乙醇—水筛板精馏塔工艺设计说明书20160715,web详解.docx

化工原理课程设计—— 乙醇—水 筛板精馏塔工艺设计说明书 目 录 第一章 设计任务书 1 1.1 设计题目 1 1.2 设计任务及条件 1 1.2.1 设计任务 1 1.2.2 设计条件 1 1.3 产品产量及质量要求 1 1.4 厂址 1 第二章 确定设计方案 2 2.1 设计方案的确定 2 2.1.1 生产时日 2 2.1.2? 塔型选择 2 2.1.3? 精馏方式 2 2.1.4 ?操作压力 2 2.1.5 加料方式 2 2.1.6 进料状况 2 2.1.7 冷凝方式 2 2.1.8 回流方式 3 2.1.9 加热方式 3 2.2 工艺流程 3 第三章 筛板式精馏塔的工艺设计 4 3.1 精馏塔的设计计算 4 3.1.1 乙醇和水的汽液平衡组成 4 3.1.2 塔顶、塔底、进料处的相对挥发度 5 3.1.3 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 6 3.1.4 全塔物料衡算 6 3.1.5 q线方程的确定 6 3.1.6 塔顶和塔釜温度的确定 7 3.1.7 回流比的确定 7 3.1.8 操作方程的确定 7 3.1.9 板效率及实际塔板数的确定 7 3.2 精馏段物性衡算 8 3.2.1 平均分子量Mm 9 3.2.2 平均密度ρm 9 3.2.3 液体平均粘度μLM 10 3.2.4 液体表面张力σm 10 3.2.5 气液体积流率的计算 10 3.3 精馏段塔和塔板主要工艺尺寸计算 11 3.3.1 塔板横截面的布置计算 11 3.3.2 筛板精馏塔精馏段流体力学校核 13 3.4 精馏段塔板负荷性能图 15 3.4.1 过量液沫夹带线 15 3.4.2 溢流液泛线 15 3.4.3 液相上限线 16 3.4.4 漏液线（气相负荷下限线） 16 3.4.5 液相下限线 17 3.4.6 操作线 17 3.4.7 负荷性能图 17 3.5 提馏段物性衡算 18 3.5.1 平均分子量Mm 18 3.5.2 平均密度ρm 18 3.5.3 液体表面张力σm 19 3.5.4 液体平均粘度μLM 19 3.5.5 气液体积流率的计算 20 3.6 提馏段塔和塔板主要工艺尺寸计算 20 3.6.1 塔板横截面的布置计算 20 2.6.2 筛板精馏塔提馏段流体力学校核 22 3.7 提馏段塔板负荷性能图 24 3.7.1 过量液沫夹带线 24 3.7.2 溢流液泛线 25 3.7.3 液相上限线 25 3.7.4 漏液线（气相负荷下限线） 26 3.7.5 液相下限线 26 3.7.6 操作线 26 3.7.7 精馏段塔板负荷性能图 27 第四章 精馏塔的辅助设备及选型 28 4.1 辅助设备的选型 28 4.1.1 热量衡算 28 4.1.2 冷凝器 28 4.1.3 馏出液冷却器 29 4.1.4 釜液冷却器 29 4.1.5 换热器规格汇总表 30 4.2 塔的主要接管尺寸的选取 30 4.2.1 塔顶蒸气管路 30 4.2.2 塔顶冷凝水管路 31 4.2.3 塔顶液相回流管路 31 4.2.4 加料管路 31 4.2.5 塔釜残液流出管路 32 4.2.6 冷却水出口管路 32 4.2.7 塔顶馏出液管路 33 4.2.8 接口管路汇总表 33 4.3 输送泵的选取 33 4.3.1 泵的分类 33 4.3.2 选泵原则 34 第五章 塔高的确定及塔的其它工艺条件 35 5.1 塔高的设计计算 35 5.1.1 塔高的确定 35 5.1.2 塔板结构的确定 36 第六章 设计结果概要及汇总表 37 第七章 设计方案讨论 39 参考文献 41 附表 部分符号一览表……………………………………………………………………… 附图Ⅰ 乙醇—水t-x-y相平衡图 附图Ⅱ 精馏塔理论板数求解图 附图Ⅲ 塔板负荷性能图 附图Ⅳ 精馏塔的工艺条件图和筛孔布置图 附图Ⅴ 带控制点的工艺流程示意图 第一章 设计任务书 1.1 设计题目 乙醇—水筛板精馏塔工艺设计 1.2 设计任务及条件 1.2.1 设计任务 1. 完成精馏塔的工艺设计，包括辅助设备及进出口接管的计算和选型。 2．画出带控制点的工艺流程示意图 ，t-x-y相平衡图，塔板负荷性能图，筛孔布置图以及塔的工艺条件图 。 3．写出该精馏塔的设计说明书，包括设计结果汇总和对设计的评价。 1.2.2 设计条件 1. 常压操作，P=1 atm（绝压）（表压=0.1013MPa）。 2. 进精馏塔的原料液温度为90℃，汽液混合物进料（0q1）。 3. 塔釜采用饱和水蒸汽加热（加热方式自选）； 4. 塔顶采用全凝器，泡点回流。 5.