乙醇精馏塔的设计讲解.doc

化工原理课程设计 学 院： 化学工程学院 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 成绩评定： 2015年月化工原理课程设计任务书一、设计题目：乙醇精馏塔的设计 二、设计任务及条件 (1) 进料含乙醇%，其余为水； （均为质量分，下同） (2) 产品乙醇含量9% (3) 釜残液中乙醇含量0.5% (4)量（000-150×26=42100）t/a (5) 操作条件：①：②进料热状况0.7KPa。 三、设计内容和要求 (1) 流程的确定与说明 (2) 主要设备的工艺设计计算 全塔物料衡算 塔板数和塔径计算塔板结构设计及板面布置流体力学验算塔板负荷性能图(3) 辅助设备的计算和选型 接管；泵；换热器。 (4) 图纸要求 a.工艺流程图 以单线图的形式绘制，标出主体设备的物流方向、物流量。 b.主要设备图 包括设备的主要工艺尺寸，技术特性表和接管表。 四.设计说明书的内容 要求包括以下几个内容： (1) 设计任务书 (2) 目录 (3) 流程图 (4) 流程和方案的说明及论证 (5) 工艺计算及主要设备设计 (6) 辅助设备的计算和选型 (7) 设计结果汇总 (8) 对设计的评述及有关问题的分析讨论 (9) 参考文献 1概述 1 1.1精馏操作对塔设备的要求 1 1.2 板式塔的类型 2 1.2.1 泡罩塔 2 1.2.2 筛板塔 3 1.2.3 浮阀塔 4 1.3 精馏塔的设计任务及要求[2] 5 1.3.1 精馏塔设计的内容 5 1.3.2 绘图要求 5 2设计方案的确定 7 2.1塔形的选择 7 2.2 操作条件的确定 7 2.2.1操作压力 7 2.2.2 进料状态 7 2.2.3 加热方式 7 2.2.4 热能的利用 8 2.3 确定设计方案的原则 8 2.4精馏流程的确定 9 3板式精馏塔的工艺计算 10 3.1物料衡算 10 3.1.1 料液及塔顶、塔底产品含乙醇摩尔分数 10 3.1.2平均摩尔质量 10 3.1.3物料衡算 10 3.2回流比的确定 11 3.3 塔板数的确定 12 3.3.1 精馏塔的气、液相负荷 12 3.3.2回收率 12 3.3.3操作线方程 12 3.3.4图解法理论板层数 12 3.3.5实际板层数的初步求取 13 3.3.6精馏段的操作工艺条件及相关物性设计的计算 13 3.4精馏塔有关物性计算 15 3.4.1平均密度 15 3.4.2 液体平均表面张力计算 16 4板式塔主要尺寸计算 18 4.1精馏塔的塔体工艺尺寸计 18 4.1.1塔径的计算 18 4.1.2精馏塔有效高度计算 19 4.2 塔板主要工艺尺寸的计算 19 4.2.1 溢流装置计算 19 4.2.2 塔板布置及浮阀数目与排列 21 4.3 塔板的流体力学验算 22 4.3.1 气象通过浮阀塔板的压降 22 4.3.2 淹塔 22 4.3.3 雾沫夹带 23 4.4塔板负荷性能图 23 4.4.1雾沫夹带线 23 4.4.2 液泛线 24 4.4.3液相负荷上限线 25 4.4.4漏液线 25 4.4.5液相负荷下限线 25 4.4.6塔板负荷性能图 26 4.5计算结果汇总 27 第五章 塔附件设计 28 5.1 接管 28 5.1.1进料管 28 5.1.2回流管 29 5.1.3塔釜出料管 29 5.1.4塔顶蒸汽出料管 29 5.1.5塔底进料管 29 5.1.6法兰 30 6精馏装置的附属设备 31 6.1 回流冷凝器 31 6.1.1 冷凝器的介绍 31 6.1.2 冷凝器的选择 32 6.1.3冷凝器的传热面积和冷却水的消耗量 32 6.2 再沸器 33 6.2.1 再沸器的介绍 33 6.2.2 再沸器的选择 34 附录 35 附录 1 常压下乙醇—水系统t—x—y数据 35 附录 2 乙醇的物性 35 附录 3 物性系数 36 Key words 36 参考文献 37 主体设备图（见二号图纸） 37 1概述 蒸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。蒸馏操作在化工、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。 蒸馏过程按操作方式可分为间歇蒸馏和连续蒸馏。间歇蒸馏是一种不稳态操作，主要应用于批量生产或某些有特殊要求的场合；连续蒸馏为稳态的连续过程，是化工生产常用的方法。 蒸馏过程按蒸馏方式可分为简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏和特殊精馏等。简单蒸馏是一种单级蒸馏操作