乙醇水塔课程设计实例
分离乙醇水精馏塔设计（含经典工艺流程图和塔设备图）
分离⼄醇⽔精馏塔设计（含经典⼯艺流程图和塔设备图）分离⼄醇-⽔的精馏塔设计设计⼈员：所在班级：化学⼯程与⼯艺成绩：指导⽼师：⽇期：12化⼯原理课程设计任务书⼀、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35％（质量分数，下同），其余为⽔；（2）产品的⼄醇含量不得低于90％；（3）塔顶易挥发组分回收率为99％；（4）⽣产能⼒为50000吨/年90％的⼄醇产品；（5）每年按330天计，每天24⼩时连续运⾏。
（6）操作条件a）塔顶压强 4kPa （表压）b）进料热状态⾃选c）回流⽐⾃选d）加热蒸汽压⼒低压蒸汽（或⾃选）e）单板压降 kPa。
三、设备形式：筛板塔或浮阀塔四、设计内容：31、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）对设计过程的评述和有关问题的讨论；2、设计图纸要求；1）绘制⽣产⼯艺流程图（A2 号图纸）；2）绘制精馏塔设计条件图（A2 号图纸）；五、设计基础数据：1.常压下⼄醇---⽔体系的t-x-y 数据；2.⼄醇的密度、粘度、表⾯张⼒等物性参数。
4⼀、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：进精馏塔的料液含⼄醇35％（质量分数，下同），其余为⽔；产品的⼄醇含量不得低于90％；塔顶易挥发组分回收率为99％，⽣产能⼒为50000吨/年90％的⼄醇产品；每年按330天计，每天24⼩时连续运⾏。
塔顶压强4kPa （表压）进料热状态⾃选回流⽐⾃选加热蒸汽压⼒低压蒸汽（或⾃选）单板压降≤0.7kPa。
三、设备形式：筛板塔四、设计内容：1）精馏塔的物料衡算：原料⼄醇的组成 xF＝＝0.1740原料⼄醇组成 xD0.7788塔顶易挥发组分回收率90％平均摩尔质量 MF =由于⽣产能⼒50000吨／年，.则 qn，F所以，qn，D562）塔板数的确定：甲醇—⽔属⾮理想体系，但可采⽤逐板计算求理论板数,本设计中理论塔板数的计算采⽤图解法。
乙醇水连续阀式精馏塔的设计
化工原理课程设计任务书一设计题目：乙醇－水连续浮阀式精馏塔的设计二任务要求设计一连续筛板浮阀精馏塔以分乙醇和水具体工艺参数如下：原料加料量 F＝100kmol/h进料组成 x＝273F＝馏出液组成 xD＝釜液组成 xw塔顶压力 p＝100kpa单板压降≤ kPa2 工艺操作条件：常压精馏，塔顶全凝器，塔底间接加热，泡点进料，泡点回流。
三主要设计内容1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算3、主要设备工艺尺寸设计（1）塔径及提馏段塔板结构尺寸的确定（2）塔板的流体力学校核（3）塔板的负荷性能图（4）总塔高4、设计结果汇总5、工艺流程图及精馏塔工艺条件图目录NO TABLE OF CONTENTS ENTRIES FOUND.摘要本设计是以乙醇――水物系为设计物系，以浮阀塔为精馏设备分离乙醇和水。
浮阀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乙醇－－水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。
通过逐板计算得出理论板数为16块，回流比为,算出塔效率为，实际板数为32块，进料位置为第11块，在板式塔主要工艺尺寸的设计计算中得出塔径为1米，有效塔高米，浮阀数（提馏段每块76）。
通过浮阀塔的流体力学验算，证明各指标数据均符合标准。
本次设计过程正常，操作合适。
关键词：乙醇、水、二元精馏、浮阀连续精馏精馏塔、提馏段第1章前言精馏原理及其在化工生产上的应用实际生产中，在精馏柱及精馏塔中精馏时，上述部分气化和部分冷凝是同时进行的。
对理想液态混合物精馏时，最后得到的馏液(气相冷却而成)是沸点低的B物质，而残液是沸点高的A物质，精馏是多次简单蒸馏的组合。
精馏塔底部是加热区，温度最高；塔顶温度最低。
精馏结果，塔顶冷凝收集的是纯低沸点组分，纯高沸点组分则留在塔底。
精馏塔对塔设备的要求精馏设备所用的设备及其相互联系，总称为精馏装置，其核心为精馏塔。
常用的精馏塔有板式塔和填料塔两类，通称塔设备，和其他传质过程一样，精馏塔对塔设备的要求大致如下：一：生产能力大：即单位塔截面大的气液相流率，不会产生液泛等不正常流动。
精馏塔课程设计
精馏塔课程设计安徽科技学院食品药品学院乙醇—水板式精馏塔设计班级：食品科学与工程101姓名：蒋大强学号：2301100112指导教师：杜传来张继武时间：2012年1月6日分离要求：塔底含量不超过0.1％,塔顶含量高于98％.工艺操作条件：常压精馏，塔顶全凝，q 取1.2，R=1.1 Rmin 。
：水和乙醇的物理性质（2）常压下乙醇和水的气液平衡数据，见表3—2表3—2 乙醇—水系统t —x —y 数据1.2乙醇和水的不同温度下的密度。
表1—1 不同温度下乙醇和水的密度温度/℃ 乙ρ 水ρ温度/℃ 乙ρ 水ρ808590 735 730 724 971.8 968.6 965.3 85 100 720 716 961.85 958.41.3乙醇和水的不同温度下的表面张力。
表1—2 乙醇和水不同温度下的表面张力温度/℃70 80 90 100 乙醇表面张力22/10m N - 18 17.15 16.2 15.2 水表面张力/22/10m N - 64.362.6 60.7 58.81.4乙醇和水的不同温度下的黏度。
表1—3 乙醇和水不同温度下的黏度温度/℃ 7080 90 100 乙醇黏度mpa.s 0.480.415 0.351 0.305 水的黏度mpa.s0.400 0.330 0.318 0.2841.5乙醇—水气、液平衡组成与温度关系表1—1 乙醇—水气、液平衡组成与温度关系沸点t/C ︒乙醇分子/% （液相） 乙醇分子/% （气相） 沸点t/C ︒ 乙醇分子/% （液相） 乙醇分子/% （气相） 10099.999.899.799.599.29998.7597.6495.895.591.3 0 0.004 0.04 0.05 0.12 0.23 0.31 0.39 0.79 1.61 1.90 4.16 0 0.053 0.51 0.77 1.57 2.90 3.725 45 8.76 16.34 17.00 29.92 82 81.5 81.3 80.7 80.6 80.1 79.85 79.8 79.7 79.5 79.3 79.2 27.3 32.73 33.24 39.65 42.09 48.92 52.68 50.79 51.98 61.02 57.32 65.64 56.44 59.26 58.78 61.22 62.22 64.70 66.28 65.64 65.99 70.29 68.41 72.7189.0 87.9 86.7 85.3 85.2 84.1 83.75 82.7 82.3 82.37.217.419.6612.3812.6416.6117.4123.3725.7526.0838.9139.6143.7547.0447.4950.8951.6754.4555.7455.8078.9578.7578.7478.678.478.2778.278.1578.1568.9272.3674.7275.9979.8283.8785.9789.4189.4374.6976.9378.1579.2681.8384.9186.4089.4189.43 设计结果一览表2.精馏塔工艺计算2.1塔的物料衡算2.1.1料液及塔顶，塔底产品含乙醇的摩尔分率F:原料液流量（kmol/s ） xF:原料组成（摩尔分率，下同）D ：塔顶产品流量（kmol/s ） xD:塔顶组成W ：塔底残液流量（kmol/s ） xW:塔底组成2.1.2进料2.1.3物料衡算2.2有关的工艺计算2.2.1原料液的平均摩尔质量：M f =x f M OH CH CH 23+(1-x f )M O H 2=0.1934⨯46+(1-0.1934)⨯18=23.4kg/kmol 同理 可求得：M D =42.6972kg/kmol M W =18.5544kg/kmol45οC 下，原料液中ρO H 2=971.1kg/m 3,ρOH CH CH 23=735kg/m 3由此可查得原料液，塔顶和塔底混合物的沸点，以上计算结果见表6。
乙醇水连续精馏塔的设计
乙醇—水连续精馏塔的设计目的：通过课程设计进一步巩固课本所学的容，培养学生运用所学理论知识进行化工单元过程设计的初步能力，使所学的知识系统化，通过本次设计，应了解设计的容，方法及步骤，使学生具有调节技术资料，自行确定设计方案，进行设计计算，并绘制设备条件图、编写设计说明书。
在常压连续精馏塔中精馏分离含乙醇20%的乙醇—水混合液，分离后塔顶馏出液中含乙醇量不小于94%，塔底釜液中含乙醇不高于4%（均为质量分数）。
已知参数：（1）设计任务●进料乙醇 X = 20 %（质量分数，下同）●生产能力 Q = 80 t/d●塔顶产品组成 > 94 %●塔底产品组成 < 0.1 %（2）操作条件●操作压强：常压●精馏塔塔顶压强：Z = 4 KPa●进料热状态：泡点进料●回流比：自定待测●冷却水： 20 ℃●加热蒸汽：低压蒸汽，0.2 MPa●单板压强：≤ 0.7●全塔效率：E T = 52 %●建厂地址：天津地区●塔顶为全凝器，中间泡点进料，筛板式连续精馏设计容：（1）设计方案的确定及流程说明（2）塔的工艺计算（3）塔和塔板主要工艺尺寸的计算（a、塔高、塔径及塔板结构尺寸的确定；b、塔板的流体力学验算；c、塔板的负荷性能图）（4）设计结果概要或设计一览表（5）精馏塔工艺条件图（6）对本设计的评论或有关问题的分析讨论目录一、精馏流程的确定 (3)二、课程设计报告容 (3)1.塔的物料计算 (3)1.1 料液及塔顶、塔底产品含乙醇摩尔分数 (3)1.2 平均摩尔质量 (3)1.3 物料衡算 (3)2.塔板数的确定 (4)2.1 理论塔板数的求取 (4)2.2 全塔效率 (6)2.3 实际塔板数 (6)3.塔点工艺条件及物性数据计算 (6)3.1 操作压强 (6)3.2 温度 (6)3.3 平均摩尔质量 (7)3.4 平均密度 (7)3.5 液体表面力 (9)3.6 液体黏度 (9)4.精馏段气液负荷计算 (10)5.塔和塔板主要工艺尺寸计算 (11)5.1 塔径 (11)5.2 溢流装置 (12)5.3 塔板布置 (15)5.4 筛孔数与开孔率 (15)5.5 塔的有效高度（精馏段） (16)5.6 塔高计算 (16)6.筛板的流体力学验算 (16)6.1 气体通过筛板压强降相当的液柱高度 (16)6.2 雾沫夹带量的验算 (18)6.3 漏液的验算 (18)6.4 液泛验算 (18)7.塔板负荷性能图 (19)7.1 雾沫夹带线（1） (19)7.2 液泛线（2） (20)7.3 液相负荷上限线（3） (21)7.4 漏液线（气相负荷下限线）（4） (21)7.5 液相负荷下限线（5） (22)8.筛板塔的工艺设计计算结果总表 (23)9.精馏塔的附属设备及接管尺寸 (24)三、设计小结 (25)四、主要参考文献 (25)一、精馏流程的确定乙醇—水混合液经原料预热器加热至泡点后，送入精馏塔。
化工原理课程设计-(乙醇水筛板塔)
化工原理课程设计-(乙醇水筛板塔)化工原理课程设计设计题目乙醇-水筛板精馏塔设计学生姓名学号班级指导教师设计时间2015年5月1日~6月22日完成时间2015年6月23日于徐州目录一、总论 (7)1.1概述 (7)1.2文献综述 (9)1.2.1板式塔类型 (9)1.2.2筛板塔 (9)1.3设计任务书 (10)1.3.1设计题目 (10)1.3.2设计条件 (10)1.3.3设计任务 (11)二、设计思路 (11)三、工艺计算 (13)3.1 平均相对挥发度的计算 (13)3.2绘制t-x-y图及x-y图 (14)3.3 全塔物料衡算 (16)3.3.1进料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (17)3.3.2 平均摩尔质量 (18)3.3.3全塔物料衡算： (18)进料量： (18)3.4最小回流比的计算和适宜回流比的确定 (19)3.4.1最小回流比 (19)3.4.2 确定最适操作回流比R (20)3.5 图解法求理论板数及加料板位置 (22)3.5.1精馏段和提馏段操作线方程的确定 (22)3.5.2 理论板数及加料板位置 (23)3.6 实际板数及加料板位置确定 (24)四、塔板结构设计 (26)4.1气液体积流量 (26)4.1.1 精馏段的气液体积流量 (26)4.1.2 提馏段的气液体积流量 (29)4.2 塔径计算 (30)4.2.1 塔径初步估算 (30)4.2.2校核HT与D的范围 (34)4.3 塔高的计算 (34)4.4 塔板结构设计 (35)4.4.1塔板结构尺寸的确定 (35)4.4.2 弓形降液管 (36)4.4.3 塔盘布置 (37)4.4.4开孔面积计算 (38)4.4.5筛板的筛孔和开孔率 (39)4.5塔板流体力学校核 (40)4.5.1 塔板阻力 (40)4.5.2液面落差 (43)4.5.3 液沫夹带量校核 (43)4.5.4严重漏液校核 (43)4.5.6降液管溢流液泛校核 (44)4.6 塔板性能负荷图 (45)4.6.1漏液线 (45)4.6.2 液沫夹带线 (46)4.6.3液相负荷下限线 (46)4.6..4液相负荷上限线 (47)4.6.5液泛线 (47)五、换热器 (48)5.1 换热器的初步选型 (48)5.1.1塔顶冷凝器 (48)5.1.2塔底再沸器 (49)5.2 塔顶冷凝器的设计 (49)六、精馏塔工艺条件 (52)6.1塔体总高 (52)6.2 精馏塔配管尺寸的计算 (54)6.2.1塔顶汽相管径dp (54)6.2.2回流液管径dR (54)6.2.3 加料管径dF (55)6.2.4釜液排出管径dw (55)6.2.5再沸器返塔蒸汽管径dv’ (56)6.3精馏塔工艺尺寸 (57)七、塔板结构设计结果 (58)八、符号说明 (58)九、结束语 (60)一、总论1.1概述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。
化工原理课程设计乙醇—水板式精馏塔设计
摘要本设计采用板式精馏塔（浮阀塔）分离乙醇—水溶液，年处理量10620吨，进料组成（质量分数）35.4%，塔顶产品组成92.5%，塔底产品组成0.05%。
首先找出乙醇—水溶液的气液平衡数据，然后利用Excel作图，求出最小回流比为3.23,，再建立总费用和最小回流比之间的关系，求出实际回流比为6.46，逐板计算确定理论板数，利用塔板效率求出实际板数，然后对塔和塔板的工艺尺寸进行计算，计算圆整得塔径D T=1.2m，塔高H=30.2m。
进而对塔的流体力学性能进行验算，利用塔设备的强度要求确定塔体壁厚，再利用产量和分离要求确定塔的附属设备及其尺寸，使之符合要求。
关键词：浮阀塔；回流比；实际板数；工艺尺寸AbstractThe design use the float valve tower distilling and separating the ethanol-water solution, the handing capacity is 10620 tons ,the feed composition (wt%) is 35.4%, the composition of top product is 92.5% and the bottom is 0.05%.At first , we find some necessary date and then use “Excel” to make a drawing and obtain our minimum reflux ratio. Next , we establish the pattern between the reflux ratio and the total cost to select our optional reflux ratio .The reflux ratio is 6.46, and the theoretical and practical plate number of our tower is 13 and 26. We also calculated the size of the tower and the plate and we obtain that the diameter of the tower is 1.2 meters, the height of the tower is 30.2 meters. After the liquid mechanic calculation of the tower, it is suitable to the capable of this floating valve tower. By calculating the intensity of the tower , we can get the thickness of the tower ,then use the production and separation requirements to determine the size of the ancillary equipments of the tower.Keywords: ethanol-water solution; float valves; optional reflux ratio; liquid mechanic calculation; technology dimension目录目录 (1)引言 (3)第1章设计条件与任务 (4)1.1设计条件 (4)1.2设计任务 (4)第2章设计方案的确定 (4)2.1操作条件的确定 (4)2.1.1 装置流程的确定 (5)2.1.2操作压力 (5)2.1.3进料状态 (5)2.1.4加热方式 (5)2.1.5冷却剂与出口温度 (6)2.1.6回流比的选择 (6)2.1.7热能的利用 (6)2.2确定设计方案的原则 (7)2.2.1满足工艺和操作的要求 (7)2.2.2满足经济上的要求 (7)2.2.3保证安全生产 (7)2.3 工艺流程 (8)3.1全塔物料衡算 (9)3.1.1原料液、塔顶及塔底产品的摩尔分数 (9)3.1.2原料液、塔顶及塔底产品的平均摩尔质量 (9)3.1.3原料液的进料流量 (9)3.1.4物料衡算 (9)3.2实际回流比及操作线方程 (10)3.2.1最小回流比及实际回流比确定 (10)3.2.2操作线方程 (11)3.2.3汽、液相热负荷计算 (11)3.3理论塔板数确定 (12)3.4实际塔板数确定 (13)3.5精馏塔的工艺条件及有关物性数据计算 (15)3.5.1操作压力计算 (15)3.5.2操作温度计算 (15)3.5.3平均摩尔质量计算 (15)3.5.4平均密度计算 (16)3.5.5液体平均表面张力计算 (18)3.5.6液体平均黏度计算 (20)3.6精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (20)3.6.1塔径计算 (20)3.6.2精馏塔有效高度计算 (22)第4章塔板工艺尺寸的计算 (23)4.1塔板工艺尺寸的计算 (23)4.1.1溢流装置计算 (23)4.1.2塔板设计............................................... 错误!未定义书签。
乙醇-水精馏塔设计
设计题目板式精馏塔设计成绩课程设计主要内容化工原理课程设计是化工原理课程教学中综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实际的桥梁，是使学生体察工程实际问题复杂性的初次尝试。
本次课程设计的主要思路及内容是：（1）确定流程方案：根据给定任务，选择操作条件、主体设备，确定精馏流程。
（2）精馏塔工艺计算：确定回流比，对全塔进行物料衡算并计算混合气、液操作温度下的物性参数，计算出气、液体积流量。
（3）塔板的设计计算：确定塔板数，进行塔径初步计算，溢流装置的设计计算，筛板布置、流体力学验算及塔板负荷性能图。
（4）塔附件及附属设备设计：通过计算确定接管、筒体、封头、除沫器、裙座、吊柱、人孔等附件的尺寸及型号，计算出塔总体高度，并对预热器、冷凝器、再沸器等附属设备进行设计。
（5）绘制精馏塔的主体设备装配图和带控制点的工艺流程图，编写设计说明书。
指导教师评语建议：从学生的工作态度、工作量、设计（论文）的创造性、学术性、实用性及书面表达能力等方面给出评价。
签名：年月日化工原理课程设计任务书设计题目：板式精馏塔设计设计时间：2011年12月~2012年1月指导老师：设计任务：年处理35000 吨乙醇-水溶液系统1.料液含乙醇40% ，馏出液含乙醇不少于94 %，残液含乙醇不大于0.05 %2.操作条件；（1）泡点进料，回流比R= 1.5 Rmin（2）塔釜加热蒸汽压力：间接0.2 MPa（表压），直接0.1 MPa（绝压）；（3）塔顶全凝器冷却水进口温度20℃，出口温度50 ℃；（4）常压操作。
年工作日300~320 天，每天工作24 h；（5）设备形式（筛板塔、浮阀塔、泡罩塔等）自选；（6）安装地点：合肥。
设计成果：1.设计说明书一份（word2003格式）;2.主体设备装配图一张（1#图纸），带控制点工艺流程图（3#图纸）一张（AutoCAD2004格式）。
目录中文摘要 (5)英文摘要 (6)1前言 (7)2概述 (7)2.1化工分离技术 (7)2.2板式塔塔板设计与选型 (9)3设计方案的确定 (13)3.1设计方案的选定 (13)3.2设计方案确定的要求 (15)3.3设计方案确定及流程说明 (16)3.4精馏塔的设计步骤 (16)4设计计算 (16)4.1精馏塔的工艺计算 (17)4.2塔板数及塔径计算 (24)4.3溢流装置 (26)4.4塔板布置 (27)4.5筛板的流体力学验算 (28)4.6塔板复合性能图 (31)4.7塔附件设计 (36)4.8塔总体高度设计 (38)4.9附属设备的设计 (39)5总结 (40)5.1筛板塔工艺设计计算结果汇总 (40)5.2设计小结 (42)5.3个人心得体会 (42)参考文献……………………………………………………………………………………附录1 相关物性数据………………………………………………………………………附录2 说明书中出现的各字母及其下标的含义………………………………………板式精馏塔设计摘要：鉴于筛板塔结构简单，造价低；板上液面落差小，气体压降低，生产能力较大；气体分散均匀，传质效率较高等优点，本设计选用筛板式精馏塔精馏分离处理35000吨/年的乙醇-水溶液，首先利用AutoCAD做出相平衡曲线，求出最小回流比为2.2，根据TM 图解法画出全塔所需的理论塔板数为26.2块（含再沸器），通过设计计算，得出实际塔板数为52块（含再沸器），然后对塔和塔板的工艺尺寸进行计算，计算圆整得塔径为m2.1，塔高为m26，物料为泡点进料。
化工原理_课程设计_精馏塔_(精华版)
天津大学化学化工学院化工原理课程设计任务书专业：班级：姓名：杨志学号：设计时间：设计题目：乙醇——水筛板精馏塔工艺设计（取至南京某厂药用酒精生产现场）设计条件： 1. 常压操作，P=1 atm（绝压）。
2. 原料来至上游的粗馏塔，为95——96℃的饱和蒸汽。
因沿程热损失，进精馏塔时原料液温度降为90℃。
3. 塔顶产品为浓度92.41%（质量分率）的药用乙醇，产量为 40吨/日。
4．塔釜排出的残液中要求乙醇的浓度不大于0.03%（质量分率）。
5．塔釜采用饱和水蒸汽加热（加热方式自选）；塔顶采用全凝器，泡点回流。
6．操作回流比R=（1.1——2.0）R。
min设计任务： 1. 完成该精馏塔工艺设计，包括辅助设备及进出口接管的计算和选型。
2．画出带控制点的工艺流程图，t-x-y相平衡图，塔板负荷性能图，筛孔布置图以及塔的工艺条件图。
3．写出该精流塔的设计说明书，包括设计结果汇总和对自己设计的评价。
指导教师：时间1设计任务1.1 任务1.1.1 设计题目乙醇—水筛板精馏塔工艺设计（取至南京某厂药用酒精生产现场）1.1.2 设计条件 1.常压操作，P＝1 atm（绝压）。
2．原料来至上游的粗馏塔，为95－96℃的饱和蒸气。
因沿程热损失，进精馏塔时原料液温度降为90℃。
3．塔顶产品为浓度92.41%（质量分率）的药用乙醇，产量为40吨/日。
4．塔釜排出的残液中要求乙醇的浓度不大于0.03％(质量分率)。
5．塔釜采用饱和水蒸气加热（加热方式自选）；塔顶采用全凝器，泡点回流。
6．操作回流比R=(1.1—2.0)R。
min1.1.3 设计任务1.完成该精馏塔工艺设计，包括辅助设备及进出口接管的计算和选型。
2．画出带控制点的工艺流程示意图，t-x-y相平衡图，塔板负荷性能图，筛孔布置图以及塔的工艺条件图。
3．写出该精馏塔的设计说明书，包括设计结果汇总和对自己设计的评价。
1.2 设计方案论证及确定1.2.1 生产时日设计要求塔日产40吨92.41%乙醇，工厂实行三班制，每班工作8小时，每天24小时连续正常工作。
乙醇—水分离填料精馏塔设计
XW=（0.01/46.07）/ (0.01/46.07+0.99/18.02) =0.004
MF=0.193 46.07 + (1-0.193) 18.02=23.43 Kg/Kmol
MD=0.950 46.07 + (1-0.950) 18.02=44.67 Kg/Kmol
2.6 加热器
采用U型管蒸汽间接加热器，用水蒸汽作加热剂。因为塔小，可将加热器放在塔内，即再沸器，这样釜液部分汽化，维持了原有浓度，减少了理论板数。
3精馏塔的设计计算
3.1物料衡算
乙醇 Ma=46.07 Kg/Kmol
水 Mb=18.02 Kg/Kmol
XF=（0.38/46.07）/（0.38/46.07+0.62/18.02）=0.193
3.3平均相对挥发度α9
3.4回流比的确定9
3.5热量衡算10
3.5.110
3.6理论塔板数计算12
3.6.1板数计算12
3.6.2塔板效率13
3.7精馏塔主要尺寸的设计计算14
3.7.1流量和物性参数的计算14
3.7.2塔径设计计算17
1概述
1.1 与物性有关的因素
①易起泡的物系在板式塔中有较严重的雾沫夹带现象或引起液泛，故选用填料塔为宜。因为填料不易形成泡沫。本设计为分离乙醇和水，故选用填料塔。
②对于易腐蚀介质，可选用陶瓷或其他耐腐蚀性材料作填料，对于不腐蚀的介质，则可选金属性质或塑料填料，而本设计分离乙醇和水，腐蚀性小可选用金属填料
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
化工原理课程设计乙醇水精馏塔设计doc
化工原理课程设计-乙醇-水精馏塔设计.doc化工原理课程设计：乙醇-水精馏塔设计一、设计任务本设计任务是设计一个乙醇-水精馏塔，用于分离乙醇和水混合物。
给定混合物中，乙醇的含量为30%，水含量为70%。
设计要求塔顶分离出95%以上的乙醇，塔底剩余物中水含量不超过5%。
二、设计方案1.确定理论塔板数根据给定的乙醇含量和设计要求，利用简捷计算法计算理论塔板数。
首先确定乙醇的回收率和塔顶产品的浓度，然后根据简捷计算公式计算理论塔板数。
2.塔的总体积和尺寸根据理论塔板数和每块理论板的液相体积流量，计算塔的总体积。
根据总体积和塔内件设计要求，确定塔的外形尺寸。
3.塔内件设计塔内件包括溢流管、进料口、冷凝器、再沸器和出口管等。
溢流管的尺寸和形状应根据塔径和物料性质进行设计。
进料口的位置和尺寸应根据进料流量和进料组成进行设计。
冷凝器和再沸器应根据物料的热力学性质和工艺要求进行设计。
出口管应根据塔径和出口流量进行设计。
4.塔板设计每块塔板的设计包括板上液相和气相的流动通道、堰和降液管等。
根据物料的物理性质和操作条件，确定液相和气相的流动通道尺寸和形状。
堰的高度和形状应根据液相流量和操作条件进行设计。
降液管的设计应保证液相流动顺畅且无滞留区。
5.塔的支撑结构和保温根据塔的外形尺寸和操作条件，设计支撑结构的形状和尺寸。
考虑保温层的设置，以减小热量损失。
三、设计计算1.确定理论塔板数根据简捷计算法，乙醇的回收率为95%，塔顶产品的乙醇浓度为95%。
通过简捷计算公式，得到理论塔板数为13块。
2.塔的总体积和尺寸每块理论板的液相体积流量为0.01m3/min，因此总体积为0.013m3/min。
考虑一定裕度，确定塔的外径为0.6m，高度为10m。
3.塔内件设计溢流管的尺寸为Φ10mm，形状为直管上升式。
进料口的位置位于第3块理论板处，尺寸为Φ20mm。
冷凝器采用列管式换热器，再沸器采用釜式再沸器。
出口管采用标准出口管，直径为Φ20mm。
化工原理课程设计乙醇水精馏塔设计(浮阀塔)
5.3.2液泛......................................................................................................... 36
4.3.3平均压力的计算..................................................................................... 17
1
化工传质与分离过程课程设计
乙醇——水精馏塔设计
4.3.4气液两相平均密度的计算..................................................................... 18
4.2.5进料温度的计算..................................................................................... 16
4.3平均参数的计算................................................................................................ 17
5.2塔板及浮阀设计................................................................................................ 31
5.2.1塔板的结构尺寸..................................................................................... 31
化工原理课程设计乙醇-水精馏塔设计（完整资料）.doc
化⼯原理课程设计⼄醇-⽔精馏塔设计（完整资料）.doc【最新整理，下载后即可编辑】⼤连民族学院化⼯原理课程设计说明书题⽬：⼄醇—⽔连续精馏塔的设计设计⼈：1104系别：⽣物⼯程班级：⽣物⼯程121班指导教师：⽼师设计⽇期：2014 年10 ⽉21 ⽇~ 11⽉3⽇温馨提⽰：本设计有⼀⼩部分计算存在错误，但步骤应该没问题化⼯原理课程设计任务书⼀、设计题⽬⼄醇—⽔精馏塔的设计。
⼆、设计任务及操作条件1.进精馏塔的料液含⼄醇30%（质量），其余为⽔。
2.产品的⼄醇含量不得低于92.5%（质量）。
3.残液中⼄醇含量不得⾼于0.1%（质量）。
4.处理量为17500t/a，年⽣产时间为7200h。
5.操作条件（1）精馏塔顶端压强4kPa（表压）。
（2）进料热状态泡点进料。
（3）回流⽐R=2Rmin（4）加热蒸汽低压蒸汽。
（5）单板压降≯0.7kPa。
三、设备型式设备型式为筛板塔。
四、⼚址⼚址为⼤连地区。
五、设计内容1.设计⽅案的确定及流程说明2.塔的⼯艺计算3.塔和塔板主要⼯艺尺⼨的设计（1）塔⾼、塔径及塔板结构尺⼨的确定。
（2）塔板的流体⼒学验算。
（3）塔板的负荷性能图。
4.设计结果概要或设计⼀览表5.辅助设备选型与计算6.⽣产⼯艺流程图及精馏塔的⼯艺条件图7.对本设计的评述或有关问题的分析讨论⽬录前⾔ (1)第⼀章概述 (1)1.1塔型选择 (1)1.2操作压强选择 (2)1.3进料热状态选择 (2)1.4加热⽅式 (2)1.5回流⽐的选择 (2)1.6精馏流程的确定 (3)第⼆章主要基础数据 (3)2.1⽔和⼄醇的物理性质 (3)2.2常压下⼄醇—⽔的⽓液平衡数据 (4)2.3 A,B,C—Antoine常数 (5)第三章设计计算 (5)3.1塔的物料衡算 (5)3.1.1 料液及塔顶、塔底产品含⼄醇摩尔分率 (5) 3.1.2 平均分⼦量 (5)3.1.3 物料衡算 (5)3.2塔板数的确定 (6)3.2.1 理论塔板数N的求取 (6)T的求取 (7)3.2.2 全塔效率ET3.2.3 实际塔板数N (7)3.3塔的⼯艺条件及物性数据计算 (7)(7)3.3.1操作压强Pm3.3.2温度t(7)m(8)3.3.3平均摩尔质量Mm3.3.4平均密度ρ(8)m(9)3.3.5液体表⾯张⼒σm(10)3.3.6液体粘度µLm3.4⽓液负荷计算 (10)3.5塔和塔板主要⼯艺尺⼨计算 (11) 3.5.1塔径D (11)3.5.2溢流装置 (12)3.5.3塔板布置 (14)3.5.4筛孔数n与开孔率φ (15)3.5.5塔有效⾼度Z (15)3.5.6塔⾼计算 (15)3.6筛板的流体⼒学验算 (16)3.6.1⽓体通过筛板压强降的液柱⾼度h (16)p的验算 (17)3.6.2雾沫夹带量eV3.6.3漏液的验算 (17)3.6.4液泛的验算 (17)3.7塔板负荷性能图 (18)3.7.1雾沫夹带线（1） (18)3.7.2液泛线（2） (19)3.7.3液相负荷上限线（3） (20)3.7.4漏液线（⽓相负荷下限线）（4） (20)3.7.5液相负荷下限线（5） (20)3.8筛板塔的⼯艺设计计算结果总表 (21)3.9精馏塔附属设备选型与计算 (23)3.9.1冷凝器计算 (23)3.9.2预热器计算 (23)3.9.3各接管尺⼨计算 (24)第四章设计评述与⼼得 (25)4.1设计中存在的问题及分析 (25)4.2设计⼼得 (25)参考⽂献 (27)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。
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5.3.1 浮阀数目 ·························· ························· 19 ·········· ··········· ···· 5.3.2 排列 ···························· 19 ··········· ·········· ······· ·········· ··········· ······· 5.3.3 校核 ···························· 20 ··········· ·········· ······· ·········· ··········· ······· 6. 流体力学验算 ······························21 ··········· ·········· ········· ·········· ··········· ········ 6.1 气体通过浮阀塔板的压力降(单板压降) h p ············ ··········· 21 ·········· · 6.1.1 干板阻力 hc ························ 21 ··········· ·········· ··· ·········· ··········· ··· 6.1.2 板上充气液层阻力 h1 ··················· 21 ··········· ········ ·········· ········· 6.1.3 由表面张力引起的阻力 h ················· ················ 21 ·········· ······ 6.2 漏液验算 ····························· 22 ··········· ·········· ········ ·········· ··········· ········ 6.3 液泛验算 ····························· 22 ··········· ·········· ········ ·········· ··········· ········ 6.4 雾沫夹带验算 ··························· ·························· 22 ·········· ··········· ····· 7. 操作性能负荷图 ····························· ···························· 23 ·········· ··········· ······· 7.1 雾沫夹带上限线 ························· 23 ··········· ·········· ···· ·········· ··········· ···· 7.2 液泛线······························· ······························ 23 ·········· ··········· ········· 7.3 液体负荷上限线 ························· 24 ··········· ·········· ···· ·········· ··········· ···· 7.4 漏液线······························· ······························ 24 ·········· ··········· ········· 7.5 液相负荷下限线 ························· 24 ··········· ·········· ···· ·········· ··········· ···· 7.6 操作性能负荷图 ························· 24 ··········· ·········· ···· ·········· ··········· ···· 8. 各接管尺寸的确定 ··························· 26 ··········· ·········· ······ ·········· ··········· ······ 8.1 进料管······························· ······························ 26 ·········· ··········· ········· 8.2 釜残液出料管 ··························· ·························· 26 ·········· ··········· ····· 8.3 回流液管 ····························· 27 ··········· ·········· ········ ·········· ··········· ········ 8.4 塔顶上升蒸汽管 ························· 27 ··········· ·········· ···· ·········· ··········· ···· 8.5 水蒸汽进口管 ··························· ·························· 28 ·········· ··········· ·····
《化工原理课程设计》报告
48000 吨/年乙醇~水 精馏装置设计
年级 专业 Leabharlann 计者姓名 设计单位 完成日期1
年
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日
目
录
一、概述 ·····································4 ··········· ·········· ··········· ····· ·········· ··········· ··········· ····· 1.1 设计依据 ································ 4 ··········· ·········· ··········· ·········· ··········· ··········· 1.2 技术来源 ································ 4 ··········· ·········· ··········· ·········· ··········· ··········· 1.3 设计任务及要求 ····························· ··········· ·········· ······· 5 ·········· ··········· ······· 二：计算过程 ··································· ··········· ·········· ··········· ·· 5 ·········· ··········· ··········· ·· 1. 塔型选择 ································· ··········· ·········· ··········· · ·········· ··········· ··········· 6 2. 操作条件的确定 ····························· 6 ··········· ·········· ········ ·········· ··········· ········ 2.1 操作压力 ······························6 ··········· ·········· ········· ·········· ··········· ········ 2.2 进料状态 ······························6 ··········· ·········· ········· ·········· ··········· ········ 2.3 加热方式 ······························6 ··········· ·········· ········· ·········· ··········· ········ 2.4 热能利用 ······························7 ··········· ·········· ········· ·········· ··········· ········ 3. 有关的工艺计算 ····························· 7 ··········· ·········· ········ ·········· ··········· ········ 3.1 最小回流比及操作回流比的确定 ················· 8 ··········· ······ ·········· ······· 3.2 塔顶产品产量、釜残液量及加热蒸汽量的计算 ·········· ········· 8 ········· 3.3 全凝器冷凝介质的消耗量 ·····················9 ··········· ·········· ·········· ·········· 3.4 热能利用 ······························9 ··········· ·········· ········· ·········· ··········· ········ 3.5 理论塔板层数的确定 ·······················10 ··········· ·········· ·· ·········· ··········· · 3.6 全塔效率的估算 ························· 11 ··········· ·········· ···· ·········· ··········· ···· 3.7 实际塔板数 N P ··························12 ··········· ·········· ····· ·········· ··········· ···· 4. 精馏塔主题尺寸的计算·························12 ··········· ·········· ···· ·········· ··········· ··· 4.1 精馏段与提馏段的体积流量 ···················12 ··········· ········ ·········· ········ 4.1.1 精馏段 ···························12 ··········· ·········· ······ ·········· ··········· ····· 4.1.2 提馏段 ···························14 ··········· ·········· ······ ·········· ··········· ····· 4.2 塔径的计算 ····························15 ··········· ·········· ······· ·········· ··········· ······ 4.3 塔高的计算 ····························17 ··········· ·········· ······· ·········· ··········· ······ 5. 塔板结构尺寸的确定 ··························17 ··········· ·········· ····· ·········· ··········· ···· 5.1 塔板尺寸 ····························· 17 ··········· ·········· ········ ·········· ··········· ········ 5.2 弓形降液管 ····························18 ··········· ·········· ······· ·········· ··········· ······ 5.2.1 堰高 ···························· 18 ··········· ·········· ······· ·········· ··········· ······· 5.2.2 降液管底隙高度 h0 ····················· ···················· 18 ·········· ·········· 5.2.3 进口堰高和受液盘 ····················· ···················· 19 ·········· ·········· 5.3 浮阀数目及排列 ························· 19 ··········· ·········· ···· ·········· ··········· ····