年产5万吨乙醇精馏塔设计

设计题目名称：甲醇---水溶液连续筛板精馏塔设计

设计条件：1．处理量：50000t/年；

2．料液组成（质量分数）：40%；

3．塔顶产品组成（质量分数）：93.0%；

4．塔顶易挥发组成回收率：99.5%；

5．年工作生产时间：330天；

6．全塔总效率：60%。

设计内容：

１．设计方案的确定：（1）常压精馏；（2）进料状态：泡点进料；（3）加热方式：塔底间接加热，塔顶全凝；（4）热能的利用。

２．工艺计算：（1）物料衡算；（2）热量衡算；（3）回流比的确定；（4）理论塔板数的确定。

３．塔板及其塔的主要尺寸的设计：（1）塔板间距的确定；（2）塔径的确定；（3）塔板的布置及其板上流流程的确定。

４．流体力学的计算及其有关水力性质的校核。

５．板式精馏塔辅助设备的选型。

６．绘制带控制的点工艺流程图及精馏塔设备的条件图。

编写设计说明书

厂址：长沙地区

设计任务

完成精馏塔的工艺设计，有关附属设备的设计和选型，绘制精馏塔系统带控制点的工艺流程图及其精馏塔设备的工艺条件图，编写设计说明书。

设计时间安排

2006.5.29----2006.6.16

附：汽液平衡数据

x y x y x y

0.00 0.000 0.15 0.517 0.70 0.870

0.02 0.134 0.20 0.579 0.80 0.915

0.04 0.234 0.30 0.665 0.90 0.958

0.06 0.304 0.40 0.729 0.95 0.979

0.08 0.365 0.50 0.779 1.00 1.000

0.10 0.418 0.60 0.825

符号说明：

英文字母

Aa---- 塔板的开孔区面积，m 2 Af---- 降液管的截面积, m 2 Ao---- 筛孔区面积, m 2 A T ----塔的截面积 m 2 △P P ----气体通过每层筛板的压降 C----负荷因子 无因次

t----筛孔的中心距

C 20----表面张力为20mN/m 的负荷因子 do----筛孔直径 u ’o ----液体通过降液管底隙的速度 D----塔径 m

Wc----边缘无效区宽度 e v ----液沫夹带量 kg 液/kg 气 Wd----弓形降液管的宽度 E T ----总板效率 Ws----破沫区宽度 R----回流比

Rmin----最小回流比

M----平均摩尔质量 kg/kmol t m ----平均温度 ℃

g----重力加速度 9.81m/s 2

Z----板式塔的有效高度 Fo----筛孔气相动能因子 kg 1/2/(s.m 1/2) hl----进口堰与降液管间的水平距离 m θ----液体在降液管内停留时间 h c ----与干板压降相当的液柱高度 m

υ----粘度 hd----与液体流过降液管的压降相当的液注高度 m

ρ----密度 hf----塔板上鼓层高度 m σ----表面张力 h L ----板上清液层高度 m

Ψ----液体密度校正系数 h 1----与板上液层阻力相当的液注高度 m 下标

ho----降液管的义底隙高度 m max----最大的 h ow ----堰上液层高度 m min----最小的 h W ----出口堰高度 m L----液相的 h ’W ----进口堰高度 m

V----气相的 h σ----与克服表面张力的压降相当的液注高度 m

H----板式塔高度 m H B ----塔底空间高度 m

Hd----降液管内清液层高度 m H D ----塔顶空间高度 m H F ----进料板处塔板间距 m H P ----人孔处塔板间距 m H T ----塔板间距 m H 1----封头高度 m H 2----裙座高度 m K----稳定系数 l W ----堰长 m

Lh----液体体积流量 m 3/h Ls----液体体积流量 m 3/s n----筛孔数目 P----操作压力 KPa △P---压力降 KPa

△Pp---气体通过每层筛的压降 KPa T----理论板层数 u----空塔气速 m/s u 0,min ----漏夜点气速 m/s u o ’ ----液体通过降液管底隙的速度 m/s V h ----气体体积流量 m 3/h V s ----气体体积流量 m 3/s W c ----边缘无效区宽度 m W d ----弓形降液管宽度 m W s ----破沫区宽度 m

Z ---- 板式塔的有效高度 m

希腊字母

δ----筛板的厚度 m

θ----液体在降液管内停留的时间 s υ----粘度 mPa.s ρ----密度 kg/m 3 σ----表面张力N/m φ----开孔率 无因次 α----质量分率 无因次 下标

Max---- 最大的 Min ---- 最小的 L---- 液相的 V---- 气相的

目录

一、概述 (4)

1．精馏操作对塔设备的要求 (4)

2．板式塔类型 (4)

3．精馏塔的设计步骤 (5)

二、精馏塔的物料衡算 (5)

三、塔板数的确定 (6)

四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据数据的计算 (6)

五、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (9)

六、塔板主要工艺尺寸的计算 (11)

七、筛板的流体力学验算 (14)

八、塔板负荷性能图 (17)

九、筛板塔设计计算结果 (20)

十、辅助设备的计算及选型 (21)

⒈原料贮罐 (21)

2．产品贮罐 (22)

３．原料预热器 (22)

4．塔顶全凝器 (23)

5．塔底再沸器 (23)

6．产品冷凝器 (24)

7．精馏塔 (24)

8．管径的设计 (25)

9．泵的计算及选型 (26)

十一、参文献考 (26)