化工原理课程设计乙醇水连续浮阀精馏塔设计.doc

目 录 第一章 绪论……………………………………………………………………… 1 第二章 塔板的工艺设计………………………………………………………… 3 2.1 精馏塔全塔物料衡算………………………………………………… 3 2.2 常压下乙醇-水气液平衡组成（摩尔）与温度关系………………… 3 2.3 理论塔板的计算……………………………………………………… 8 2．4 塔径的初步计算……………………………………………………… 10 2.5 溢流装置…………………………………………………………………11 2.6 塔板布置及浮阀数目与排列……………………………………………12 第三章 塔板的流体力学计算…………………………………………………… 14 3.1 气相通过浮阀塔板的压降………………………………………………14 3.2 淹塔………………………………………………………………………15 3.3 液沫夹带…………………………………………………………………15 3.4 塔板负荷性能图…………………………………………………………16 第四章 附件设计………………………………………………………………… 20 4.1 接管………………………………………………………………………21 4.2 筒体与封头………………………………………………………………22 4.3 除沫器……………………………………………………………………22 4.4 裙座………………………………………………………………………22 4.5 吊柱………………………………………………………………………22 4.6 人孔………………………………………………………………………23 第五章 塔总体高度的设计……………………………………………………… 23 第六章 塔附属设备设计………………………………………………………… 23 6.1冷凝器的选择……………………………………………………………23 6.2 进料的选择……………………………………………………………‥24 6.3 预热器的选择……………………………………………………………24 参考书目……………………………………………………………………………24 主要符号说明………………………………………………………………………25 结束语………………………………………………………………………………26 （一） 设计题目 乙醇-水连续精馏塔的设计 （二） 设计任务及操作条件 1) 进精馏塔的料液含乙醇30%（质量分数，下同），其余为水； 2) 产品的乙醇含量不得低于93%； 3) 残液中乙醇含量不得高于0.5%； 4) 每年实际生产时间：7200小时/年，处理量：80000吨/年； 5) 操作条件 a) 塔顶压力： 常压 b) 进料热状态： 饱和液体进料 (或自选) c) 回流比： R=1.55Rmin d) 加热方式：直接蒸汽 e) 单板压降： ≤0.7kPa （三） 板类型 浮阀塔 （四）厂址 临沂地区 （五）设计内容 1、设计说明书的内容 1) 精馏塔的物料衡算； 2) 塔板数的确定； 3) 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算； 4) 精馏塔的塔体工艺尺寸计算； 5) 塔板主要工艺尺寸的计算； 6) 塔板的流体力学验算； 7) 塔板负荷性能图； 8) 精馏塔接管尺寸计算；9）设计结果汇总 10) 对设计过程的评述和有关问题的讨论。 2、设计图纸要求 绘制生产工艺流程图（选作）； 注:常压下乙醇-水气液平衡组成与温度的关系见课程设计教材附录(105页) 第一章设计方案简介 本次课程设计的任务是设计分离乙醇-水的精馏塔，塔型选为浮阀塔，因为筛板塔与浮阀塔相比，浮阀塔有降液槽和溢流堰，气体顶开浮阀上升与塔盘上液体接触，传质在塔盘上进行，液体通过降液槽下降，其操作弹性较大。 本设计任务为分离乙醇-水混合物，进料为饱和液体进料，操作压力是一个大气压。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送人精馏塔内。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。该物系属易分离物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的1.5倍。塔釜采用直接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。 第二章 塔板的工艺设计 2.1 精馏塔全塔物料衡算 F：原料液流量(kmol/h) xF：原料组成（摩尔分数，下同） D：塔顶产品流量(kmol/h) xD：塔顶组成 W：塔底残液流量(kmol/h) xW：塔底组成 原料乙醇组成： 塔