应卓211刘欣逸-设计说明书.docx

东电力大净

课程设计说明书

学生姓名:刘欣逸学号：2021304010306

学院:化学工程学院

班级:应用化学2021级应卓211班

题目:30.6万吨/年乙醇-水二元物系

筛板精馏塔的设计

指导教师：张延林

2023年12月27日

乙醇-水二元物系筛板精馏塔的设计

II

摘要

精馏操作在传统化工、石油化工、精细化工、制药行业等工业生产中占有重要的地位，依据多次部分冷凝、多次部分汽化的原理来实现连续的高纯度分离。本设计采用筛板精馏塔，进行乙醇－水二元物系的分离，针对二元物系的精馏问题进行选塔分析、工艺计算、设计塔体尺寸、手绘工艺流程图和工艺条件图，最终实现乙醇－水二元物系的分离。

根据各类板式塔的优缺点结合化工使用场景选择了筛板精馏塔。其次根据设计要求的已知参数结合化工原理列出的物料平衡方程、相平衡方程、归一化方程和热平衡方程、回流比等求出了理论塔板数，再根据Gilliand图得到实际塔板数，最终计算出进料位置以及塔高塔径。下一步进行塔体的具体设计，包括溢流堰、塔板高度、降液管、孔径、筛孔数、塔板压降等其他具体零部件的参数，并分析得出了精馏塔精馏段和提馏段的负荷性能图。最后对冷凝器和再沸器进行了设计，选择了适合的泵，并补充设计了改筛板精馏塔的附属部件。最终，根据设计结果绘制了该筛板精馏塔的具体结构，以及乙醇－水二元物系的分离的工艺流程图。

筛板精馏塔的理论塔板数通过逐板计算为9块，回流比为1.043，塔效率为40%，实际板数为20块，进料位置为第7块，在板式塔主要工艺尺寸的设计中得出塔高为15.42，塔径为3.0米，通过筛板塔的流体力学验算，证明各指标数据交均符合标准。本次设计过程正常，操作合适。

关键词：乙醇--水二元物系分离、精馏、筛板塔

乙醇-水二元物系筛板精馏塔的设计

III

Abstract

Distillationoperationplaysanimportantroleintraditionalchemical,petrochemical,finechemical,pharmaceuticalandotherindustrialproduction,andrealizescontinuoushigh-purityseparationbasedontheprincipleofmultiplepartialcondensationandmultiplepartialvaporization.Inthisdesign,sieveplaterectificationtowerisusedtoseparateethanol-waterbinarysystem.Inviewoftherectificationproblemofbinarysystem,towerselectionanalysis,processcalculation,towersizedesign,hand-drawnprocessflowchartandprocessconditiondiagramarecarriedout,andfinallytheseparationofethanol-waterbinarysystemisrealized.

Basedontheadvantagesanddisadvantagesofvariousplatecolumnsandtheapplicationscenariointhechemicalindustry,thesieveplaterectificationcolumnwaschosen.Wethenuseddesignrequirements,alongwithmaterialbalance,phasebalance,normalizedequations,heatbalanceequations,andrefluxratiosfromchemicalindustryprinciplestocalculatethetheoret