乙醇-水连续精馏筛板塔设计a++.doc

化工原理课程设计任务书 一 设计题目：分离乙醇－水连续浮阀式精馏塔的设计 二 原始数据及条件 生产能力：年处理乙醇-水混合液20万吨（开工率300天/年） 原料：乙醇含量为20%（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95% 塔底乙醇含量不高于0.2% 建厂地址：吉林地区 一 设计题目 乙醇—水二元物系浮阀式精馏塔的设计 二设计条件 (1)原料来自原料罐，温度20℃，乙醇含量52%（质量分率）；原料处理量为1100kg/h。 (2)产品组成：乙醇含量 91%（质量分率）。 (3)釜液组成：乙醇浓度﹤0.04%（质量分率）。 (4)塔顶压力： 。 (5)精馏塔进料状态为泡点进料。 (6)塔釜为饱和蒸汽直接加热。 三设计内容 (1)确定工艺流程。 (2)精馏塔的物料衡算。 (3)塔板数的确定。 (4)精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算。 (5)精馏塔塔体工艺尺寸的计算。 (6)塔板板面布置设计。 (7)塔板的流体力学验算与负荷性能图。 (8)精馏塔接管尺寸计算。 (9)塔顶全凝器工艺设计计算和选型。 (10)进料泵的工艺设计计算和选型。 (11)带控制点的工艺流程图、塔板板面布置图、精馏塔设计条件图。 (12)设计说明书。 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=0.254 xD=0.788 xW=0.0020 F=100kmol／h 实际塔板数精馏段22块，提馏段7块。工艺参数的选定泡点进料、泡点回流。设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算塔高为11.35m,筛孔数目为3425个，辅助设备的选型，工艺流程图，主要设备的工艺条件图等内容。通过对精馏塔的运算，可以得出精馏塔的各种设计如塔的工艺流程、生产操作条件及物性参数是合理的，各种接管尺寸是合理的，以保证精馏过程的顺利进行并使效率尽可能的提高。 关键词：乙醇；水；精馏段；提馏段；筛板塔。 目 录 化工原理课程设计任务书 Ⅰ 摘 要 Ⅱ 第一章 前言 1 第二章 绪论 2 §2.1 设计方案 2 §2.2 选塔依据 2 §2.3 设计思路 3 第三章 塔板的工艺设计 4 §3.1 精馏塔全塔物料衡算 4 §3.2 常压下乙醇-水气液平衡组成与温度关系 4 §3.3理论塔的计算 12 §3.4 塔径的初步设计 13 §3.5溢流装置 15 §3.6塔板的分布、浮阀数目及排列 16 第四章 塔板的流体力学验算 19 §4.1气相通过浮阀塔板的压降 19 §4.2淹塔 20 §4.3 物沫夹带 20 §4.4塔板负荷性能图 21 第五章 塔附件设计 26 §5.1接管 26 §5.2筒体与封头 27 §5.3除沫器 27 §5.4裙座 28 §5.5吊柱 28 §5.6人孔 28 第六章 塔总体高度的设计 29 §6.1塔的顶部空间高度 29 §6.2塔的底部空间高度 29 §6.3塔总体高度 29 第七章 附属设备设计 30 §7.1 冷凝器的选择 30 §7.2再沸器的选择 30 第八章 设计结果汇总 31 结束语 32 参考文献 33 主要符号说明 34 附 录 35 第一章 前言 化工生产中所处理的原料中间产品几乎都是由若干组分组成的混合物，其中大部分是均相混合物。生产中为满足要求需将混合物分离成较纯的物质。精馏是分离液体混合物（含可液化的气体混合物）最常用的一种单元操作，在化工、炼油、石油化工等工业中得到广泛应用。精馏过程在能量剂的驱动下（有时加质量剂），使气、液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各组分挥发度的不同，使易挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移，实现原料混合液中各组分的分离。该过程是同时进行传质、传热的过程。 在本设计中我们使用筛板塔，筛板塔的突出优点是结构简单造价低。合理的设计和适当的操作筛板塔能满足要求的操作弹性，而且效率高采用筛板可解决堵塞问题适当控制漏液。 筛板塔是最早应用于工业生产的设备之一，五十年代之后通过大量的工业实践逐步改进了设计方法和结构，近年来与浮阀塔一起成为化工生中主要的传质