乙醇-水混合液浮阀精馏塔设计讲解.docx

河 西 学 院Hexi University化工原理课程设计题目:乙醇-水混合液浮阀精馏塔设计学院:化学化工学院专业:化学工程与工艺学号:2014210035姓名:张苗指导教师:魏玉娟2016 年 11 月29日化工原理课程设计任务书一、设计题目乙醇—水混合液筛板(浮阀)精馏塔设计二、设计任务及操作条件1.设计任务生产能力 100000 吨/年，（进料量） t/h操作周期小时/年（年工作330天检修一月）进料组成 30% （乙醇质量分率，下同）塔顶产品组成 ≥94%（乙醇）塔底产品组成 ≤0.5%（乙醇）单板压降 ≤700Pa 2.操作条件操作压力 塔顶4kPa (表压) 进料热状态 自选 （料液初温20℃） 加热蒸汽 0.25MPa (表压) 3.设备型式 筛板或浮阀塔板 4.厂址 山东地区 三、设计内容1.设计方案的选择及流程说明2.塔的工艺计算3.主要设备工艺尺寸设计（1）塔径、塔高及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、总压降及接管尺寸的确定4.辅助设备选型与计算5.设计结果汇总6.绘制生产工艺流程图及精馏塔设计条件图7.设计评述目 录摘要：11前言11.1 精馏原理及其在化工生产上的应用11.2 精馏塔对设备的要求11.3 常用板式塔类型及本设计的选型21.4 本设计所选塔的特性21.5 流程的确定和说明22塔的工艺设计32.1 精馏塔全塔物料衡算32.2 温度的计算32.3 密度的计算42.4 液体的平均表面张力的计算62.5 混合物黏度的计算72.6 相对挥发度82.7 气、液相体积流量计算82.8 理论板数NT的计算以及实际板数的确定102.9 塔经的初步设计122.10溢流装置132.10.1 堰长132.10.2 溢流堰高度：132.10.3弓形降液管的宽度和横截面142.10.4降液管底隙高度：142.11塔板布置及浮阀数目与排列142.11.1塔板分布142.11.2浮阀数目与排列153塔板的流体力学计算173.1气相通过浮阀塔板压降173.2淹塔173.3 物沫夹带线193.4 塔板的负荷性能图203.4.1 物沫夹带线203.4.2液泛线203.4.3 液相负荷上限213.4.4 漏液线213.4.5 液相负荷下限214浮阀塔工艺设计计算结果235 塔附件设计245.1 接管245.1.1进料管245.1.2回流管245.1.3塔釜出料管255.1.4塔顶蒸气出料管255.1.5塔釜进气管255.1.6法兰[4]255.2 筒体与封头255.2.1筒体255.3 除沫器265.4 裙座265.5吊柱265.6 人孔265.7塔高计算275.8冷凝器的选择275.8.1热负荷275.8.2 冷却水的用量275.8.3平均温差275.8.4换热系数285.8.5换热面积285.9 再沸器的选择285.9.1热负荷285.9.2加热蒸气用量285.9.3平均温差285.9.4换热系数285.9.5换热面积286 总结29参考文献:29致 谢30乙醇-水溶液浮阀精馏塔设计张苗摘要：本设计是以乙醇-水的物系为设计物系，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-水的精馏问题展开。通过图解法得出理论板数为11块，回流比为3.78，算出塔板效率42.3%，实际板数为26块，进料位置为第11块，在浮阀塔主要工艺尺寸的设计计算中得出：塔径2米，总塔高19.9米，每层浮阀数目为300个。通过浮阀塔的流体力学验算，证明各指标数据均符合标准。同时还对精馏塔的辅助设备进行了选型计算。本次设计过程正常，操作合适。关键词：乙醇水连续精馏浮阀塔1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，汽化和部分冷凝是同时进行的。对理想液态混合物精馏时，最后得到的馏出液(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的低沸点组分，纯高沸点组分则留在塔底。1.2精馏塔对设备的要求精馏设备及其所用的设备之间相互联系，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浮阀塔两类，通称为塔设备，和其他传质过程一样，精馏塔对塔设备的要求大致如下：①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。②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。③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空度。④有一定的操作弹性：当气液相流率有一定波动时，两相均能维持正常的流动，而且不会使效率发生较大的变