乙醇-水精馏塔课程设计报告浮阀塔

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目录

设计任务书 (4)

第一章前言 (5)

第二章精馏塔过程的确定 (6)

第三章精馏塔设计物料计算 (7)

3.1水和乙醇有关物性数据 (7)

3.2 塔的物料衡算 (8)

3.2.1料液及塔顶、塔底产品及含乙醇摩尔分率 (8)

3.2.2平均分子量 (8)

3.2.3物料衡算 (8)

3.3塔板数的确定 (8)

3.3.1理论塔板数N T的求取 (8)

3.3.2求理论塔板数N T (9)

3.4塔的工艺条件及物性数据计算 (11)

3.4.1操作压强P m (12)

3.4.2温度t m (12)

3.4.3平均分子量M精 (12)

3.4.4平均密度ρM (13)

3.4.5液体表面X力σm (13)

3.4.6液体粘度μm L， (14)

3.4.7精馏段气液负荷计算 (14)

第四章精馏塔设计工艺计算 (15)

4.1塔径 (15)

4.2精馏塔的有效高度计算 (16)

4.3溢流装置 (16)

4.3.1堰长l W (16)

4.3.2出口堰高h W (16)

4.3.3降液管的宽度W d与降液管的面积A f (16)

4.3.4降液管底隙高度h o (17)

4.4塔板布置及浮阀数目排列 (17)

4.5塔板流体力学校核 (18)

4.5.1气相通过浮塔板的压力降 (18)

4.5.2淹塔 (18)

4.6雾沫夹带 (18)

4.7塔板负荷性能图 (19)

4.7.1雾沫夹带线 (19)

4.7.2液泛线 (20)

4.7.3液相负荷上限线 (20)

4.7.4漏液线（气相负荷下限线） (20)

4.7.5液相负荷下限线 (21)

4.8塔板负荷性能图 (22)

设计计算结果总表 (23)

符号说明 (24)

关键词 (25)

参考文献 (25)

课程设计心得 (26)

附录 (27)

附录一、水在不同温度下的黏度 (27)

附录二、饱和水蒸气表 (27)

附录三、乙醇在不同温度下的密度 (27)

精馏塔设计任务书一、设计题目

乙醇—水溶液连续精馏塔设计

二、设计条件

（1）处理量：60000（吨/年）

（2）料液浓度：30（wt%）

（3）产品浓度：92.5（wt%）

（4）易挥发组分：99.9%

（5）每年实际生产时间：7200小时/年

（6）操作条件：

精馏塔塔顶压力常压

进料热状态自选

回流比自选

加热蒸汽压力低压蒸汽

单板压降不大于0.7kPa

乙醇-水平衡数据自查

（7）设备类型为浮阀塔

三、设计任务

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（可以不画）

8、精馏塔接管尺寸计算

9、绘制工艺流程图

10、对设计过程的评述和有关问题的讨论

乙醇——水溶液连续精馏塔优化设计

第一章前言

乙醇在工业、医药、民用等方面，都有很广泛的应用，是很重要的一种原料。在很多方面，要求乙醇有不同的纯度，有时要求纯度很高，甚至是无水乙醇，这是很有困难的，因为乙醇极具挥发性，也极具溶解性，所以，想要得到高纯度的乙醇很困难。

要想把低纯度的乙醇水溶液提升到高纯度，要用连续精馏的方法，因为乙醇和水的挥发度相差不大。精馏是多数分离过程，即同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程，因此可使混合液得到几乎完全的分离。化工厂中精馏操作是在直立圆形的精馏塔内进行的，塔内装有若干层塔板或充填一定高度的填料。为实现精馏分离操作，除精馏塔外，还必须从塔底引入上升蒸汽流和从塔顶引入下降液。可知，单有精馏塔还不能完成精馏操作，还必须有塔底再沸器和塔顶冷凝器，有时还要配原料液预热器、回流液泵等附属设备，才能实现整个操作。

浮阀塔与20世纪50年代初期在工业上开始推广使用，由于它兼有泡罩塔和筛板塔的优点，已成为国内应用最广泛的塔型，特别是在石油、化学工业中使用最普遍。浮阀有很多种形式，但最常用的形式是F1型和V-4型。F1型浮阀的结果简单、制造方便、节省材料、性能良好，广泛应用在化工及炼油生产中，现已列入部颁标准（168-68），F1型浮阀又分轻阀和重阀两种，但一般情况下都采用重阀，只有处理量大且要求压强降很低的系统中，才用轻阀。浮阀塔具有下列优点：1、生产能力大。2、操作弹性大。3、塔板效率高。4、气体压强降及液面落差较小。5、塔的造价低。浮阀塔不宜处理易结焦或黏度大的系统，但对于黏度稍大及有一般聚合现象的系统，浮阀塔也能正常操作。

第二章精馏流程的确定

乙醇——水溶液经预热至泡点后，用泵送入精馏塔。塔顶上升蒸气采用全冷凝后，部分回流，其余作为塔顶产品经冷却器冷却后送至贮槽。塔釜采用间接蒸汽再沸器供热，塔底产品经冷却后送入贮槽。其中工艺流程图见图。其中精馏塔选用F1型重阀浮阀塔。

图2-1乙醇-水精馏塔工艺流程简图

第三章精馏塔设计物料计算

在常压连续浮阀精馏塔中精馏乙醇——水溶液，要求料液浓度为30%，产品浓度为92.5%，易挥发组分回收率99.9%。年生产能力20000吨/年