【优秀毕设】乙醇水溶液连续板式精馏塔设计

合集下载

乙醇-水连续板式精馏塔设计

平顶山工学院《分离工程》设计书专业:化学工程与工艺学号1114050118 姓名: 陈瑞红设计日期:2008.6.112008.6.20设计题目: 常压二元精馏筛板塔设计设计条件: 水-乙醇连续精馏体系原料乙醇含量：质量分率=（30+0.5⨯18）﹪=39﹪ 原料处理量：质量流量=（10+0.1⨯18）t h =11.8t h产品要求：摩尔分数：0.8D x = 0.05W x =工艺条件：常压精馏，塔顶全凝，塔底间接加热，泡点进料，泡点回流，min (1.22)R R =指导老师李翔2008. 6绪论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。

筛板塔在十九世纪初已应用与工业装置上，但由于对筛板的流体力学研究很少，被认为操作不易掌握，没有被广泛采用。

五十年代来，由于工业生产实践，对筛板塔作了较充分的研究并且经过了大量的工业生产实践，形成了较完善的设计方法。

筛板塔和泡罩塔相比较具有下列特点：生产能力大于10.5%，板效率提高产量15%左右；而压降可降低30%左右；另外筛板塔结构简单，消耗金属少，塔板的造价可减少40%左右；安装容易，也便于清理检修。

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。

课程设计报告乙醇-水溶液连续板式精馏塔设计

v .. . ..目录摘要 (2)设计任务 (3)第一章设计概述 (4)1.1塔设备在化工生产中的作用与地位 (4)第二章设计方案的确定及流程说明 (5)2.1 塔型选择 ................................................................................................................ 5 2.2 操作流程 (5)第三章塔的工艺计算 (6)3.1查阅文献，整理有关物性数据 (6)3.1.1进料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 .............................................................. 6 3.1.2平均摩尔质量 ................................................................................................ 7 3.2全塔物料衡算 ......................................................................................................... 7 3.3塔板数的确定 (7)3.3.1理论塔板数T N 的求取 .................................................................................... 7 3.3.2全塔效率的估算 ............................................................................................ 8 3.3.3实际塔板数 (9)第四章精馏塔及吸收塔主体尺寸的计算 (11)4.1 精馏段与提馏段的汽液体积流量 (11)4.2 塔径的计算 (13)4.3 塔高的计算 (15)4.4. 塔板结构尺寸的确定 (16)4.5 弓形降液管 (17)第五章塔的主要附属设备 (20)8.1冷凝器 (20)8.2预热器 (21)附录 (23)设计结果一览表 (23)摘要此设计针对乙醇-水的精馏、吸收问题进行分析、选取、计算、核算、绘图等，是较完整的设计过程。

化工原理课程设计---乙醇—水溶液连续板式精馏塔设计

前言转眼之间，我们已经结束了大三的学习。

在这三年的学习当中，我们系统的学习了化工原理，物理化学，无机化学，有机化学，分析化学，化工设备与机械基础，机械制图，化工热力学等方面的知识，初步掌握了化学生产与化学设备之间的相互关系。

在李志礼老师的指导下，我们开始了化工原理课程设计。

实践是检验真理的唯一标准，学习了那么多的理论知识以后，终于有机会在现实过程中运用自己学习到的知识。

在这次设计过程中，我们得到了老师学长学姐们很多的帮助，在此对他们表示衷心的感谢，由于我们所知识的有限和能力的不足，在设计过程中难免会遇到设计不合理，考虑不周全的地方，希望老师给予理解与指导，我们会更加努力，争取做得更好。

设计者： 2011.7.6目录第一章设计题目与要求1.1 设计题目…………………………………………………………………………1.2 任务要求与数据……………………………………………………………第二章筛板式精馏塔的工艺设计与计算2.1 塔板数的确定2.2 塔径的确定第一章设计题目与要求1.1设计题目：乙醇—水溶液连续板式精馏塔设计1.2任务要求与数据：1、设计一连续精馏塔分离乙醇和水，具体工艺参数如下：（1）原料乙醇含量：质量分率40%（2）年产量：30000t（3）摩尔分率：x D=0.82；x W=0.022、工艺操作条件：常压精馏，塔顶全凝，泡点进料，泡点回流，R=（1.2~2）R min。

3、设备形式筛板塔。

4、设计工作日每年330天，每天24小时连续运行。

第二章筛板式精馏塔的工艺设计与计算2.1 塔板数的确定2.1.1全塔物料衡算原料液中：设乙醇（A ）; 水（B ）查附表得: M A =46.07 M B =18.02由已知条件可知：x F =0.4 x D =0.82 x W =0.02 年产量：30000t 每年330天，每天24小时连续运行h /34kmol .92)02.18*18.007.46*82.0(*24*33030000000=+=D由 F = D + Wx F *F=xD*D+x W *W得 F=194.4（kmol/h ），W=102.6（kmol/h ），由t-x(y)图用内插法可知: 塔顶温度t D = 78.3℃，塔底温度t w = 95.3℃平均温度℃8.8623.953.78=+=t进料温度：=f t 80.7℃相对挥发度的确定当t=95.5℃时：1(1)0.17(10.019)(1)(10.17)0.019BAABy xy xy xy xα-⨯-===--⨯=10.58当t=89.0℃时：2(1)0.3891(10.0721)8.20(1)(10.3891)0.0721A BB Ay x y xy x y xα-⨯-====--⨯当t=86.7℃时：3(1)0.4375(10.0966)7.27(1)(10.4375)0.0966A BB Ay x y xy x y xα-⨯-====--⨯当t=85.3℃时：4(1)0.4704(10.1238) 6.29(1)(10.4704)0.1238A BB Ay x y xy x y xα-⨯-====--⨯当t=84.1℃时：5(1)0.5058(10.1661)(1)(10.5058)0.1661BAABy xy xy xy xα-⨯-===--⨯=5.20当t=82.7℃时：6(1)0.5445(10.2337) 3.92(1)(10.5445)0.2337A BB Ay x y xy x y xα-⨯-====--⨯当t=82.3℃时：7(1)0.558(10.2608) 3.58(1)(10.558)0.2608A BB Ay x y xy x y xα-⨯-====--⨯当t=81.5℃时：8(1)0.5826(10.3273) 2.87(1)(10.5826)0.3273A BB Ay x y xy x y xα-⨯-====--⨯当t=80.7℃时：9(1)0.6122(10.3965)(1)(10.6122)0.3965BAABy xy xy xy xα-⨯-===--⨯=2.40当t=79.8℃时：10(1)0.6564(10.5079) 1.85(1)(10.6564)0.5079A BB Ay x y xy x y xα-⨯-====--⨯当t=79.7℃时：11(1)0.6599(10.5198) 1.79(1)(10.6599)0.5198A BB Ay x y xy x y xα-⨯-====--⨯当t=79.3℃时：12(1)0.6841(10.5732) 1.61(1)(10.6841)0.5732A BB Ay x y x y x y x α-⨯-====--⨯当t=78.74℃时：13(1)0.7385(10.6763) 1.35(1)(10.7385)0.6763A BB Ay x y x y x y x α-⨯-====--⨯当t=78.41℃时：14(1)0.7815(10.7472)(1)(10.7815)0.7472BAABy x y xy xy xα-⨯-===--⨯=1.21平均相对挥发度n n αααα...21==29.321.135.1...20.858.1014=⨯⨯⨯⨯泡点进料，泡点回流4.0x x 1q q ==∴=FxD=0.82α=3.29∴0.69x 11x *y qq q =+=）—（αα 46.0min =--=qq q D x y y x R回流比系数我们取折中值1.6R=1.6Rmin=0.73根据理论板数的捷算法有m i n ()(1)R R R -+=0.156由吉利兰关联图54.4lg )]x x -1)(x -1x[(lg ww D D min==αN→得5.01min=+-NNN →N=10块操作方程的确定精馏段：V =(R+1)D =(0.73+1)⨯92.34=159.25（kmol/h ），L =RD =0.73×92.34 =67.41（kmol/h ），提馏段：V =V –(1-q)F =159.75kmol/h ），-L =L ＋qF = 67.41+ 1×194.4=261.8（kmol/h ），则精馏段操作线方程： 111+++=+R x x R Ry D n n =0.422x n ＋0.474 提馏段操作线方程：y n+1 = 0128.0-639x .1x x n n =-+VF D X V L FD全塔效率塔顶温度t D = 78.3℃，塔底温度t w = 95.3℃ ，进料温度：=f t 80.7℃平均温度℃8.8623.953.78=+=t[8]由表用内差法求86.8℃ 下的粘度：μA= 0.449mpas ，μB =0.332mpas①则平均粘度μL = x F μA ＋（1－x F ）μB=0.4*0.449+（1-0.4）*0.332=0.379mpasαμL =3.29*0.379=1.246②求全塔效率E T由αμL =1.246，由《化学化工物性数据手册》164页图10-20查得464.0)246.1(*49.0)*(49.0245.0245.0===--L T E μα ③求实际板数由TTE N N =得N=21.5≈22块 2.2精馏段物料衡算物料组成：塔顶温度t D = 78.3℃，塔底温度t w = 95.3℃ ，进料温度：=f t 80.7℃平均温度℃8.8623.953.78=+=t查表2-1 得(1)塔顶 y 1= X D = 0.82 α= 3.29 nnn y y )1(x --=αα x 1=0.58(2)进料 x f =0.3965 y f =0.6122平均分子量 m M（1）塔顶：MVDm=0.82⨯46.07+(1-0.82)⨯18.02=41.54（mol g /）MLDm=0.58⨯46.07+(1-058)⨯18.02=34.29（mol g /）(3)(2)进料: MVFm=0.6122⨯46.07+(1-0.6122)⨯18.02=35.19（mol g /）MLFm=0.3965⨯46.07+(1-0.3965)⨯18.02=29.14（mol g /）平均分子量MVm =2VFmVDm M M +=38.37（mol g /）MLm =2LFMLDM M M +=31.72（mol g /）平均密度m ρ 由书]3[：1/LM ρ=a A /LA ρ+a B /LB ρ 塔顶：在78.3℃下：LA ρ=744.5(3/m kg ) LB ρ=972.96(3/m kg )LMDρ1=0.82/744.5+0.18/972.96 则LMD ρ=777.36(3/m kg )进料:在进料温度80.7℃下：LA ρ=741.5 (3/m kg ) LB ρ=971.4(3/m kg )a A =627.002.18)3965.01(07.46*3965.007.46*3965.0=-+LMFρ1=4.971)627.01(5.741627.0-+ 则LMF ρ=813.01(3/m kg ) 即精馏段的平均液相密LM ρ=(777.36+813.01)/2=795.18(3/m kg ) 平均气相密度VM ρ=RT PM VM =30.1)8.8615.273(*314.837.38*325.101=+(3/m kg ) 液体表面张力m σ(1) 塔顶: 查图表求得在78.3℃下：（物化手册）9.17=A σm mN / 89.62=B σm mN /(mN/m)00.2689.62*18.09.17*82.0=+=MD σ(m mN /)(2) 进料: 在80.7℃下：m mN / m mN A /86.17=σ m mN B /47.62=σm mN MF /78.4447.62*)3965.01(86.17*3965.0=-+=σ (m mN /)则 m σ=(MD σ+MF σ)/2=(26.00+44.78)/2=35.39(m mN /)气液负荷的计算由已知条件V =159.75h kmol / L =67.41h kmol / 得S V =VMVMvm ρ3600=31.130.1*360037.38*75.159= (s m /3) S L =LM LM LM ρ3600=00075.018.795*360072.31*41.67= (s m /3)塔径D 的计算两相流动参数计算如下LV F =VsLs∴LV F =0142.030.118.79531.100075.0=参考化工原理下表10-1(p129)，我们取板间距 H T =0.45m m 6.00=L h H T -m 39.0=L h参考化工原理下图10-42筛板的泛点关联得：C 20f =0.081f C =2.02020⎪⎭⎫⎝⎛σf C =091.0)2035.39(081.02.0= u =f 5.02.02020⎪⎪⎭⎫⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛VVL f C ρρρσ=s m /25.2)30.130.118.795(*091.05.0=- 本物系不易起泡,取泛点百分率为85%，可求出设计气速n u '=0.85⨯2.25=1.91s m /)m u V D S 934.091.1*14.331.1*44===π 根据塔设备系列化规格，将D '圆整到D=1m 作为初选塔径，因此重新校核流速us m D V u s n /668.11*31.1*4422===ππ 实际泛点百分率为%3.74250.2668.1==f n u u222785.01785.04m D A T =⨯==π塔板详细设计由于S L =0.000753m /s ，D=1m ，所以2.7（m3/h ）<45(m3/h).根据《化工原理（下）》表10-2选择单溢流,弓形降液管，不设进口堰。

乙醇—水溶液连续筛板精馏塔设计

西安文理学院化工原理课程设计乙醇—水溶液连续筛板精馏塔设计系院名称：化学与化学工程学院专业班级： 12化工指导老师提交时间： 2014年12月10日目录1.化学原理课程设计任务书-------------------------------------------------------------------------------------- - 3 -2.概述 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- - 4 -2.1精馏塔对塔设备的要求 ----------------------------------------------------------------- - 4 -2.2板式塔类型 ------------------------------------------------------------------------------------------ - 5 -2.3精馏塔的设计步骤------------------------------------------------------------------------------ - 5 -3.1计算原料液及其塔顶产品的摩尔分数 -------------------------------------------- - 6 -3.2计算原料液及其塔顶产品的平均摩尔质量------------------------------------ - 7 -4.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 --------------------------------------------- - 7 -4.1平均粘度的计算---------------------------------------------------------------------------------- - 7 -4.2平均表面张力的计算 ------------------------------------------------------------------------- - 8 -4.3操作温度的计算---------------------------------------------------------------------------------- - 9 -4.4气相组成的计算-------------------------------------------------------------------------------- - 10 -4.5相对挥发度的计算---------------------------------------------------------------------------- - 10 -4.6回流比的确定 ------------------------------------------------------------------------------------ - 10 -5.塔板数确定-------------------------------------------------------------------------------------------------- - 11 -5.1理论塔板数的确定---------------------------------------------------------------------------- - 11 -5.2实际塔板数确定-------------------------------------------------------------------------------- - 12 -6.精馏塔的热量衡算 ------------------------------------------------------------------------------------- - 12 -6.1蒸汽用量 -------------------------------------------------------------------------------------------- - 13 -6.2冷却水用量 ---------------------------------------------------------------------------------------- - 14 -7.精馏塔的塔体工艺尺寸计算------------------------------------------------------------------ - 15 -7.1精馏段与提馏段的体积流量 ----------------------------------------------------------- - 15 -7.2塔径的计算 ------------------------------------------------------------------------------------------ 17 -8.塔板主要工艺尺寸的计算--------------------------------------------------------------------------- 20 -8.1溢流装置计算 -------------------------------------------------------------------------------------- 20 -8.2塔板布置 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 20 -8.3有效面积计算 ------------------------------------------------------------------------------------ - 21 -8.4筛孔计算与排列-------------------------------------------------------------------------------- - 21 -9.塔总体高度计算 ----------------------------------------------------------------------------------------- - 22 -9.1塔顶封头 -------------------------------------------------------------------------------------------- - 23 -9.2塔顶空间 -------------------------------------------------------------------------------------------- - 23 -9.3塔底空间 -------------------------------------------------------------------------------------------- - 23 -9.4人孔----------------------------------------------------------------------------------------------------- - 23 -9.5进料板处板间距-------------------------------------------------------------------------------- - 23 -9.6裙座----------------------------------------------------------------------------------------------------- - 23 -10.塔的接管 ---------------------------------------------------------------------------------------------------- - 24 -10.1进料管 ---------------------------------------------------------------------------------------------- - 24 -10.2回流管 ---------------------------------------------------------------------------------------------- - 24 -10.3塔底出料管 -------------------------------------------------------------------------------------- - 24 -10.4塔顶蒸汽出料管------------------------------------------------------------------------------ - 25 -10.5塔底蒸汽出料管------------------------------------------------------------------------------ - 25 -11.筛板的流体力学验算 ------------------------------------------------------------------------------- - 25 -11.1精馏段 ---------------------------------------------------------------------------------------------- - 25 -11.2提馏段 ---------------------------------------------------------------------------------------------- - 27 -12.塔板负荷性能图 --------------------------------------------------------------------------------------- - 29 -12.1精馏段 ---------------------------------------------------------------------------------------------- - 29 -12.2提馏段 ---------------------------------------------------------------------------------------------- - 32 -塔设计计算结果表（表十四）--------------------------------------------------------------------- - 35 -14.参考文献 ---------------------------------------------------------------------------------------------------- - 36 -15.设计总述 ----------------------------------------------------------------------------------------------------- - 37 -16.符号说明 ----------------------------------------------------------------------------------------------------- - 37 -17.思想及总结------------------------------------------------------------------------------------------------- - 40 -1.化学原理课程设计任务书1.1设计题目名称：乙醇—水溶液连续筛板精馏塔设计1.2设计条件：(1)处理量：8万吨/年；(2)料液组成（质量分数）：42%；(3)塔顶产品组成（质量分数）：95%；(4)塔顶易挥发组成回收率：99.5%；(5)年工作生产时间：330天；(6)常压精馏，泡点进料，泡点回流。

乙醇水溶液连续精馏塔设计_毕业设计

《化工原理》课程设计任务书一、设计题目乙醇-水溶液连续板式精馏塔设计。

二、任务要求1、设计一连续板式精馏塔一分离乙醇和水，具体工艺参数如下：(1)原料乙醇含量：质量分率=29%(2)原料处理量：质量流量=10.8t/h(3)摩尔分率Xd=0.82;Xw=0.022、工艺操作条件：常压精馏，塔顶全凝，泡点进料，泡点回流，R=（1.2～2）Rmin。

三、设备形式筛板塔四、设计工作日每年330天,每天24小时连续运行六、主要内容1.确定全套精馏装置的流程，汇出流程示意图，标明所需的设备、管线及有关控制或观测所需的主要仪表与装置。

2.精馏塔的工艺计算与结构设计：（1）.物料衡算确定理论板数和实际板数；（2）.计算塔径并圆整；（3）.确定塔板和降液管结构；（4）.流体力学校核，并对特定板的结构进行个别调整；（5）.全塔优化，要求操作弹性大于2。

3.计算塔高。

4.估算冷却水用量和冷凝器的换热面积、水蒸气用量和再沸器换热面积。

5.绘制塔板结构图。

6.列出设计参数表。

第一章设计概述1.1塔设备在化工生产中的作用与地位塔设备是是化工、石油化工和炼油等生产中最重要的设备之一。

它可使气液或液液两相间进行紧密接触，达到相际传质及传热的目的。

可在塔设备中完成常见的单元操作有：精馏、吸收、解吸和萃取等。

此外，工业气体的冷却与回收、气体的湿法净制和干燥以及兼有气液两相传质和传热的增湿、减湿等。

在化工、石油化工、炼油厂中，塔设备的性能对于整个装置的产品质量和环境保护等各个方面都有重大影响。

塔设备的设计和研究受到化工炼油等行业的极大重视。

1.2塔设备的分类塔设备经过长期的发展，形成了形式繁多的结构，以满足各方面的特殊需要，为研究和比较的方便，人们从不同的角度对塔设备进行分类，按操作压力分为加压塔、常压塔和减压塔；按单元操作分为精馏塔、吸收塔、解吸塔、萃取塔、反应塔和干燥塔；按形成相际界面的方式分为具有固定相界面的塔和流动过程中形成相界面的塔，长期以来，人们最长用的分类按塔的内件结构分为板式塔、填料塔两大类。

乙醇水溶液连续精馏塔的设计

目录绪论----------------------------------------------------------------------------------------------1第一章精馏原理及化工上的应用------------------------------------ 2第二章设计方案的确定及流程说明---------------------------------- -42.1塔型选择------------------------------------------------------------------------------42.2操作流程-----------------------------------------------------------------------------5第三章塔的工艺计算 (6)3.1整理有关数据 (6)3.2理论塔板数的确定 (6)3.3全塔物料衡算 (6)3.4进料板组成 (7)3.5全塔总效率的估算和实际塔板的求取第四章塔的工艺条件及物性计算 (10)4.1平均温度 (10)4.2操作压强 (11)4.3平均摩尔质量 (11)4.4平均密度 (12)4.5平均粘度的计算 (14)4.6相对挥发度的计算 (15)4.7表面张力的计算 (15)4.8气液相质量流量和体积流量的计算 (16)4.9塔径的计算 (18)第五章塔板主要工艺尺寸的计算 (19)5.1 溢流装置 (19)5.2 浮阀数及排列方式 (21)第六章塔板的流体力学验算 (23)6.1 塔板压降 (23)6.2 降液管液泛校核 (26)6.3 液体在降液管内停留时间 (26)6.4 雾沫夹带量校核 (27)6.5 严重漏液校核 (26)第七章塔板负荷性能图 (29)7.1漏液线 (29)7.2液沫夹带线 (28)7.3液相负荷下限线 (29)7.4液相负荷上限线 (30)7.5液泛线 (31)参考文献 (36)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。

乙醇-水溶液连续精馏塔设计

吉林化工学院化工原理课程设计题目乙醇-水溶液连续精馏塔设计教学院化学与制药工程学院专业班级制药0803学生姓名学生学号指导教师化工原理课程设计任务书1.设计题目：乙醇-水溶液连续精馏塔设计2.设计条件：生产能力：年处理乙醇-水混合液1.3万吨年工作日：300天，每天24小时连续运行原料：乙醇含量为45%（质量百分比，下同）的液体分离要求：塔顶乙醇含量为91%塔底：乙醇含量0.05%操作压力：塔顶压力为常压进料状况：泡点进料，q=13.填料类型：填料类型和规格自选4.设计内容：1、精馏塔的工艺设计计算，包括物料衡算、热量衡算、塔板数的确定、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算、精馏塔的塔体工艺尺寸计算、填料层压降的计算、液体分布器简要设计、全凝器工艺设计计算和选型、泵的工艺设计计算和选型、精馏塔接管尺寸计算；2、绘制带控制点的精馏工艺流程图、精馏塔设备条件图；3、撰写设计说明书目录摘要 (1)第一章绪论 (1)1.1精馏原理及其在工业生产中的应用 (1)1.2精馏分离液体的应用 (1)1.3液体分布装置 (2)第二章设计方案 (3)2.1 设计方案的确定 (3)2.2设计方案 (3)2.3选塔依据 (3)2.4填料塔与板式塔的比较 (4)第三章精馏塔的工艺设计 (5)3.1 精馏塔全塔物料衡算 (5)3.1.2 物料衡算的结果 (5)3.1.3 塔顶气相、液相、进料和塔底的温度 (5)3.1.4 物料衡算 (6)3.1.5 塔顶及塔底产品的平均相对分子质量及质量流量 (7)3.1.6 平均相对挥发度 (7)3.1.7 操作线方程的确定 (7)3.2 热量衡算 (8)3.2.1 加热介质的选择 (8)3.2.2 冷却剂的选择 (8)3.3.3 热量衡算 (8)3.3 理论塔板数的计算 (10)第四章精馏塔主要尺寸的设计的计算 (11)4.1 精馏塔设计的主要依据和条件 (11)4.1.1 塔顶条件下的流量及物性参数 (11)4.2 流量计算 (13)4.3 塔径设计的计算 (14)4.3.1 填料选择 (14)4.3.2 塔径设计计算 (14)4.4 填料层高度的设计计算 (15)4.4.1实际塔板数的计算 (15)4.4.2填料层高度的计算 (15)4.4.3填料塔压降计算 (16)4.4.4操作压强计算 (16)第五章附属设备及主要附件的选型计算 (18)5.1冷凝器 (18)5.1.1冷凝器的选择 (18)5.1.2冷凝器的计算 (18)5.2接管管径的计算和选择 (18)5.2.1进料管 (18)5.2.2回流管 (19)5.2.3塔顶蒸气管 (19)5.2.4塔釜出料管 (20)5.3除沫器 (20)5.4液体分布器 (20)5.4.1回流液分布器 (20)5.4.2进料液分布器 (21)5.5填料支撑板的选择 (22)5.6塔釜设计 (22)5.7泵的选择及计算 (22)5.8塔的顶部空间高度 (23)5.9精馏塔高度计算 (23)填料塔的工艺设计计算结果汇总 (24)主要符号说明 (25)结束语 (27)参考文献 (28)附录一程序设计 (29)附录二精馏塔设备条件图 (30)摘要本设计对乙醇和水的分离设备——精馏塔做了较详细的叙述，主要包括：物料衡算，工艺计算，热量衡算,其它附属设备得选择，塔设备的附图等。

[优秀毕业设计]乙醇——水筛板式精馏塔的设计

化工原理课程设计任务书设计题目：乙醇一一水筛板式精懈塔的设计设计条件：・常压：P=0. 92atm（绝压）；•原料来自粗镭塔，为95°C〜96°C饱和蒸汽，由于沿途热损失，进精憾塔时，原料温度约为90°C；•塔顶浓度为含乙醇92.41% （质量分率）的酒精，产量为25吨/天；•塔釜为饱和蒸汽直接加热，从塔釜出来的残液中乙醇浓度要求不大于0. 034% （质量分率）；•塔顶采用全凝器，泡点回流，回流比：R二（1. 1一2. 0）乂汰。

设计任務：1.完成该精憎塔工艺设计（包括塔顶冷凝器及进出口管路的设计与选型）。

2.画出带控制点的工艺流程图、塔板负荷性能图、精镭塔工艺条件图。

3.写出该精谓塔设计说明书，包括设计结果汇总及设计评价。

试针目感:W06耳吃R至2006年1月摘要 (1)引言 (2)第一章绪论 (3)§1」设计背景 (3)1.1.1发酵法. (3)1.1.2乙烯水合法. (4)1.1.3英他方法. (4)§1.2设计方案 (4)§ 1.3设计思路 (5)§1.4选塔依据 (6)第二章精馅塔的工艺设计 (7)§2.1全塔工艺设计计算 (7)2.1.1产品浓度的计算和进料组成确定 (7)2.1.2 q线方程的确定: (9)2.1.3平均相对挥发度的计算. (10)2.1.4最小回流比和适宜回流比的选取 (10)2.7.5物料衡算. (10)2.1.6精懈段和提懈段操作线 (11)2.1.7逐板法确泄理论板数. (11)2.1.8全塔效率、 (12)2.1.9实际塔板数及实际加料位置 (13)第三章板式塔主要工艺尺寸的设计计算 (14)§3.1塔的工艺条件及物性数据计算 (14)3丄1操作压强P (14)3丄2操作温度T. (14)3丄3塔内各段气、液两相组分的平均分子量 (14)3.1.4精懈段和提懈段各组分的密度. (15)3.1.5液体表而张力的计算. (16)3.L6液体粘度Pm (16)3.17气液负荷计算. (17)§ 3.2塔和塔板的主要工艺尺寸的计算 (17)3.2.1 塔径 D (17)322液流形式、降液管及溢流装宜等尺寸的确定 (19)3.1.4筛孔数n及开孔率＜p (20)3.15塔有效高度乙 (21)3.1.6塔高的计算. (21)§3.3筛板塔的流体力学校核 (22)3.3.1板压降的校核. (22)3.3.2液沫夹带量e\，的校核. (23)3.3.3溢流液泛条件的校核. (24)3.3.4液体在降液管内停留时间的校核. (24)3.3.5漏液点的校核. (25)§3.4塔板负荷性能图 (26)3.4.1液相负荷下限线 (26)3.4.2液相负荷上限线 (26)343漏液线（气相负荷下限线） (26)3.4.4过量液沫夹带线（气相负荷上限线） (27)3.4.5溢流液泛线 (28)3.4.6塔气液负荷性能图. (30)第四章塔的附属设备的计算 (33)§4.1塔顶冷凝器设计计算 (33)4.1.1确定设计方案. (33)4.1.2确定物性数据. (33)4.1.3热负荷Q的计算. (33)4.1.4传热而积的计算. (33)4. 1. 5换热器工艺结构尺寸 (34)4.1.5核算总传热系数K。

乙醇—水混合溶液连续精馏塔设计

乙醇—水混合溶液连续精馏塔设计乙醇-水混合溶液连续精馏塔的设计引言：乙醇-水混合溶液的连续精馏塔在工业生产中有广泛的应用，尤其是在酒精生产、燃料乙醇的提纯等领域。

本文将以设计乙醇-水混合溶液连续精馏塔为主题，对连续操作的工艺参数、设备设计等方面进行详细的探讨。

一、乙醇-水混合溶液的特性乙醇-水混合溶液的特性是设计连续精馏塔的基础，其中最重要的是乙醇和水的气液平衡数据。

通过实验测得的气液平衡数据可以用于计算实际操作中的塔回流比、落液比等重要参数，以保证精馏塔的正常运行。

二、连续操作的工艺参数1.塔回流比：乙醇-水混合溶液的精馏塔中，塔回流比是一个关键的控制参数。

通过控制塔回流比，可以实现对塔内温度和浓度的调节，以保证乙醇和水的分离效果。

一般来说，较高的塔回流比可以提高塔底液的浓度，但会相应地降低塔顶的乙醇含量。

2.塔顶温度：塔顶温度是乙醇-水混合溶液精馏塔操作中另一个重要的工艺参数。

通过调节塔顶温度，可以控制乙醇的纯度，实现乙醇的提纯。

一般来说，较低的塔顶温度可以提高乙醇的纯度，但会增加底液的回流量。

3.塔底液的回流量：塔底液的回流量也是连续精馏塔操作中需要控制的参数之一、通过调节底液的回流量，可以实现对塔底温度和浓度的控制，从而保证乙醇和水的分离效果。

一般来说，增加底液的回流量可以提高底液的浓度，但会相应地降低塔顶温度。

三、设备设计1.乙醇-水混合溶液连续精馏塔的设备包括：塔体、填料、除沫器、塔底液泵、塔顶动力和塔口动力等。

塔体的设计需要考虑到溶液的物理特性，如压力、温度和粘度等。

2.填料是乙醇-水混合溶液连续精馏塔中的关键设备。

填料的选择应考虑到温度、浓度和性质等因素，以满足乙醇和水的分离要求。

3.除沫器在乙醇-水混合溶液连续精馏塔中起到除去塔顶产生的泡沫的作用。

合理的除沫器设计可以提高精馏效果，避免泡沫堵塞导致操作不稳定。

4.塔底液泵是用于控制底液回流量的设备，通过调节泵的转速来实现对回流量的调节。

乙醇_水连续精馏筛板塔的设计说明

乙醇_水连续精馏筛板塔的设计说明乙醇-水连续精馏筛板塔的设计是为了分离乙醇和水这两种具有相似沸点的液体，旨在提高分离效率和产品纯度。

以下是该塔的设计说明，包括设计原理、操作参数及优化措施。

一、设计原理：乙醇-水连续精馏筛板塔的设计基于质量传递和相互溶解的原理，通过不同的工艺参数，使得乙醇和水分别在各自的汽液平衡条件下达到浓缩和净化的目的。

二、操作参数：1.塔盘布局：筛板塔通常采用倾斜式布局，乙醇-水连续精馏塔的塔盘数量和布局需要根据实际情况来确定。

常见的布局方式有竖直反流、倾斜面反流和倾斜织布式等。

2.进料方式：乙醇-水混合物通过一些塔板上的进料口进入塔中，一般采用均匀分布的喷淋器进行进料，以确保混合物能够均匀地覆盖整个塔板面积。

3.塔底回流比：为了提高塔的分离效率和稳定性，需要调整乙醇-水混合物的塔底回流比，一般控制在10-100之间，具体数值取决于乙醇和水的性质以及产品纯度的要求。

4.塔顶压力：塔顶压力的选择对塔的分离效率和产量有重要影响。

过高的顶压可能导致乙醇的损失，而过低的顶压则会影响分离效果。

三、优化措施：为了提高乙醇-水连续精馏筛板塔的分离效率和产品纯度，可以采取以下优化措施：1.适当增加塔盘数量：增加塔盘数量可以增加物质在塔中的停留时间，有利于乙醇和水的分离。

2.优化塔盘布局：选择合适的塔盘布局，使得气液流动均匀、阻力小，有利于提高分离效果。

3.控制塔底回流比：根据乙醇和水的性质和产品纯度要求，选择适当的塔底回流比，以提高分离效率并减少乙醇的损失。

4.精确控制塔顶和塔底温度：通过控制塔顶和塔底温度的变化，可以调整两种液体在塔中的沸点差异，提高分离效果。

5.使用适当的填料：填料是影响乙醇-水连续精馏筛板塔性能的重要因素，选择适当的填料可以提高传质效率和阻力噪声比。

6.操作控制：严格控制进料流量、塔顶流量和塔底回流比，合理调整操作参数，以达到最佳的分离效果和产品纯度。

总结：乙醇-水连续精馏筛板塔的设计是为了分离乙醇和水这两种具有相似沸点的液体。

乙醇-水溶液连续板式精馏塔设计

1设计内容及任务（一）设计内容乙醇-水溶液连续板式精馏塔设计（二）设计任务处理能力：3.6万吨/年，每年按300天计算，每天24小时连续运转。

原料乙醇-水溶液：7.4%组成（乙醇的质量分数）产品要求：塔顶产品组成（质量分数）：≥38.2%塔底的产品组成（质量分数）：≤0.1%1)塔型选择根据生产任务，若按年工作日300天，每天开动设备24小时计算，产品流量为265.3kmol/h,由于产品黏度较小，流量增大，为减少造价，降低生产过程中压降和塔板液面落差的影响，提高生产效率，选择浮阀塔。

2)操作条件（1）操作压力：塔顶压强为常压101.3kPa（2）单板压降：0.7KPa（3）进料状况：30°C冷夜进料（4）回流比：自选（5）加热方式：间接蒸汽加热（6）冷却水进口温度：30°C一、塔的工艺计算1工艺过程物料衡算工艺过程 1.1物料衡算F W =7.4%D W =38.2% 46/M g mol =乙醇 18/M g m o l =水F=265.3kmol/hF X ==-+水乙醇乙醇）（M W M M W F F /1/W /F 0.03039481.0)/M W 1/M W M W D D D=-+=水乙醇乙醇（D Xh kmol X X X X F D WD w F /66.36)(=--=塔底产品流量：h kmol D F W /64.22866.363.265=-=-=1.1表1 物料衡算数据记录F 265.3kmol/h F X 0.0303 D 36.66kmol/h D X 0.1948 W228..64kmol/hW X0.00039由图(在《化工原理》（第三版，王志魁）265P 页)查出组成0303.0=F X 的乙醇-水溶液泡点为95.7°C ，在平均温度为（95.7+30）/2=61.35下，由《化工原理》（第三版，王志魁）附录查得乙醇与水的有关物性为：（数值为在范围内的一个估值）乙醇的摩尔热容： 3.0246138.92/()mA C kJ kmol K =⨯=∙ 乙醇的摩尔汽化潜热：914.24642053.2/()A r kJ koml K =⨯=∙ 水的摩尔热容：)./(3.75k kmol kJ C mB =水的摩尔汽化潜热：2392.861843071.48/B r kJ kmol =⨯=比较水与乙醇的摩尔汽化潜热可知，系统满足衡摩尔流的假定。

乙醇—水溶液精馏塔设计

第一章绪论 (2)一、目的： (2)二、已知参数： (2)三、设计内容： (2)第二章课程设计报告内容 (3)一、精馏流程的确定 (3)二、塔的物料衡算 (3)三、塔板数的确定 (4)四、塔的工艺条件及物性数据计算 (6)五、精馏段气液负荷计算 (10)六、塔和塔板主要工艺尺寸计算 (10)七、筛板的流体力学验算 (15)八、塔板负荷性能图 (18)九、筛板塔的工艺设计计算结果总表 (22)十、精馏塔的附属设备及接管尺寸 (22)第三章总结 (23).乙醇——水连续精馏塔的设计第一章绪论一、目的：通过课程设计进一步巩固课本所学的内容，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，应了解设计的内容，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25%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0.1%（均为质量分数）。

二、已知参数：（1）设计任务●进料乙醇 X = 25 %（质量分数，下同）●生产能力 Q = 80t/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：南京地区●塔顶为全凝器，中间泡点进料，筛板式连续精馏三、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第二章课程设计报告内容一、精馏流程的确定乙醇、水混合料液经原料预热器加热至泡点后，送入精馏塔。