乙醇筛板精馏塔设计.docx

化工原理课程设计》报告 70560 吨/ 年乙醇 ~水精馏装置设计 年级 专业设计者姓名设计单位 完成日期年月日 完成日期 目 录 TOC \o 1-5 \h \z \o Current Document 一、概述 5 \o Current Document 1.1 设计依据 5 \o Current Document 1.2技术来源 5 \o Current Document 1.3设计任务及要求 5 二：计算过程 6 塔型选择 6 操作条件的确定 6 2.1操作压力 6 2.2进料状态 7 2.3加热方式 7 2.4热能利用 7 \o Current Document 有关的工艺计算 7 3.1最小回流比及操作回流比的确定 9 3.2塔顶产品产量、釜残液量及加热蒸汽量的计算 9 3.3全凝器冷凝介质的消耗量 10 3.4热能利用 10 3.5理论塔板层数的确定 11 3.6全塔效率的估算 12 3.7实际塔板数 13 \o Current Document 精馏塔主题尺寸的计算 14 4.1精馏段与提馏段的体积流量 14 4.1.1精馏段 14 4.1.2提馏段 15 4.2塔径的计算 16 4.2.1精馏段塔径的计算 16 4.2.2精馏塔高的计算 19 \o Current Document 塔板结构尺寸的确定 19 5.1塔板尺寸 19 5.1.1精馏段塔板尺寸 19 5.1.2提馏段塔板尺寸 21 5.2塔板布置 22 \o Current Document 6 ?筛板的流体力学验算 23 6.1先对精馏段进行计算 23 塔板压降 23 6.1.2液面落差 24 6.1.3液沫夹带 24 6.1.4漏液验算 24 6.1.5液泛验算 25 6.2对提馏段进行计算 25 塔板压降 25 6.2.2液面落差 26 6.2.3液沫夹带 26 6.2.4漏液验算 27 6.2.5液泛验算 27 \o Current Document 塔板负荷性能图 27 7.1精馏段的计算 27 7.1.1漏液线 27 7.1.2液沫夹带线 28 7.1.3液体负荷下限线 29 7.1.4液体负荷上限线 29 7.1.5液泛线 29 7.1.6操作性能负荷图 30 7.2提馏段的计算 31 7.2.1漏液线 31 7.2.2液沫夹带线 31 7.2.3液体负荷下限线 32 7.2.4液体负荷上限线 32 7.2.5液泛线 33 7.2.6操作性能负荷图 34 7.7筛板塔的工艺设计计算结果 35 \o Current Document 各接管尺寸的确定 36 8.1进料管 36 8.2釜残液岀料管 37 8.3回流液管 37 8.4塔顶上升蒸汽管 38 8.5水蒸汽进口管 38 一、概述 乙醇~水是工业上最常见的溶剂，也是非常重要的化工原料之一，是 无色、无毒、无致癌性、污染性和腐蚀性小的液体混合物。因其良好的理 化性能，而被广泛地应用于化工、日化、医药等行业。近些年来，由于燃 料价格的上涨，乙醇燃料越来越有取代传统燃料的趋势，且已在郑州、济 南等地的公交、出租车行业内被采用。山东业已推出了推广燃料乙醇的法 规。 长期以来，乙醇多以蒸馏法生产，但是由于乙醇 ~水体系有共沸现象, 普通的精馏对于得到高纯度的乙醇来说产量不好。但是由于常用的多为其 水溶液，因此，研究和改进乙醇 水体系的精馏设备是非常重要的。 塔设备是最常采用的精馏装置，无论是填料塔还是板式塔都在化工生 产过程中得到了广泛的应用，在此我们作板式塔的设计以熟悉单元操作设 备的设计流程和应注意的事项是非常必要的。 1.1设计依据 本设计依据于教科书的设计实例，对所提出的题目进行分析并做出理 论计算。 1.2技术来源 目前，精馏塔的设计方法以严格计算为主，也有一些简化的模型，但 是严格计算法对于连续精馏塔是最常采用的，我们此次所做的计算也采用 严格计算法。 1.3设计任务及要求 原料：乙醇~水溶液，年产量70560吨 乙醇含量：31%（质量分数），原料液温度：45C 设计要求：塔顶的乙醇含量不小于 80%（摩尔分率） 塔底的乙醇含量不大于0.05%（摩尔分率） 表1乙醇~水溶液体系的平衡数据 液相中乙醇的 汽相中乙醇的 液相中乙醇的 汽相中乙醇的 含量（摩尔分数） 含量（摩尔分数） 含量（摩尔分数） 含量（摩尔分数） 0.0 0.0 0.40 0.614 0.004 0.053 0.45 0.635 0.01 0.11 0.50 0.657 0.02 0.175 0.55 0.678 0.04 0.273 0.60 0.698 0.06 0.3