乙醇—水分离填料精馏塔设计.docx

中南民族大学化学工程与工艺专业化工原理课程设计乙醇—水分离填料精馏塔设计设计者: 学号:班级:指导老师:设计时间:2013.5.15—2013.6.12课程设计任务书课程名称化工原理课程设计课程代码设计时间2013.5.15—2013.6.12指导教师专业化学工程与工艺班级3班一、课程设计任务（题目）及要求（一）设计题目：乙醇—水分离过程填料精馏塔设计原料液中含乙醇38%，含水62%(均为质量分数);处理量2万吨/年。塔顶馏出液中含乙醇不低于98%，塔底釜残液中含乙醇不高于1% (均为质量分数)。操作条件如下：塔顶压力常压进料热状况自选回流比自选塔底加热蒸汽压力 0.5MPa（表压)工作日每年300天，每天24小时连续运行。厂址为湖北地区，填料类型和规格自选。（二）设计要求1、学生应在老师指导下独立完成，题目不可更换。2、查阅相关资料，自学具体课题中涉及到的新知识。3、最后提交的课程设计成果包括：a)课程设计说明书纸质文件及电子文件。b)课程设计相关设计图纸质文件及电子文件。二、对课程设计成果的要求（包括课程设计说明书、图纸、图表等软硬件要求）1、分析课程设计题目的要求；2、写出详细设计说明；3、写出详细计算过程、经验值的取舍依据；4、设计完成后提交课程设计说明书及相关设计图；5、设计说明书应内容充实、写作规范、项目填写正确完整、书面整洁、版面编排、图表绘制符合要求。6、计算过程使用的符号符合参考资料中的要求，设计内容按参考资料设计示例执行。三、主要参考资料[1] 贾绍义，柴诚敬.化工原理课程设计.天津大学出版社,2002年6月.[2] 陈敏恒，潘鹤林.化工原理.华东理工大学出版社，2008年8月.[3] 朱有庭，曲文海，于浦义. 化工设备设计手册(上下).化学工业出版社; 2008年5月.[4]中国石化集团上海工有限公司编.化工工艺设计手册.化学工业出版社; 2009年6月.指导教师（签名）：教研室主任（签名）：目录1概述51.1 与物性有关的因素51.2 与操作条件有关的因素52流程的确定及说明62.1.加料方式62.2.进料状况62.3 塔顶冷凝方式62.4 回流方式62.5 加热方式72.6 加热器73精馏塔的设计计算73.1物料衡算73.2塔顶气相、液相，进料和塔底的温度分别为：、、、83.3平均相对挥发度α93.4回流比的确定93.5热量衡算103.5.1加热介质的选择103.5.2冷却剂的选择103.5.3热量衡算103.6理论塔板数计算123.6.1板数计算123.6.2塔板效率133.7 精馏塔主要尺寸的设计计算143.7.1流量和物性参数的计算143.7.2塔径设计计算174附属设备及主要附件的选型计算204.1．冷凝器204.2再沸器214.3塔内其他构件224.3.1.塔顶蒸汽管224.3.2.回流管224.3.3.进料管234.3.4.塔釜出料管234.3.5除沫器234.3.6液体分布器244.3.7液体再分布器254.3.8填料支撑板的选择254.3.9塔釜设计264.3.10塔的顶部空间高度264.3.11手孔的设计264.3.12．裙座的设计275精馏塔高度计算27附录29参考文献30前 言在化学工业和石油工业中广泛应用的诸如吸收、解吸、精馏、萃取等单元操作中，气液传质设备必不可少。塔设备就是使气液成两相通过精密接触达到相际传质和传热目的的气液传质设备之一。塔设备一般分为级间接触式和连续接触式两大类。前者的代表是板式塔，后者的代表则为填料塔，在各种塔型中，当前应用最广泛的是筛板塔与浮阀塔。填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备。填料塔的塔身是一直立式圆筒，底部装有填料支承板，填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安装填料压板，以防被上升气流吹动。液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下。气体从塔底送入，经气体分布装置（小直径塔一般不设气体分布装置）分布后，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙，在填料表面上，气液两相密切接触进行传质。填料塔属于连续接触式气液传质设备，两相组成沿塔高连续变化，在正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。 当液体沿填料层向下流动时，有逐渐向塔壁集中的趋势，使得塔壁附近的液流量逐渐增大，这种现象称为壁流。壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均，从而使传质效率下降。因此，当填料层较高时，需要进行分段，中间设置再分布装置。液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器两部分，上层填料流下的液体经液体收集器收集后，送到液体再分布器，经重新分布后喷淋到下层填料上。 填料塔具有生产能力大，分离效率高，压降小，持液量小，操作弹性大等优点。填料塔也有一些不足之处，如填料造价高；当液体负荷较小时不能有效地润湿填料表面，使传质效率降低；