的摩尔分率 4 3.1.2物料衡算 4 3.2 回流比的确定 5 3.2.1平均相对挥发度的计算 5 3.2.2最小回流比的确定 6 3.3 板数的确定 6 3.3.1精馏塔的气液相负荷 6 3.3.2精馏段与提馏段操作线方程 6 3.3.3逐板法确定理论板数及进料位置 6 3.3.4全塔效率 8 3.4 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 8 3.4.1操作温度的计算 8 3.4.2操作压强 9 3.4.3塔内各段气液两相的平均分子量 10 3.4.4精馏塔各组分的密度 12 3.4.5液体表面张力的计算 15 3.4.6液体平均粘度的计算 15 3.4.7气液负荷计算 16 3.5 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 16 3.5.1塔径的计算 16 3.5.2精馏塔有效高度的计算 18 3.5.3溢流装置计算 19 3.5.4塔板布置 20 3.6 筛板的流体力学验算 21 3.6.1塔板压降 21 3.6.2液沫夹带 22 3.6.3漏液 23 3.6.4液泛 23 3.7 塔板负荷性能图 23 3.7.1过量液沫夹带线关系式 24 3.7.2液相下限线关系式 23 3.7.3严重漏夜线关系式 24 3.7.4液相上限线关系式 24 3.7.5降液管液泛线关系式 24 3.8 主要接管尺寸的选取 25 3.8.1进料管 25 3.8.2釜液出口管 25 3.8.3塔顶蒸汽管 26 3.8.4回流管 26 3.8.5塔底蒸汽管 26 第四章主要计算计算结果列表 27 4.1浮阀塔计算结果汇总 27 结束语 29 参考文献 30 主要符号说明 31 附 录 34 一、物性表 35 二、负荷性能图 36 三、带控制点的工艺流程图 37 四、塔的设备结构图 38  摘 要 本设计是以乙醇――水物系为设计物系，以浮阀塔为精馏设备分离乙醇和水。浮阀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乙醇－－水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。 通过逐板计算得出理论板数为16块，回流比为3.531,算出塔效率为0.518，实际板数为32块，进料位置为第11块，在板式塔主要工艺尺寸的设计计算中得出塔径为1米，有效塔高13.6米，浮阀数（提馏段每块76）。通过浮阀塔的流体力学验算，证明各指标数据均符合标准。本次设计过程正常，操作合适。 关键词：乙醇水连续精馏提馏段 第1章 前言 1.1精馏原理及其在化工生产上的应用 实际生产中，在精馏柱及精馏塔中精馏时，上述部分气化和部分冷凝是同时进行的。对理想液态混合物精馏时，最后得到的馏液(气相冷却而成)是沸点低的B物质，而残液是沸点高的A物质，精馏是多次简单蒸馏的组合。精馏塔底部是加热区，温度最高；塔顶温度最低。精馏结果，塔顶冷凝收集的是纯低沸点组分，纯高沸点组分则留在塔底。 1.2精馏塔对塔设备的要求 精馏设备所用的设备及其相互联系，总称为精馏装置，其核心为精馏塔。常用的精馏塔有板式塔和填料塔两类，通称塔设备，和其他传质过程一样，精馏塔对塔设备的要求大致如下： 一：生产能力大：即单位塔截面大的气液相流率，不会产生液泛等不正常流 动。 二：效率高：气液两相在塔内保持充分的密切接触，具有较高的塔板效率或传质效率。 三：流体阻力小：流体通过塔设备时阻力降小，可以节省动力费用，在减压操作是时，易于达到所要求的真