优秀的化工课程设计---年产15000吨乙醇精馏塔

优秀的化工课程设计---年产15000吨乙醇精馏

塔.(总48页)

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化工原理

课程设计说明书

设计题目: 年产15000吨乙醇精馏塔

设计人员：

所在班级：成绩：

指导老师日期： 12年11月

目录

化工原理课程设计任务书 (4)

摘要 (6)

第一章前言 (6)

精馏原理及其在化工生产上的应用 (6)

精馏塔对塔设备的要求 (7)

常用板式塔类型及本设计的选型 (7)

乙醇的性质和用途 (8)

本设计所选塔的特性 (8)

第二章概述 (9)

第三章设计方案的确定 (10)

操作压力 (11)

进料状况 (11)

回流比 (11)

加热方式 (12)

选择塔板类型 (12)

热能的利用 (12)

再沸器、冷凝器等附属设备的安排 (13)

设计的依据与技术来源 (13)

第四章流程的确定和说明 (13)

设计思路 (13)

设计流程 (14)

第五章精馏塔设计物料计算 (14)

查阅文献，整理有关物性数据 (15)

原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率X (16)

原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (17)

易挥发组分的物料衡算 (17)

最小回流比及操作回流比的确定 (19)

精馏段和提馏段操作线的确定 (20)

理论及实际塔板数的确定 (20)

第六章塔的结构设计 (22)

精馏塔塔径的计算 (22)

平均摩尔质量的计算 (23)

平均密度的计算 (25)

. 液相平均密度的计算 (26)

液体平均表面张力计算 (26)

液体平均黏度计算 (27)

气液相体积流率计算 (28)

第七章精馏塔有效高度的计算 (29)

第八章塔板主要工艺尺寸的计算 (31)

溢流装置计算 (31)

降液管 (31)

降液管高度和截面积 (32)

降液管底隙高度 (33)

塔板布置 (34)

塔板的分块 (34)

边缘区宽度确定 (34)

开孔区面积计算 (34)

浮阀塔计算及其排列 (34)

校核 (35)

流体力学验算 (35)

气体通过浮阀塔板的压力降 (37)

漏液验算 (37)

雾沫夹带验算 (37)

液体在降液管内的停留时间 (38)

操作性能负荷图 (39)

接管尺寸确定 (42)

进料管尺寸 (42)

釜残液管尺寸 (42)

总结 (45)

致谢 (46)

参考文献 (47)

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45%（质量分数，下同），其余为水；（3）塔顶易挥发组分回收率为99%；

（4）生产能力为15000吨/年92%的乙醇产品；

（5）每年按330天计，每天24h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≤

三、设备形式：筛板塔或浮阀塔

四、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；

2）绘制精馏塔设计条件图。

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。

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

第一章前言

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，心为精馏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。

二：效率高：气液两相在塔内保持充分的密切接触，具有较高的塔板效率或传质效率。

三：流体阻力小：流体通过塔设备时阻力降小，可以节省动力费用，在减压操作是时，易于达到所要求的真空度。

四：有一定的操作弹性：当气液相流率有一定波动时，两相均能维持正常的流动，而且不会使效率发生较大的变化。

五：结构简单，造价低，安装检修方便。

六：能满足某些工艺的特性：腐蚀性，热敏性，起泡性等。

常用板式塔类型及本设计的选型

常用板式塔类型有很多，如：筛板塔、泡罩塔、舌型塔、浮阀塔等。而浮阀塔具有很多优点，且加工方便，故有关浮阀塔板的研究开发远较其他形式的塔板广泛，是目前新型塔板研开发的主要方向。近年来与浮阀塔一