化工原理乙醇水_课程设计汇总

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化工原理课程设计完整版

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化工原理课程设计

说明书

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化工原理课程设计任务书

专业班级设计人

一、设计题目

分离乙醇-水混合液（混合气）的填料精馏塔

二、设计数据及条件

生产能力：年处理乙醇-水混合液（混合气）：0.7 万吨（开工率300天/年）；

原料：乙醇含量为40 %（质量百分率，下同）的常温液体（气体）；

分离要求：塔顶乙醇含量不低于（不高于）93 %；

塔底乙醇含量不高于（不低于）0.3 %。

建厂地址：沈阳

三、设计要求

（一）编制一份设计说明书，主要内容包括：

1、前言；

2、流程的确定和说明（附流程简图）；

3、生产条件的确定和说明；

4、精馏（吸收）塔的设计计算；

5、附属设备的选型和计算；

6、设计结果列表；

7、设计结果的讨论与说明；

8、注明参考和使用的设计资料；

9、结束语。

（二）绘制一个带控制点的工艺流程图（2#图）

（三）绘制精馏（吸收）塔的工艺条件图（坐标纸）

四、设计日期：2012 年03 月07 日至2012 年03 月18 日

前言 (1)

第一章流程确定和说明 (2)

1.1加料方式的确定 (2)

1.2进料状况的确定 (2)

1.3冷凝方式的确定 (2)

1.4回流方式的确定 (3)

1.5加热方式的确定 (3)

1.6再沸器型式的确定 (3)

第二章精馏塔设计计算 (4)

2.1操作条件与基础数据 (4)

2.1.1操作压力 (4)

2.1.2气液平衡关系与平衡数据 (4)

2.1.3回流比 (4)

2.2精馏塔工艺计算 (5)

2.2.1物料衡算 (5)

2.2.2 热量衡算 (9)

化工原理设计(水和乙醇的分离)

水和乙醇是常用的工业溶剂，在化工生产中广泛应用，但因它们的物理性质相近，在分离过程中具有较高的难度。本文将介绍水和乙醇的物理性质及其影响因素，然后介绍几种常用的分离方法，并根据实际情况进行设计选择。

1. 水和乙醇的物理性质

水和乙醇的物理性质主要包括密度、沸点、溶解度等。其中，密度和沸点可以用于分离这两种溶剂，而溶解度则会影响它们的混合物的分离效果。

1.1 密度

水的密度为1 g/cm3，而乙醇的密度为0.789 g/cm3。因此，在一定温度下，水和乙醇可以根据其密度的差异分离。

1.2 沸点

水的沸点为100 ℃，而乙醇的沸点为78.5 ℃。因此，在加热的过程中，水和乙醇的沸腾顺序也是有差异的，这也为它们的分离提供了一定的基础。

水和乙醇在一定温度下的溶解度也是有差异的。在20 ℃时，乙醇的溶解度为90 g/100 mL，而水的溶解度仅为1 g/100 mL。因此，如果想要分离一定比例的水和乙醇混合物，应选择能够有效控制溶解度的分离技术。

2. 分离方法及设计

蒸馏是一种常用的水和乙醇分离方法，其原理基于两种溶质的沸点差异。在蒸馏过程中，对于混合物在搅拌的情况下，当溶质一开始沸腾时，通过冷凝管冷却收集蒸汽，可以分离出相应的溶质。该过程可用于分离大量的水和乙醇，但不适用于分离少量的这两种溶质。

设计时，应考虑收集溶液的方式。若为小规模的实验，则可轻松进行。但若为工业生产，收集和回收会较为困难，需要进行一定的后处理。

2.2 晶体化分离法

晶体化分离法是一种通过控制溶解度来实现水和乙醇分离的方法。其原理是将混合物加热至一定温度，然后缓慢降温，使部分溶质从溶液中结晶出来。通过收集结晶物，便可实现水和乙醇的分离。

化工原理课程设计（乙醇和水的分离）

化⼯原理课程设计（⼄醇和⽔的分离）化⼯原理课程设计

课题名称⼄醇-⽔分离过程筛板精馏塔设计

院系可再⽣能源学院

班级应⽤化学0901班

学号 1091100128

学⽣蔡⽂震

指导⽼师覃吴

设计周数 1

⽬录

⼀、化⼯原理课程设计任务书 (4)

1.1设计题⽬ (4)

1.2原始数据及条件： (4)

⼆、塔板⼯艺设计 (4)

2.1精馏塔全塔物料衡算 (4)

2.2⼄醇和⽔的物性参数计算 (5)

2.2.1 温度 (5)

2.2.2 密度 (6)

2.2.3相对挥发度 (9)

2.2.4混合物的黏度 (9)

2.2.5混合液体的表⾯⼒ (9)

2.3塔板的计算 (10)

2.3.1 q、精馏段、提留段⽅程计算 (10)

2.3.2理论塔板计算 (12)

2.3.3实际塔板计算 (12)

2.4操作压⼒的计算 (13)

三、塔体的⼯艺尺⼨计算 (13)

3.1塔径的初步计算 (13)

3.1.1⽓液相体积流量计算 (13)

3.1.2塔径计算 (13)

3.2塔体有效⾼度的计算 (15)

3.3精馏塔的塔⾼计算 (16)

3.4溢流装置 (16)

3.4.1堰长 (16)

3.4.2溢流堰⾼度 (16)

3.4.3⼸形降液管宽度和截⾯积 (17)

3.5塔板布置 (17)

3.5.1塔板的分块 (17)

3.5.2边缘区宽度的确定 (18)

3.5.3开孔区⾯积计算 (18)

3.5.4筛孔计算及其排列 (18)

四、筛板的流体⼒学验算 (19)

4.1塔板压降 (19)

4.1.1⼲板阻⼒ (19)

4.1.2⽓体通过液层的阻⼒ (19)

4.1.3液体表⾯⼒的阻⼒（很⼩可以忽略不计） (20)

化工原理乙醇水精馏塔课程设计汇本

第一章板式精馏塔的设计

1.1概述 (1)

1.2板式精馏塔的设计原则与步骤 (1)

1.3理论塔板数的确定 (3)

1.4塔板效率和实际塔板数 (7)

1.5板式精馏塔的结构设计 (8)

1.6板式精馏塔高度及其辅助设备 (27)

1.7板式精馏塔的计算机设计 (31)

第二章板式精馏塔设计举例

2.1苯－甲苯板式精馏塔设计 (33)

2.2乙醇—水板式精馏塔设计 (47)

2.3 甲醇—水板式精馏塔设计 (66)

第三章塔设备的机械计算

3.1 塔体及裙座的强度计算 (86)

3.2 塔盘板及其支撑梁的强度、挠度计算 (104)

3.3 塔盘技术条件 (105)

3.4 塔盘支撑件的尺寸公差 (109)

附录 (111)

第一章板式精馏塔的设计

1.1概述

蒸馏是利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和部分冷凝达到轻重组分分离的方法。蒸馏操作在化工、石油化工、轻工等工业生产中中占有重要的地位。为此，掌握气液相平衡关系，熟悉各种塔型的操作特性，对选择、设计和分析分离过程中的各种参数是非常重要的。

蒸馏过程按操作方式可分为间歇蒸馏和连续蒸馏。间歇蒸馏是一种不稳态操作，主要应用于批量生产或某些有特殊要求的场合；连续蒸馏为稳态的连续过程，是化工生产常用的方法。

蒸馏过程按蒸馏方式可分为简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏和特殊精馏等。简单蒸馏是一种单级蒸馏操作，常以间歇方式进行。平衡蒸馏又称闪蒸，也是一种单级蒸馏操作，常以连续方式进行。简单蒸馏和平衡蒸馏一般用于较易分离的体系或分离要求不高的体系。对于较难分离的体系可采用精馏，用普通精馏不能分离体系则可采用特殊精馏。特殊精馏是在物系中加入

化工原理课程设计--乙醇——水混合液常压连续精馏

课程设计任务书

一、设计题目：

乙醇——水混合液常压连续精馏

二、设计原始数据：

原料液处理量28000吨/年

原料液初温20℃

原料液含乙醇45%（质量）

馏出液含乙醇93%（质量）

乙醇回收率99.9%（质量）

三、设计任务：

完成精馏工艺设计，精馏塔设备设计和有关附属设备的设计、选用；编写设计说明书；绘制工艺流程图和塔板结构简图。

四、设计完成日期: 2013年01月18日

五、设计者：王尧尧

设计指导教师：张鸿发

目录：1.…………………………………………………………………绪论

2.………………………………………………………………工艺计算

3.…………………………………………………………塔设备的计算

4.………………………………………………………泵的选择及计算

5.……………………………………………………………主凝器选型

6.…………………………………再沸器加热釜中水蒸汽的用量计算

7.………………………………………………………计算结果汇总表

8.…………………………………………………………工艺流传简图

绪论

精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置，又称为蒸馏塔。有板式塔与填料塔两种主要类型。根据操作方式又可分为连续精馏塔与间歇精馏塔。蒸气由塔底进入，与下降液进行逆流接触，两相接触中，下降液中的易挥发(低沸点)组分不断地向蒸气中转移，蒸气中的难挥发(高沸点)组分不断地向下降液中转移，蒸气愈接近塔顶，其易挥发组分浓度愈高，而下降液愈接近塔底，其难挥发组分则愈富集，达到组分分离的目的。由塔顶上升的蒸气进入冷凝器，冷凝的液体的一部分作为回流液返回塔顶进入精馏塔中，其余的部分则作为馏出液取出。塔底流出的液体，其中的一部分送入再沸器，热蒸发后，蒸气返回塔中，另一部分液体作为釜残液取出。

化工原理设计(水和乙醇的分离)

盐城师范学院

化工原理课程设计

2013 －2014 学年度

药学院制药工程专业

班级 11（4）学号 11233312

题目名称20000t乙醇—水混合液浮阀精馏塔的设计

学生姓名张燕

指导教师施卫忠

设计时间：2013年11月25日～2013年12月8日

盐城师范学院

化工原理课程设计任务书

药学院制药工程专业班级11（4）姓名张燕学号11233312 设计题目：年处理20000t乙醇—水混合液浮阀精馏塔的设计

课程设计的目的与意义：

化工原理课程设计是培养学生综合运用化工原理及先修课程的基本知识进行化工工艺设计的能力，使学生掌握化工设计的基本程序和方法，得到一次化工设计的基本训练，并应着重培养学生以下几方面的能力。

1.查阅技术资料，选用公式和搜集数据的能力。

2 .树立既考虑技术上的先进性与可靠性，又考虑经济上的合理性，并注意到操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思路，在这种设计思想的指导下去分析和解决工程实际问题的能力。

3. 迅速准确地进行工程计算（包括电算）的能力。

4. 用简洁的文字、清晰的图表示表达自己设计结果的能力。

工艺操作条件:

年处理量： 20000 吨，料液初温： 30 ℃

料液浓度： 18 % （轻组分质量分率）

塔顶产品浓度：不小于93.5% （轻组分质量分率）

塔底釜液浓度：不高于1.5% （轻组分质量分率）

每年实际生产天数：330天（一年中有一个月检修）

精馏塔塔顶压强：4Kpa （表压）

进料热状态：泡点进料

回流比： 2.46

冷却水进口温度：25℃

饱和水蒸气压力：101.33Kpa （表压）

化工原理课程设计乙醇水精馏塔设计浮阀塔

化工原理课程设计乙醇水精馏塔设

计浮阀塔

化工原理是化工专业中必须掌握的基本学科之一。乙醇水精馏塔是化工原理中常见的设备之一，其主要作用是将酒精和水分离出来。本文将介绍化工原理课程设计乙醇水精馏塔设计浮阀塔的实验内容和步骤。

一、实验目的

本次实验旨在：

1.了解乙醇水精馏的原理和操作流程。

2.掌握乙醇水精馏实验中浮阀塔的设计。

3.了解化工原理中常见的设备和优化设计方法。

二、实验器材和仪器

1.乙醇水精馏塔

2.蒸汽发生器

3.水冷却器

4.加热器

5.流量计

6.温度计

7.数字压力计

8.草图大师等设计软件

三、实验步骤

1.实验前检查乙醇水精馏塔和附属设备，确保它们的正常运转。

2.根据实验前的设计思路和设计软件进行浮阀塔的设计。

3.根据设计好的浮阀塔模型进行模拟运转测试，依次阐述操作流程，发现问题并解决。

4.进行酒精和水的混合物精馏操作，需要根据需要加热，压力控制塔内的温度和压力，并且连续记录混合物、水和酒精的流量变化以及温度和压力变化。

5.将分离后的酒精和水进行收集和分析，记录数据。

四、实验结果分析

1.经过多次实验，分析出了酒精和水的混合比例、塔体高度和浮阀间距等因素对密度和精馏效率的影响。

2.通过数据处理后发现，随着收集时间的延长，酒精含量的纯度呈现逐渐上升的趋势，同时流量到达稳定状态。

3.同时，通过不同温度、压力等的调节，可以优化精馏塔结构和操作条件，提高分离效率。

五、实验结论

1.乙醇水精馏塔配备浮阀塔设计能够使混合物进行乙醇水

的分离。

2.塔体高度和浮阀间距对密度和精馏效率有着显著的影

响。

3.实验结论对优化乙醇水精馏塔的设计以及科学合理的操

化工原理课程设计乙醇—水板式精馏塔设计

化工与制药学院

课程设计说明书

课题名称乙醇—水板式精馏塔设计

专业班级11级食品科学与工程01班

学生学号

学生姓名

学生成绩

指导教师

课题工作时间2013.12.11－2013.12.28

武汉工程大学

化工原理课程设计任务书

专业食品科学与工程班级11级01班学生姓名

发题时间：2013 年12 月11 日

一、课题名称

乙醇-水体系板式精馏塔的设计

二任务要求

1原料来自上游的初馏塔，原料乙醇含量：质量分率=35.4 （35+0.1*组号）%

2塔顶产品为浓度92.5%（质量分率）的药用乙醇，设计每天产量为：35.4吨；

3塔釜排出的残液要求乙醇的浓度不大于0.05%（质量分率）

4 工艺操作条件：塔顶压强为4kPa(表压)，单板压降<0.7kPa，塔顶全凝，泡点回流，R =（1.1~2）Rmin。

三主要内容

1 确定全套精馏装置的流程，绘出流程示意图，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；（可采用计算机编程）

2）按精馏段首、末板，提馏段首、末板计算塔径并圆整；

3）确定塔板和降液管结构；

4）按精馏段和提馏段的首、末板进行流体力学校核；（可采用计算机编程）

5）进行全塔优化，要求操作弹性大于2。

3 绘制塔板结构布置图和塔板的负荷性能图；（如果精馏段和提馏段设计结果不同，则应分别

绘出）

4 计算塔高和接管尺寸；

5 精馏塔附属设备的计算和选型。

6 设计结果概要或设计一览表；

7 设计小结和参考文献；

8 绘制装配图一张，带控制点的工艺流程图一张（可采用CAD绘图）。

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

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

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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=2R

min

（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)

化工原理课程设计--乙醇——水混合液常压连续精馏

课程设计任务书

一、设计题目：

乙醇——水混合液常压连续精馏

二、设计原始数据：

原料液处理量28000吨/年

原料液初温20℃

原料液含乙醇45%（质量）

馏出液含乙醇93%（质量）

乙醇回收率99.9%（质量）

三、设计任务：

完成精馏工艺设计，精馏塔设备设计和有关附属设备的设计、选用；编写设计说明书；绘制工艺流程图和塔板结构简图。

四、设计完成日期: 2013年01月18日

五、设计者：王尧尧

设计指导教师：张鸿发

目录：1.…………………………………………………………………绪论

2.………………………………………………………………工艺计算

3.…………………………………………………………塔设备的计算

4.………………………………………………………泵的选择及计算

5.……………………………………………………………主凝器选型

6.…………………………………再沸器加热釜中水蒸汽的用量计算

7.………………………………………………………计算结果汇总表

8.…………………………………………………………工艺流传简图

绪论