乙醇水板式精馏塔课程设计任务书
乙醇—水连续精馏塔的设计课程设计任务书
乙醇—水连续精馏塔的设计课程设计任务书班级学号设计题目：一、设计任务：试设计一连续浮阀精馏塔以分离苯-甲苯混合物。
具体工艺参数如下：1、生产能力：原料处理量58100 吨乙醇产品。
2、原料液中含乙醇33.5 %（质量），其余为水。
3、产品要求：馏出液中的乙醇含量为91 %（质量）。
釜液中的乙醇含量不高于 2 %（质量）。
设备的年运行时间平均为300天。
二、设计条件：1、加热方式：直接蒸汽加热，蒸汽压力为1.0~2.0kg/cm2。
2、操作压力：常压。
3、进料状况：泡点进料。
4、冷却水进口温度：25 ℃，出口温度自定。
5、塔板形式：浮阀塔板。
三、应完成的工作量：1、确定全套精馏装置的流程，绘制工艺流程示意图，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、精馏塔的工艺设计，塔的结构尺寸设计。
3、辅助装置的设计和选型；估算冷却水用量和冷凝器的换热面积、水蒸气用量。
4、编写设计说明书一份。
5、绘制精馏塔的装配图一（一号图纸）。
指导老师：年月日前言本设计书是介绍精馏装置――板式塔（浮阀塔板）的设计，包括设计方案的确定，塔主要设备的工艺设计计算、辅助设备的选型、工艺流程图以及主要设备的工艺条件图等五个容。
本设计装置应用于分离乙醇和水混合物，然后用板式塔对其进行精馏分离，在已经设计好的数据基础上进行设备的设计和验算，使本设计能安全使用，有一定的工作效益。
因为精馏所进行的是汽－液两相之间的传质和传热，而作为汽－液两相传质用的设备，首先必须要能使汽液两相能得到充分的接触，以达到较传质效率。
没有这一条，则失去了其存在的基础。
为了满足工业上生产的要求，塔设备还得具备下列各种基本要求：1、处理能力大，即生产能力大时，仍不致发生大量的雾沫夹带、拦液或液泛等破坏操作的现象。
2、操作稳定，操作弹性大，3、流体流动的阻力小，即流体经塔设备的压力降小，这将大大节省动力消耗，从而降低在较高的传质效率下进行稳定的操作，并应保证长期连续操作所必须具有的可靠性。
乙醇—水分离填料精馏塔设计化工原理
化工原理课程设计乙醇-水填料精馏塔设计学生学院名称学号班级专业名称指导教师年月日化工原理课程设计任务书摘要乙醇是生活中一种常见的化学品，它是一种有机物，俗称酒精。
它是带有一个羟基的饱和一元醇，在常温、常压下是一种易燃、易挥发的无色透明液体，它的水溶液具有酒香的气味，并略带刺激性。
有酒的气味和刺激的辛辣滋味。
乙醇液体密度比水小，能与水以任意比互溶。
乙醇的生产离不开精馏、萃取等化工流程。
氧化钙脱水法、共沸精馏、吸附精馏、渗透汽化、吸附法、萃取精馏法和真空脱水法等多用在乙醇的回收和提纯的方面。
实际生产中较成熟的方法是共沸精馏和萃取精馏,这2 种分离方法多以连续操作的方式出现。
在一些领域生产乙醇设备简单、投资小,可单塔分离多组分混合物,或同一塔可处理种类和组成频繁更换的物系。
塔设备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一，一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。
本次课程设计就是针对乙醇-水体系而进行的常压二元填料精馏塔的设计及相关设备选型。
关键词：乙醇；水；填料塔；精馏1.1 物料性质 (1)1.2 塔设备简介 (1)2流程的确定及说明 (1)2.1.加料 (1)2.2.进料 (1)2.3 塔顶冷凝方式 (2)2.4 回流方式 (2)2.5 加热方式 (2)2.6 加热器 (2)3精馏塔的设计计算 (2)3.1物料衡算 (2)3.2塔顶气相、液相，进料和塔底的温度分别为：VD t、LD t、F t、W t (3)3.3平均相对挥发度α (4)3.4回流比的确定 (4)3.5热量衡算 (5)3.5.1加热介质的选择 (5)3.5.2冷却剂的选择 (5)3.5.3热量衡算 (5)3.6理论塔板数计算 (7)3.6.1板数计算 (7)3.6.2塔板效率 (8)3.7 精馏塔主要尺寸的设计计算 (9)3.7.1流量和物性参数的计算 (9)3.7.2塔径设计计算 (11)4附属设备及主要附件的选型计算 (15)4.1．冷凝器 (15)4.3塔其他构件 (17)4.3.1.塔顶蒸汽管 (17)4.3.2.回流管 (17)4.3.3.进料管 (18)4.3.4.塔釜出料管 (18)4.3.5除沫器 (18)4.3.6液体分布器 (19)4.3.7液体再分布器 (20)4.3.8填料支撑板的选择 (20)4.3.9塔釜设计 (21)4.3.10塔的顶部空间高度 (21)4.3.11手孔的设计 (21)4.3.12．裙座的设计 (22)5精馏塔高度计算 (22)6总结 (24)附录 (24)参考文献 (26)第一部分概述1.1物料性质乙醇易燃，具刺激性。
[优秀毕业设计]乙醇——水筛板式精馏塔的设计
![[优秀毕业设计]乙醇——水筛板式精馏塔的设计](https://img.taocdn.com/s3/m/fb3928b177232f60dccca134.png)
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。
_精馏塔_(超详细版)
指导教师：
时间
1设计任务 1.1 任
设计题目
务
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) 。 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。
由=3.544/=8.644
查化工原理下图10-48得：E=1.025 =2.84××1.025(3.544/0.7)2/3=0.00859m =0.06-0.00859=0.0514m 取0.06是符合的。 ∴hL=hW+hOW=0.06+0.00859=0.0686m 修正后hL对un影响不大,顾塔径计算不用修正. (2) 降液管宽度Wd与降液管面积Af 由/D=0.7查化工原理下图10-40得:
② 通过试差法求出塔顶、塔底、进料处、加料板的乙醇气相组成 解得 X进料板=0.0639 Y进料板=0.355 ③计算塔顶、塔底、进料处相对挥发度
计算公式为：
Y顶=0.8292
X顶=0.8094
塔顶：α顶=1.123 塔底：α底=8.957 加料板：α加料板=8.063 ④计算乙醇－水的平均相对挥发度： 乙醇－水的相对挥发度一般应用各温度下的挥发度的几何平均值或者算术平均值表示，本
乙醇—水分离填料精馏塔设计 化工原理
化工原理课程设计乙醇-水填料精馏塔设计学生姓名学院名称学号班级专业名称指导教师年月日化工原理课程设计任务书摘要乙醇是生活中一种常见的化学品，它是一种有机物，俗称酒精。
它是带有一个羟基的饱和一元醇，在常温、常压下是一种易燃、易挥发的无色透明液体，它的水溶液具有酒香的气味，并略带刺激性。
有酒的气味和刺激的辛辣滋味。
乙醇液体密度比水小，能与水以任意比互溶。
乙醇的生产离不开精馏、萃取等化工流程。
氧化钙脱水法、共沸精馏、吸附精馏、渗透汽化、吸附法、萃取精馏法和真空脱水法等多用在乙醇的回收和提纯的方面。
实际生产中较成熟的方法是共沸精馏和萃取精馏,这2 种分离方法多以连续操作的方式出现。
在一些领域生产乙醇设备简单、投资小,可单塔分离多组分混合物,或同一塔可处理种类和组成频繁更换的物系。
塔设备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一，一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。
本次课程设计就是针对乙醇-水体系而进行的常压二元填料精馏塔的设计及相关设备选型。
关键词：乙醇；水；填料塔；精馏1.1 物料性质 (1)1.2 塔设备简介 (1)2流程的确定及说明 (1)2.1.加料 (1)2.2.进料 (1)2.3 塔顶冷凝方式 (2)2.4 回流方式 (2)2.5 加热方式 (2)2.6 加热器 (2)3精馏塔的设计计算 (2)3.1物料衡算 (2)3.2塔顶气相、液相，进料和塔底的温度分别为：VD t、LD t、F t、W t 3 3.3平均相对挥发度α (4)3.4回流比的确定 (4)3.5热量衡算 (5)3.5.1加热介质的选择 (5)3.5.2冷却剂的选择 (5)3.5.3热量衡算 (5)3.6理论塔板数计算 (7)3.6.1板数计算 (7)3.6.2塔板效率 (8)3.7 精馏塔主要尺寸的设计计算 (9)3.7.1流量和物性参数的计算 (9)3.7.2塔径设计计算 (11)4附属设备及主要附件的选型计算 (15)4.1．冷凝器 (15)4.3塔内其他构件 (17)4.3.1.塔顶蒸汽管 (17)4.3.2.回流管 (17)4.3.3.进料管 (18)4.3.4.塔釜出料管 (18)4.3.5除沫器 (18)4.3.6液体分布器 (19)4.3.7液体再分布器 (20)4.3.8填料支撑板的选择 (20)4.3.9塔釜设计 (21)4.3.10塔的顶部空间高度 (21)4.3.11手孔的设计 (21)4.3.12．裙座的设计 (22)5精馏塔高度计算 (22)6总结 (24)附录 (24)参考文献 (26)第一部分概述1.1物料性质乙醇易燃，具刺激性。
乙醇-水筛板精馏塔设计
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完成时间 2化工原理课程设计任务书（一）设计题目：乙醇－水筛板精馏塔设计（二）设计任务完成精馏塔工艺优化设计、精馏塔结构优化设计以及有关附属设备的设计和选用，绘制带控制点的工艺流程图、精馏塔工艺条件图，并编制工艺设计说明书。
年产量：10000t ；原料液浓度：40% （乙醇质量分数）；产品浓度：93% （乙醇质量分数）；乙醇回收率：99% 。
（三）操作条件1．塔顶压强4 kPa（表压）；2．进料热状况，泡点进料；3．塔顶全凝器，泡点回流，回流比R=(1.1~2.0)R min；4．塔釜加热蒸汽压力245 KPa(表压)；5．单板压降不大于0.7 kPa；6．塔板类型筛板塔；7．工作日每年330天，每天24h连续运行;8．厂址：徐州地区。
（四）设计内容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,附属设备的确定；9．绘制带控制点工艺流程图（A2）、精馏塔工艺条件图（A2）；10．符号说明；11.对设计过程的评述和有关问题的讨论；12.参考文献。
摘要精馏塔是进行精馏的一种塔式气液接触装置，又称为蒸馏塔。
有板式塔与填料塔两种主要类型。
根据操作方式又可以分为连续精馏塔与间歇精馏塔。
化工生产常需进行液体混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的，精馏操作在化工、石油化工、轻工等工业生产中占有重要的地位。
为此，掌握气液平衡关系，熟悉各种塔形的操作特性，对选择、设计和分析分离过程中的各种参数是非常重要的。
在本设计中我使用了筛板塔，筛板塔的突出优点是结构简单、造价低。
当有合理的设计和适当的操作，筛板塔能满足分离要求的操作弹性，而且效率高。
精馏是最常用的分离液液混合物方式之一，是组成化工生产过程的主要单元操作，也是典型的化工操作设备之一。
乙醇水板式精馏塔课程设计任务书
化工与制药学院课程设计任务书专业班级学生姓名发题时间：年月日一、课题名称乙醇-水溶液板式精馏塔设计二、课题条件（文献资料、仪器设备、指导力量）⏹参考文献1.大连理工大学化工原理教研室. 化工原理课程设计. 大连：大连理工大学出版社，19942.柴诚敬，刘国维，李阿娜. 化工原理课程设计. 天津：天津科学技术出版社，19953.贾绍义，柴诚敬. 化工原理课程设计. 天津：天津大学出版社,20024.王国胜. 化工原理课程设计. 大连：大连理工大学出版社，20055.匡国柱,史启才.化工单元过程及设备课程设计. 北京:化学工业出版社,20026.上海医药设计院. 化工工艺设计手册(上、下). 化学工业出版社，19867.阮奇,叶长,黄诗煌. 化工原理优化设计与解题指南. 北京:化学工业出版社,2001.98.化工设备技术全书编辑委员会. 化工设备全书—塔设备设计. 上海：上海科学技术出版社，19889.Reid R C, Prausnitz J M, Poiling B E, The properties of gases and liquids (Fourth Edition). NewYork: McGraw-Hill Book Company, 198710.李功祥，陈兰英，崔英德. 常用化工单元设备设计. 广州：华南理工大学出版社,200311.童景山, 李敬. 流体热物理性质的计算. 北京：清华大学出版社，198212.马沛生. 化工数据. 北京：中国石化出版社，200313.靳士兰, 邢凤兰. 化工制图. 北京：国防工业出版社，200614.上海化学工业设计院石油化工设备建设组. 化工设备图册——塔设备.197515.朱有庭,曲文海，于浦义.化工设备设计手册（上、下册).北京：化学工业出版社,2004⏹仪器设备化工与制药学院机房提供电脑给学生查资料和进行计算机辅助设计⏹指导力量指导教师已从事多年的化工原理教学，指导了多届学生的课程设计，对设计内容较熟悉。
化工原理课程设计--乙醇—水分离过程板式精馏塔设计
课程设计说明书论文题目：乙醇—水分离过程板式精馏塔设计2012年6月28日课程设计任务书一、课程设计题目乙醇-水溶液连续精馏塔设计二、课程设计的内容1．设计方案的确定2．带控制点的工艺流程图的确定3．操作条件的选择（包括操作压强、进料状态、回流比等）4．塔的工艺计算（1）全塔物料衡算（2）最佳回流比的确定（3）理论板及实际板的确定（4）塔径的计算（5）降液管及溢流堰尺寸的确定（6）浮阀数及排列方式（筛板孔径及排列方式）的确定（7）塔板流动性能的校核（8）塔板负荷性能图的绘制（9）塔板设计结果汇总表5．辅助设备工艺计算（1）换热器的面积计算及选型（2）各种接管管径的计算及选型（3）泵的扬程计算及选型6．塔设备的结构设计：（包括塔盘、裙座、进出口料管）三、课程设计的要求1、撰写课程设计说明书一份2、工艺流程图一张3、设备总装图一张四、课程设计所需的主要技术参数原料：乙醇-水溶液原料温度： 30℃处理量： 2万吨/年原料组成（乙醇的质量分数）：50%产品要求：塔顶产品中乙醇的质量分数：92%；塔顶产品中乙醇的回收率：99%生产时间： 300天（7200 h）冷却水进口温度：30℃加热介质： 0.6MPa饱和水蒸汽五、课程设计的进度安排1、查找资料，初步确定设计方案及设计内容，1-2天2、根据设计要求进行设计，确定设计说明书初稿，2-3天3、撰写设计说明书，总装图，答辩，4-5天六、课程设计考核方式与评分方法指导教师根据学生的平时表现、设计说明书、绘图质量及答辩情况评定成绩，采用百分制。
其中：平时表现20%设计说明书40%绘图质量20%答辩20%目录摘要 ................................................................................................................... 错误!未定义书签。
第一章概述 (1)1.1精馏操作对塔设备的要求 (1)1.2板式塔类型 (2)第二章设计方案的确定 (2)2.1操作条件的确定 (3)2.2确定设计方案的原则 (4)第三章塔的工艺尺寸得计算 (5)3.1精馏塔的物料衡算............................................................................. 错误!未定义书签。
水-乙醇精馏塔课程设计
广州大学化学化工学院《化工原理》课程课程设计乙醇-水精馏塔说明书专业：食品科学与工程班级：学生：学号：完成时间：设计指导：设计答疑：评阅：成绩：前言精馏塔是均相混合物分离过程的主要单元设备，精馏过程包括物料的预热、物料的部分冷凝和部分汽化、塔顶蒸汽的冷凝和釜液的汽化。
因此精馏塔的设计除塔体设计计算和结构设计外，还包括预热器、冷凝器和再沸器等附属设备的设计计算。
精馏塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设备之一。
化工生产常需进行二元液相混合物的分离以达到提纯或回收有利用价值组分的目的。
精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液化或多次部分冷凝达到轻重组分分离目的的方法。
精馏操作在化工、石油化工或轻工等工业生产中占有重要的地位。
板式精馏塔为逐级接触型气－液传质设备，其种类繁多，根据塔板上气－液接触元件的不同，可分为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、穿流多孔板塔、舌形塔、浮动舌形塔和浮动喷射塔等多种。
其内部设置一定数目的塔板，气体以鼓泡或喷射形式穿过板上液层进行质热传递，气液相组成呈阶梯变化。
本次设计的浮阀塔是化工生产中主要的气液传质设备。
此设置针对二元物系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。
该设计方法被工程技术人员广泛采取。
本设计主要是利用连续浮阀精馏塔将乙醇和水的混合物进行精馏分离。
精馏所进行的是气、液两相之间的传质，而作为气、液两相传质所用的塔设备，首先必须要能使气、液两相得到充分的接触，以达到较高的传质效率。
为此，掌握气液相平衡关系，熟悉各种塔形的操作特性，对选择、设计和分析分离中的各种参数是非常重要的。
本设计书所涉及的计算及图表尽量采用国际单位制，在设计过程中，严格按照常用数据，化工设备常用材料性能以及化工图例国标规定进行设计，同时查阅了其他关于板式精馏塔设计方面的文献。
大部分的计算都按照《板式精馏塔设计》一书中的公式进行计算，并经过核对与验算，操作上可行，经济上有一定的合理性。
乙醇和水精馏(板式塔)课程设计
第1章二元连续板式精馏塔的工艺计算1.1设计方案此次设计任务为分离乙醇-水混合物，采用连续精馏流程。
设计中采用泡点进料（q=1），将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。
塔顶上升蒸气采用整体式冷凝器，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷凝器冷却后送至储罐。
该二元物系属教易分离的物系，最小回流比较小相对较小，最后确定的最小回流比为1.8。
塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。
1.2选塔依据筛板塔又叫筛孔塔，筛板上开有许多均匀的小孔，这些小孔常采用正三角形排列，操作时，气体经筛孔分散成小股气流，鼓泡通过液层，气液间密切接触而进行传热和传质。
在正常操作条件下，通过筛孔上升的气流，可以阻止液体经筛孔向下泄漏。
筛板塔是现今应用最广泛的一种塔型，设计比较成熟，操作较为精确。
其具体优点有：①结构简单、金属耗量少、造价低廉。
②气体压降小、板上液面落差也较小。
③塔板效率较高。
其缺点是：筛孔易堵塞，不宜处理易结焦，粘度大的物料。
1.3物料衡算与操作线方程图1-3-1 简易流程图1.3.1间接蒸汽加热方式下的物料守恒总物料衡算： F=D+W (1-1) 易挥发组分的物料衡算： Fx F =Dx D +Wx w (1-2) 其中：（均为摩尔分率）进料原料液组成：%25.241855.04645.04645.0=+=F x 塔顶轻组分组成：%82.7918464696.0=+=D x 塔底重组份组成：%1962.018995.046005.046005.0w =+=x 塔顶流出液流速：h kmol h kmol /55.1377982.024330/kg 46kg104/4.0D 7=⨯⨯⨯⨯==年万吨将上式代入（2-1）,（2-2）联立求解得：塔底残液流量：h kmol /377.77W = 进料流量 ：h kmol /455.32F =1.3.2 最小回流比的确定首先根据<<化工原理课程设计>>51页附录2“乙醇-水物系气液平衡数据”做出y x -图和y x t --分别见后面附录一和附录二。
乙醇-水精馏塔设计
（十）操作流程
来自储罐的混合液经预热至泡点后，由泵送入精馏塔的进料板上，塔内气液两相不断接触，进行传热和传质，使轻组分不断上升，重组分不断下降。塔顶蒸汽在全凝器中冷凝后，一部分作为产品采出，一部分回流继续和塔内气相接触；塔釜液体一部分采出，一部分由直接蒸汽加热汽化回到塔内和液相接触。塔顶产品经冷却后进入产品储罐。
3.板效率
由物性数据表【4】查得在94.2℃下，水和乙醇的黏度分别为：
可见板效率并不等于初值0.5。因此令 ，迭代计算。重复上述步骤，得：
塔顶压力为
塔釜压力为
塔顶温度为 ℃
塔釜温度 ℃
可见 的计算值和初值差距不大，因此选择 ，得到最终的 ，最终令 。
4.进料温度
进料板位置为 。
确定方式和之前确定塔顶，塔釜温度的思路相同。
式中常数C对不同物系、不同组成的数值均不同。
纯液体的饱和蒸汽压可用Antoine方程计算：
乙醇和水的Antoine常数如下表：
A
B
C
温度范围（K）
乙醇
7.30243
1630.868
-43.569
273~353
6.84806
1358.124
-71.034
370~464
水
7.074056
1657.459
1.在已做好的X-Y相图中找到A（XD,XD）点，即（0.8598，0.8598）。
2.找到精馏段操作线在纵轴上的截距B（0，XD/R+1），即B（0，0.1961）。
3.连接AB，得到精馏段操作线，交q线方程于C点。
4.由于采用直接蒸汽加热，所以找到提馏段操作线在横轴上的截距D（0.00039，0）。
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）。
四参考书目[1] 陈敏恒化工原理（下）[M]. 北京：化学工业出版社，1989[2] 贾绍义化工原理课程设计[M]. 天津：天津大学出版社，2002[3] 姚玉英. 化工原理（下）[M]. 天津：天津科技出版社，1999[4] 谭天恩化工原理（下）[M]. 北京：化学工业出版社，19942.设计基础数据常压下乙醇—水系统t—x—y数据如表1—6所示。
乙醇—水分离填料精馏塔设计-化工原理资料讲解
乙醇—水分离填料精馏塔设计-化工原理化工原理课程设计乙醇-水填料精馏塔设计学生姓名学院名称学号班级专业名称指导教师年月日化工原理课程设计任务书摘要乙醇是生活中一种常见的化学品，它是一种有机物，俗称酒精。
它是带有一个羟基的饱和一元醇，在常温、常压下是一种易燃、易挥发的无色透明液体，它的水溶液具有酒香的气味，并略带刺激性。
有酒的气味和刺激的辛辣滋味。
乙醇液体密度比水小，能与水以任意比互溶。
乙醇的生产离不开精馏、萃取等化工流程。
氧化钙脱水法、共沸精馏、吸附精馏、渗透汽化、吸附法、萃取精馏法和真空脱水法等多用在乙醇的回收和提纯的方面。
实际生产中较成熟的方法是共沸精馏和萃取精馏,这 2 种分离方法多以连续操作的方式出现。
在一些领域生产乙醇设备简单、投资小,可单塔分离多组分混合物,或同一塔可处理种类和组成频繁更换的物系。
塔设备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一，一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。
本次课程设计就是针对乙醇-水体系而进行的常压二元填料精馏塔的设计及相关设备选型。
关键词：乙醇；水；填料塔；精馏1.1 物料性质 (1)1.2 塔设备简介 (1)2流程的确定及说明 (1)2.1.加料 (1)2.2.进料 (1)2.3 塔顶冷凝方式 (2)2.4 回流方式 (2)2.5 加热方式 (2)2.6 加热器 (2)3精馏塔的设计计算 (2)3.1物料衡算 (2)3.2塔顶气相、液相，进料和塔底的温度分别为：VD t、LD t、F t、W t 3 3.3平均相对挥发度α (4)3.4回流比的确定 (4)3.5热量衡算 (5)3.5.1加热介质的选择 (5)3.5.2冷却剂的选择 (5)3.5.3热量衡算 (5)3.6理论塔板数计算 (7)3.6.1板数计算 (7)3.6.2塔板效率 (8)3.7 精馏塔主要尺寸的设计计算 (9)3.7.1流量和物性参数的计算 (9)3.7.2塔径设计计算 (11)4附属设备及主要附件的选型计算 (15)4.1．冷凝器 (15)4.3塔内其他构件 (17)4.3.1.塔顶蒸汽管 (17)4.3.2.回流管 (17)4.3.3.进料管 (18)4.3.4.塔釜出料管 (18)4.3.5除沫器 (19)4.3.6液体分布器 (19)4.3.7液体再分布器 (20)4.3.8填料支撑板的选择 (20)4.3.9塔釜设计 (21)4.3.10塔的顶部空间高度 (21)4.3.11手孔的设计 (22)4.3.12．裙座的设计 (22)5精馏塔高度计算 (22)6总结 (24)附录 (24)参考文献 (26)第一部分概述1.1物料性质乙醇易燃，具刺激性。
分离乙醇和水混合液的板式精馏塔 设计书
分离乙醇和水混合液的板式精馏塔设计书第一章 设计任务书一 设计题目分离乙醇-水混合液的板式精馏塔 二 设计数据生产能力：年处理乙醇-水混合液7.4万吨原 料：乙醇含量为26%（质量百分比，下同）的常温液体 分离要求：塔顶含量不低于93% 塔底含量不高于0.5% 三 操作流程的确定和说明操作压力：由于乙醇~水体系对温度的依赖性不强，常压下为液态，为降低塔的操作费用，操作压力选为常压。
其中塔顶压力为51.0132510Pa ⨯，塔底压力5[1.0132510(265~530)]Pa N ⨯+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 ，由于产品粘度较小，流量较大，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，选用浮阀塔。
进料状态：虽然进料方式有多种，但是饱和液体进料时进料温度不受季节、气温变化和前段工序波动的影响，塔的操作比较容易控制；此外，饱和液体进料时精馏段和提馏段的塔径相同，无论是设计计算还是实际加工制造这样的精馏塔都比较容易，为此，本次设计中采取饱和液体进料。
加热方式：精馏塔的设计中多在塔底加一个再沸器以采用间接蒸汽加热以保证塔内有足够的热量供应；由于乙醇~水体系中，乙醇是轻组分，水由塔底排出，且水的比热较大，故可采用直接水蒸气加热，这时只需在塔底安装一个再沸器，并且可以利用压力较低的蒸汽进行加热，无论是设备费用还是操作费用都可以降低。
第二章 塔板的工艺设计第一节 精馏塔全塔物料衡算F ：原料液流量（kmol/s ） x F ：原料组成（摩尔分数，下同） D ：塔顶产品流量（kmol/s ） x D ：塔顶组成 W ：塔底产品流量（kmol/s ） x W ：塔底组成 原料乙醇组成：F 26/4612.08%26/4674/18x ==+塔顶组成：D 93/4683.87%93/467/18x ==+塔底组成：W 0.5/460.196%0.5/4699.5/18x ==+进料量：437.41010(0.26/460.74/18)7.40.1129 kmol/s 300243600F ⨯⨯⨯+==⨯⨯万吨/年=物料衡算式为：F D W F D WFx Dx Wx =+⎧⎨=+⎩联立方程组解得：0.0160 kmol/s0.0968 kmol/sD W =⎧⎨=⎩第二节 计算温度、密度、表面张力 、粘度、相对挥发度气液相及体积流量表一.常压下乙醇-水气液平衡组成(摩尔)与温度关系F D W1.温度利用表中数据由拉格朗日插值可求得t 、t 、t()()()()F F F D D D 185.485.485185.4 C12.0813.190.120812.0878.278.278.3278.3 C 85.9781.8382.8585.9799.399.398.75399.3 C 0.190.390.1960.1985.3978.25481.822WW F D t t t t t t t t t --===︒----===︒----===︒--++===W t ， t ， t ， 精馏段平均温度：()2 C 85.3999.28594.4C 22F W t t t ︒++===︒提馏段平均温度： 2.密度A BA Bl1 ()a a a M ρρρ=+已知：混合液密度：为质量百分率，为平均相对分子质量0V 022.4T MT ρρρ=混合气密度：(1) 精馏段：181.82 C,t =︒液相组成1x ：181.981.781.8281.728.1229.8029.80x --=--， 1x =28.79% 气相组成1y ：181.981.781.8281.756.7157.4157.41y --=--，1y =56.99%所以 L1460.287918(10.2879)26.06 kg/kmol M =⨯+⨯-= V1460.569918(10.5699)33.96 kg/kmol M =⨯+⨯-= (2) 提馏段：2t =92.34 C ︒ 液相组成2x ：292.691.392.3491.33.294.16 4.16x --=--， 2x =3.464% 气相组成2y ：292.691.392.3491.326.21 4.1629.92y --=--， 2y =26.952%所以 L2460.0346418(10.03464)18.97kg/kmol M =⨯+⨯-= V2460.2692518(10.26925)25.55 kg/kmol M =⨯+⨯-=表二.不同温度下乙醇和水的密度12181.82 ,t C =︒858082.7980968.6971.8735ρ--=-乙-， ρ乙=732.21 kg/m 3858082.7980968.6791.8ρ--=-水-971.8, ρ水=968.94 kg/m 3同理：94.43C =︒2t ，959094.4390961.85965.3724ρ--='--乙，ρ'乙=720.95 kg/m 3959094.4390961.85965.3ρ--='-水-965.3，ρ'水=970.01 kg/m 3在精馏段：液相密度L1ρ：L110.287946/[0.28794618(1-0.2879)]10.5082732.21970.01ρ⨯⨯+⨯-=+L13832.60 kg/m ρ= 气相密度：()V1333.96273.151.17 kg/m 22.4273.1581.82ρ⨯==⨯+在提馏段：液相密度L2ρ：L210.0346446/[0.034644618(10.03464)]10.0840721.11962.81ρ⨯⨯+--=+L23=936.45 kg/m ρ气相密度：V2324.54273.150.819 kg/m 22.4(273.15+92.34)ρ⨯==⨯3.混合液体表面张力二元有机物-水溶液表面张力可用下列各式计算 公式：W W W W W 00x V x V x V σ+=000W W 00x V x V x V ϕ=+1/41/41/4m SW W 00S σϕσϕσ=+ SW SW W S /x V V ϕ= S00S0S x V V ϕ= qWlg()B ϕϕ=2/32/300W W 0.441()[]V q Q V T qσϕ=⨯- A B Q =+2SWS0lg()A ϕϕ= SW S01ϕϕ+=式中下角标，W 、O 、S 分别代表水、有机物及表面部分，X W 、X O 指主体部分的分子体积，W σ、为纯水、有机物的表面张力，对乙醇q=2。
水乙醇连续精馏板式塔设计任务书
水乙醇连续精馏板式塔设计任务书第一章工艺流程的选择及示意图第一节概述一、精馏操作在化工生产中的应用在化工、石油、轻工等生产过程中，原料和中间产品有许多是由几具组分组成的液相均相混合物(或称混合液、溶液)，为了对某些组分进行提纯，或回收其中有用的组分，常需将混合液进行分离。
精馏就是最为常用的分离方法之一。
该设计中，用精馏的方法来分离乙醇和水的混合物。
二、精馏分离的依据精馏是利用混合物中各组分挥发性不同这一性质，将混合物中各组分进行分离的单元操作。
由于乙醇比水在同样的条件下更易挥发，因此，乙醇为易挥发组分，水为难挥发组分。
第二节设计方案的确定一、操作压力精馏操作通常可在常压、加压、减压下进行，确定操作压力主要是根据所处理物料的性质，兼顾技术上的可行性和经济上的合理性进行考虑。
一般来说，常压精馏最为简单经济，若物料无特殊要求，应尽量在常压下操作。
对于沸点低、常压下呈气态的物料必须在加压下进行蒸馏。
加压操作可提高平衡温度，有利于塔顶蒸汽冷凝热的利用，或可用较便宜的冷却剂，减少冷凝，冷却费用。
在相同的塔径下，适当地提高操作压力，可以提高塔的处理能力。
但相对挥发度有所下降。
对热敏性的物料和高沸点物料常采用减压精馏操作，降低操作压力，组分的相对挥发度增加，有利于分离。
减压操作降低了平衡温度，这样可以使用较低温位的加热剂。
但降低压力也导致塔径增加和塔顶蒸汽温度的降低，且必须使用抽真空的设备，增加了相应的设备和操作费用。
本设计为3atm压力下操作。
（不是常压吗，不需要抄一堆文字，应具体指出你选了哪种形式的操作压力，并说明原因）二、加热方式本设计的精馏塔采用间接蒸汽加热。
（同上道理，应说明选择的原因）三、进料状态进料的热状态指进料的q值，q的定义为使每千摩尔进料变成饱和蒸汽所需的热量与每千摩尔进料的汽化潜热之比。
进料状态主要有五种：冷进料、泡点进料、气、液混合进料、饱和蒸汽进料、过热蒸气进料等。
其中泡点进料的操作比较容易控制，并且不受季节气温的影响；另外，泡点进料时，精馏段与提馏段的塔径相同，在设计和制造时也比较方便。
乙醇水分离筛板式精馏塔化工原理课程方案设计书1.doc
乙醇水分离筛板式精馏塔化工原理课程方案设计书1目录1 设计任务书11.1设计题目11.2工艺条件11.3塔板类型11.4生产制度11.5设计内容12 设计方案22.1 设计方案简介22.2 设计方案的确定及工艺流程的说明23 工艺计算33.1 塔板的工艺计算33.1.1 物料衡算33.1.2 q线方程43.1.3 R的确定53.1.4 总物料恒算63.1.5 回收率73.1.6 操作线方程73.1.7 图解法求理论板层数73.1.8实际板层数的求取83.2精馏塔工艺条件及计算93.2.1操作压力93.2.2操作温度93.2.3平均摩尔质量93.2.4液体的平均密度103.2.5液体表面张力计算113.3 精馏塔的塔体工艺尺寸计算12 3.3.1塔径的计算123.3.2精馏塔有效高度计算143.4塔板主要工艺尺寸计算143.4.1溢流装置计算143.4.2塔板布置153.5 筛板的流体力学验算173.5.1精馏段校核173.5.2 提馏段校核193.6塔板负荷性能图213.6.1精馏段213.6.2 提馏段234 板式塔的塔体总高度的计算25 254.1 塔顶空间HD4.2 塔底空间H25B4.3 人孔264.4 裙座264.5 筒体与封头264.5.1 筒体264.5.2 封头274.6塔体总高度275 精馏塔附属设备的选型及相关计算27 5.1 换热器的选型与核算275.1.1 估算传热面积，初选换热器型号27 5.1.2确定物性数据285.1.3估算传热面积285.1.4换热器核算305.2接管325.2.1进料管325.2.2回流管335.2.3塔底出料管335.2.4塔顶蒸汽出料管345.2.5塔底蒸汽进料管345.4 泵的计算与选型346 计算结果一览表错误！未定义书签。
7设计感想评价及有关问题的分析讨论368 参考文献379绘制塔顶全凝器设备图371 设计任务书1.1设计题目：乙醇-水常压分离过程筛板式精馏塔工艺设计1.2工艺条件：生产能力：乙醇-水混合液处理量5.0万吨/年进料状况：冷液进料原料组成：乙醇的含量20（wt%）塔顶组成：乙醇的含量91（wt%）塔底组成：乙醇的含量0.3（wt%）进料温度：Ct23︒=F适宜回流比R：R=1.3Rmin塔顶压力：（表压）P=a0.4KP单板压降：)KPa∆P=(5.0表压加热蒸汽压力: )KPaP=100表压(0.加热方式：塔底直接加热1.3塔板类型：筛板式精馏塔1.4生产制度：年开工300天，每天24小时连续生产1.5设计内容：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）塔体总高度的计算；9）精馏塔附属设备的选型及相关计算；10) 计算结果一览表11) 对设计过程的评述和有关问题的讨论；12）参考文献；13）绘制精馏塔及换热器的设备图2 设计方案2.1 设计方案简介精馏的基本原理是根据各液体在混合液中的挥发度不同，采用多次部分汽化和多次部分冷凝的原理来实现连续的高纯度分离。
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化工与制药学院
课程设计任务书
专业班级学生姓名
发题时间：2010 年 6 月21 日
一、课题名称
乙醇-水溶液板式精馏塔设计
二、课题条件（文献资料、仪器设备、指导力量）
⏹参考文献
1.大连理工大学化工原理教研室. 化工原理课程设计. 大连：大连理工大学出版社，1994
2.柴诚敬，刘国维，李阿娜. 化工原理课程设计. 天津：天津科学技术出版社，1995
3.贾绍义，柴诚敬. 化工原理课程设计. 天津：天津大学出版社,2002
4.王国胜. 化工原理课程设计. 大连：大连理工大学出版社，2005
5.匡国柱,史启才.化工单元过程及设备课程设计. 北京:化学工业出版社,2002
6.上海医药设计院. 化工工艺设计手册(上、下). 化学工业出版社，1986
7.阮奇,叶长,黄诗煌. 化工原理优化设计与解题指南. 北京:化学工业出版社,2001.9
8.化工设备技术全书编辑委员会. 化工设备全书—塔设备设计. 上海：上海科学技术出版社，
1988
9.Reid R C, Prausnitz J M, Poiling B E, The properties of gases and liquids (Fourth Edition). New
York: McGraw-Hill Book Company, 1987
10.李功祥，陈兰英，崔英德. 常用化工单元设备设计. 广州：华南理工大学出版社,2003
11.童景山, 李敬. 流体热物理性质的计算. 北京：清华大学出版社，1982
12.马沛生. 化工数据. 北京：中国石化出版社，2003
13.靳士兰, 邢凤兰. 化工制图. 北京：国防工业出版社，2006
14.上海化学工业设计院石油化工设备建设组. 化工设备图册——塔设备.1975
15.朱有庭,曲文海，于浦义.化工设备设计手册（上、下册).北京：化学工业出版社,2004
⏹仪器设备
化工与制药学院机房提供电脑给学生查资料和进行计算机辅助设计
⏹指导力量
指导教师已从事多年的化工原理教学，指导了多届学生的课程设计，对设计内容较熟悉。
三、设计任务（包括设计、计算、论述、实验、应绘图纸等，只需
简明列出大项目）
1 全塔物料衡算、操作回流比和理论塔板数的确定。
2 计算冷凝器的热负荷。
3 计算精馏段、提馏段的塔板效率，确定实际塔板数。
4 估算塔径。
5 板式塔的工艺尺寸计算，包括溢流装置与塔板的设计计算。
6 塔板的流体力学性能校核，包括板压力降、液面落差、液沫夹带、漏液及液泛的校核。
7 绘制塔板的负荷性能图。
塔板的负荷性能图由液相负荷下限线、液相负荷上限线、漏液线、液沫夹带线和溢流液泛线确定。
8 塔的结构确定，包括塔体结构与塔板结构。
塔体结构：塔顶空间，塔底空间，人孔（手孔），支座，封头，塔高等。
塔板结构：采用分块式塔板还是整块式塔板。
9 塔的附属设备选型,包括塔顶冷凝器、塔底再沸器(蒸馏釜）的换热面积，原料预热器的换热面积与泵的选型（视情况而定）。
10 精馏塔各接管尺寸的确定。
11 绘制精馏塔系统工艺流程图。
12 绘制精馏塔装配图。
13 编写设计说明书。
14计算机要求：编写程序、CAD绘图等。
15 英语要求：撰写英文摘要。
16 设计说明书要求：逻辑清楚，层次分明，书写工整，独立完成。
四、设计所需技术参数
1. 设计条件
在一常压操作的连续板式精馏塔(自选塔板类型)内分离乙醇-水混合物,直接蒸汽加热。
生产能力和产品的质量要求见下表。
生产能力/t.a-1
乙醇浓度(质量分数)/%
原料塔顶产品塔底产品
操作条件：①塔顶压力：4kPa(表压)；②进料热状态：自选；③回流比：自选；④单板压降≤0.7kPa。
工作日：每年300天，每天24小时。
厂址：武汉地区。
2. 设计所需基础数据
物性数据：液相粘度、液相表面张力、汽液相密度、气体热容、汽化潜热等。
相平衡数据：常压下乙醇—水二元物系的气液相平衡数据。
五、设计说明书内容(指设计说明书正文中包括的主要设计内容，
根据目录列出大标题即可)
1 引言
2 设计条件与任务
3 设计方案的确定
4 精馏塔的工艺设计
5 塔板工艺尺寸的计算
6 板式塔的结构
7 附属设备
8 附属高度的确定
9设计结果汇总
10设计小结与体会
11 参考文献
六、进度计划（列出完成项目设计内容、绘图等具体起始日期）
1 设计动员，下达设计任务书2010.6.21
2 搜集资料，阅读教材，拟订设计进度 2010.6.22
3 设计计算(包括电算) 2010.6.23~2010.6.27
4 绘图2010.6.28~2010.6.29
5 整理设计资料，撰写设计说明书2010.6.30~2010.7.1
6 设计小结及答辩2010.7.2
指导教师签名：唐正姣教研室主任签名：周玉新
2010年 6 月21 日2010 年6 月21 日
指导教师（签名）：唐正姣2010 年 6 月21日学科部（教研室）主任（签名）：周玉新2010 年6 月21日
（共2页）。