年产2万吨乙醇—水精馏塔设计
乙醇及水的精馏塔设计
乙醇及水的精馏塔设计
首先，需要确定乙醇和水的混合物的物理性质。
乙醇和水的沸点非常
接近，因此在设计精馏塔时，必须考虑适当的操作条件，以便有效地分离
乙醇和水。
在精馏塔的设计过程中，首先需要选择适当的塔型。
常见的乙醇和水
的分离塔包括简单塔和精馏塔。
简单塔由一个塔板组成，可用于低温分离，而精馏塔则包含多个塔板，可以提供更高的分离效率。
其次，需要考虑精馏塔的高度。
精馏塔的高度决定了分离的效率。
通
常情况下，精馏塔的高度越高，分离效率越高。
然而，高塔会增加成本和
能耗，因此需要在效率和经济性之间做权衡。
此外，需要选择适当的回流比。
回流比是指流经塔板上部的液体返回
到塔底的比例。
适当的回流比可以提高分离效率，但过高的回流比可能导
致能耗过高。
还需要考虑乙醇和水的进料浓度。
通常情况下，浓度较高的进料可以
提高分离效果，但也会增加能耗。
因此，需要找到一个经济和效率之间的
平衡点。
在设计乙醇和水的精馏塔时，还需要考虑传热和传质方面的问题。
特
别是在塔内的塔板上，需要考虑适当的传热和传质设备，以确保有效的分离。
最后，需要进行塔的热力学计算和模拟，以评估设计的可行性和最佳
性能。
这可以通过使用软件模拟工具，如Aspen Plus、CHEMCAD等来完成。
综上所述，乙醇及水的精馏塔设计需要考虑塔的类型、高度、回流比、进料浓度等因素。
通过综合考虑这些关键参数，可以设计出经济、高效的
乙醇和水精馏塔，满足工业生产的需求。
乙醇和水的精馏塔设计
乙醇和水的精馏塔设计精馏是一种分离液体混合物中组分的常用方法，可通过蒸馏分离甲醇和水的混合物。
对于乙醇和水的精馏塔设计，需要考虑一系列参数和流程，包括进料组成、操作压力、图形塔塔板、冷凝器设计、降低能量消耗等。
以下是一个基本的乙醇和水的精馏塔设计方案。
1.塔板设计在乙醇和水的精馏塔设计中，决定了塔板数的重要参数是所需的乙醇纯度。
一般来说，纯度要求越高，所需的塔板数就越多。
可使用的常用塔板设计方法有McCabe-Thiele方法和Ponchon-Savarit方法。
2.冷凝器设计冷凝器用于冷凝乙醇蒸汽，使其凝结成液体后下降到下部分的收集器中。
冷凝器设计需要考虑的重要参数包括进料温度、出料温度、乙醇和水的蒸汽压力和流量等。
一般来说，选择多管冷凝器比单管冷凝器更适合于高效的冷凝过程。
3.降低能量消耗乙醇和水的精馏过程中，能量消耗是一个重要的考虑因素。
为了降低能量消耗，可以引入热回收系统，如热交换器，将高温的废气中的热能回收使用。
此外，也可以考虑采用较低的操作压力，通过降低汽化温度来减少所需的加热能量。
4.控制塔板温度在乙醇和水的精馏塔设计中，控制各个塔板的温度非常重要，以确保塔板能够正常工作。
一种常见的温度控制方法是在塔板上设置温度传感器，并通过自动化控制系统调节冷凝器的冷却剂流量来控制塔板温度。
5.回流比的选择回流比是决定乙醇和水精馏塔效率的重要因素。
回流比的选择应根据塔板的数量、损失和乙醇纯度等因素来合理决定。
一般来说，较高的回流比可以提高纯度，但同时也会增加能源消耗。
6.热平衡以上是一个基本的乙醇和水的精馏塔设计方案。
根据实际情况和具体需求，还需要根据实际的进料组成、产量、纯度和环境要求等因素进行调整。
乙醇_水精馏塔设计说明
乙醇_水精馏塔设计说明
1.设备选型
2.工艺流程
(1)加热阶段：将乙醇_水混合物加热到沸点，使其部分汽化，进入下一个阶段。
(2)蒸馏阶段：乙醇和水在塔内进行汽液两相的分离，高纯度的乙醇向上升腾，低纯度的水向下流动。
(3)冷凝阶段：将高纯度的乙醇气体冷凝成液体，便于收集和储存。
(4)分离阶段：将冷凝后的液体进一步分离，得到纯度较高的乙醇和水。
3.操作参数
(1)温度控制：加热阶段需要将混合物加热到适当的沸点，通常控制在80-100摄氏度。
而在蒸馏阶段，控制塔顶和塔底的温度差异，有助于提高分离效果。
(2)压力控制：塔的进料和出料口通常需要控制一定的压力，以保证流量的稳定。
(3)流量控制：塔内液体的流速对塔的操作效果有较大影响，需保持适当的流速，通常通过调节塔顶和塔底的流量或液位来实现。
4.塔的结构及内件设计
乙醇_水精馏塔的结构包括塔壳、进料装置、分离器、冷凝器、再沸器、集液器等。
其中，塔内需要配置一些内件，如填料和板式塔板等，以
提高传质和传热效果。
填料可采用金属或塑料材料，板式塔板可选用槽式、波纹式等不同形式。
通过合理配置和设计这些内件，提高乙醇_水分离效果。
综上，乙醇_水精馏塔的设计需要综合考虑设备选型、工艺流程、操
作参数以及塔的内部结构等因素。
通过合理的设计和选择，可以实现高效
分离乙醇和水的目的。
乙醇—水分离填料精馏塔设计
XW=（0.01/46.07）/ (0.01/46.07+0.99/18.02) =0.004
MF=0.193 46.07 + (1-0.193) 18.02=23.43 Kg/Kmol
MD=0.950 46.07 + (1-0.950) 18.02=44.67 Kg/Kmol
2.6 加热器
采用U型管蒸汽间接加热器，用水蒸汽作加热剂。因为塔小，可将加热器放在塔内，即再沸器，这样釜液部分汽化，维持了原有浓度，减少了理论板数。
3精馏塔的设计计算
3.1物料衡算
乙醇 Ma=46.07 Kg/Kmol
水 Mb=18.02 Kg/Kmol
XF=（0.38/46.07）/（0.38/46.07+0.62/18.02）=0.193
3.3平均相对挥发度α9
3.4回流比的确定9
3.5热量衡算10
3.5.110
3.6理论塔板数计算12
3.6.1板数计算12
3.6.2塔板效率13
3.7精馏塔主要尺寸的设计计算14
3.7.1流量和物性参数的计算14
3.7.2塔径设计计算17
1概述
1.1 与物性有关的因素
①易起泡的物系在板式塔中有较严重的雾沫夹带现象或引起液泛，故选用填料塔为宜。因为填料不易形成泡沫。本设计为分离乙醇和水，故选用填料塔。
②对于易腐蚀介质，可选用陶瓷或其他耐腐蚀性材料作填料，对于不腐蚀的介质，则可选金属性质或塑料填料，而本设计分离乙醇和水，腐蚀性小可选用金属填料
中南民族大学化学工程与工艺专业
化工原理课程设计
乙醇—水分离填料精馏塔设计
分离乙醇水精馏塔设计
分离乙醇水精馏塔设计引言乙醇水分离是化工工程中常见的一种操作，通过精馏塔可以实现乙醇与水的分离。
本文将针对乙醇水精馏塔的设计进行介绍，包括塔的结构、工艺参数和操作步骤等。
1. 塔的结构乙醇水精馏塔的结构一般分为以下三部分：顶部蒸汽分离器、中部塔板和底部回流器。
1.1 顶部蒸汽分离器顶部蒸汽分离器用于将乙醇和水的混合物中的乙醇蒸汽与未能蒸发的液体进行分离。
蒸汽分离器一般由分离器壳体、液体收集器和气流分布器等部件组成。
1.2 中部塔板中部塔板用于增加塔板的数量，增加乙醇与水之间的接触面积，更好地实现分离效果。
塔板一般由塔板壳体、孔板和气液分布装置等组成。
1.3 底部回流器底部回流器主要用于分离塔的底部液相产物，以保证乙醇的纯度。
回流器一般由回流器壳体、回流管和液体收集器等组成。
2. 工艺参数在设计乙醇水精馏塔时，需要考虑的工艺参数包括塔板的数量、塔板的间距、塔底的回流比等。
2.1 塔板数量塔板的数量决定了乙醇与水之间的接触面积。
一般来说，塔板数量越多，分离效果越好。
但是过多的塔板会增加设备投资成本，因此需要在分离效果和经济性之间进行平衡。
2.2 塔板间距塔板间距的选择也是很重要的。
间距过大会减少塔板数量，使得乙醇与水之间的接触面积减小；间距过小则增加回流液的沉降阻力，使得分离效果下降。
因此，需要根据具体工艺要求进行合理的选择。
2.3 回流比回流比是指回流到塔顶的液体与塔底的进料流量之比。
回流比的选择对精馏塔的分离效果有着直接的影响。
一般来说，较大的回流比能够减小塔底的进料液温度，提高塔板效率。
但是过大的回流比也会增加能耗，增加设备运行成本。
3. 操作步骤乙醇水精馏塔的操作步骤一般分为以下几个步骤：装填填料、预热操作、生产操作和停车操作。
3.1 装填填料首先需要将塔内的填料装填好。
填料的选择要考虑填料的表面积、缝隙率和液体分布性等因素。
常见的填料有波纹板、环形填料和反光板等。
3.2 预热操作在正式运行之前，需要进行预热操作。
年产25000吨工业乙醇浮阀精馏塔设计课程设计
1 概述与设计方案简介本设计任务为分离乙醇和水的混合物。
对二元混合物的分离，应采用常压下的连续精馏装置。
本设计采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。
塔顶上身蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送入储罐。
该物系属不易分离物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的1.6倍。
塔釜采用直接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。
2 工艺计算2.1 Rmin的确定乙醇-水体系为非理想体系，其平衡曲线有下凹部分，当操作线与q线的交点尚未落在平衡线之前，操作线已与平衡线相切，如图1所示。
为此恒浓区出现在切点附近。
此时Rmin可有点（xD,xD）向平衡线做切线的斜率求得。
图1最小回流比下操作线由图1可见，该切线的斜率为Rmin Rmin+1=85.98-29.2585.98-3.86求得Rmin=2.2337。
所以，R=1.6 Rmin=3.574。
由于物料采用泡点进料，q=1，则qn,V’=qn,V =qn,V0 =(R+1)qn,D =4.574 qn,DQn,L’ =qn,L +qn,F2.2 物料衡算原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数如下：乙醇的摩尔质量MA =46kg/kmol，水的摩尔质量MB =18kg/kmol，则xF =(0.25/46)/(0.25/46+0.75/18)=0.1154xD =0.94/460.9446+0.06/18=0.8598qn,D =25000×10008000×[0.8598×46+(1-0.8598)×18]=74.273kmol/h 由设计要求乙醇回收率为99%，故99%=qn,D×xDqn,F×xF得qn,F=qn,D×xD99%=558.97kmol/h又qn,V= (R+1)qn,D =4.574×74.273=339.724kmol/h由全塔物料衡算qn,F+qn,V=qn,D + qn,W故qn,W= qn,F+qn,V-qn,D=558.97+339.72-74.27=824.42 kmol/hqn,F×Xf + qn,V0×y0= q n,D×xD+qn,W×Xw得xw =558.97×0.1154-74.27×0.8598824.42=0.000792.3塔板数的确定2.3.1负荷qn,L =R qn,D =3.574×74.27=265.44 kmol/hqn,L’ =qn,L +qn,F =265.44+558.97=824.41 kmol/hqn,V= qn,V0=339.72 kmol/h2.3.2回收率由设计要求，塔顶乙醇的回收率为99%，塔底水的回收率为H=(qn,W (1-xW)- qn,V0)/(qn,F(1-xF))=824.42×1-0.00079-339.72558.97×(1-0.1154)=98.03%2.3.3操作线方程精馏段操作线:Y=RR+1x+1R+1xD ,即y=3.5743.574+1x+13.574+1×0.8598=0.7814x+0.188提馏段操作线：Y’=WV0X'-WV0XW=824.42339.72X'-824.42339.72×0.00079=2.4268X'-0.00192.3.4 用图解法求理论板数（见附图）总理论板数NT =25（不包括再沸器）进料板位置NF =22精馏段理论板数N精 =21提馏段理论板数N提 =42.3.5 实际板层数的初步求取设ET =54%，则精馏段实际板数N精 =21/54%=39提馏段实际板数N提 =4/54%=7NP =N精+N提=462.3.6 塔板总效率估算2.3.6.1 操作压力计算塔顶操作压力PD =101.325 kPa每层塔板压降△P=0.7 kPa塔底操作压力PW =PD +△P×46=133.525 kPa2.3.6.2 操作温度的计算乙醇和水的饱和蒸汽压均用安妥因方程计算，并通过试差法计算。
乙醇—水精馏塔的工艺设计
目录（一）设计方案简介.................................................................................................................. - 1 - （二）工艺计算及主体设备设计计算...................................................................................... - 1 - 1．精馏流程的确定............................................................................................................ - 1 - 2．塔的物料恒算................................................................................................................ - 1 -2.1料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数....................................................................... - 1 -2.2 料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量.............................................................. - 2 -2.3 物料恒算.................................................................................................................. - 2 -3．塔板数的确定................................................................................................................ - 2 -3.1理论塔板数的求取................................................................................................... - 2 -3.1.1绘制相平衡图................................................................................................... - 2 -3.1.2 求最小回流比、操作回流比.......................................................................... - 3 -3.1.3 求理论塔板数.................................................................................................. - 3 -3.2全塔效率................................................................................................................... - 5 -3.3实际塔板数............................................................................................................... - 5 -4．塔的工艺条件及物性数据计算[2]................................................................................. - 5 -4.1操作压力................................................................................................................... - 5 -4.2温度[1] ....................................................................................................................... - 5 -4.3平均摩尔质量........................................................................................................... - 6 -4.4平均密度................................................................................................................... - 6 -4.5液体表面张力........................................................................................................... - 7 -4.6液体黏度................................................................................................................... - 7 -5．精馏段气液负荷计算[2]................................................................................................. - 7 - 6．塔和塔板主要工艺尺寸计算[3]，[4] ............................................................................... - 8 -6.1塔径........................................................................................................................... - 8 -6.2溢流装置................................................................................................................... - 8 -6.3塔板布置................................................................................................................... - 9 -6.4筛孔数与开孔率..................................................................................................... - 10 -6.5塔的有效高度(精馏段)......................................................................................... - 10 -6.6塔高计算................................................................................................................. - 10 -7.筛板的流体力学验算[5]................................................................................................. - 10 -7.1塔板压降................................................................................................................. - 10 -7.2液面落差................................................................................................................. - 11 -7.3.液沫夹带................................................................................................................ - 11 -7.4漏液......................................................................................................................... - 11 -7.5液泛......................................................................................................................... - 11 -8.塔板负荷性能图[6]......................................................................................................... - 12 -8.1漏液线..................................................................................................................... - 12 -8.2液沫夹带线............................................................................................................. - 12 -8.3液相负荷下限线..................................................................................................... - 13 -8.4液相负荷上限线..................................................................................................... - 13 -8.5液泛线..................................................................................................................... - 14 -9.附图................................................................................................................................ - 16 -10.本设计的评价或有关问题的分析讨论...................................................................... - 18 - 附：参考文献符号说明.......................................................................................................... - 18 -（一）设计方案简介塔设备是炼油、化工、石油化工、生物化工和制药等生产中广泛应用的气液传质设备。
乙醇和水的精馏塔设计
毕业论文（设计）2012 届题目：乙醇-水精馏塔工艺设计与塔顶冷凝器选型设计专业：煤炭深加工与利用学生姓名：学号:小组成员:指导教师:完成日期:前言1.1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。
1.2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，其核心为精馏塔。
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。
1.4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。
近年来与浮阀塔一直成为化工生中主要的传质设备，浮阀塔多用不锈钢板或合金。
实际操作表明，浮阀在一定程度的漏夜状态下，使其操作板效率明显下降，其操作的负荷范围较泡罩塔窄，但设计良好的塔其操作弹性仍可达到满意的程度。
浮阀塔塔板是在泡罩塔板和筛孔塔板的基础上发展起来的，它吸收了两者的优点。
所以在此我们使用浮阀塔，浮阀塔的突出优点是结构简单，造价低，制造方便；塔板开孔率大，生产能力大等。
分离乙醇水的精馏塔设计
分离乙醇水的精馏塔设计首先，精馏塔由塔体、塔板和填料组成，塔体一般为立式筒状结构，塔板上有孔和塔盘，填料用于增加气液接触面积。
在塔体内设置蒸汽进口和液体进口，以及乙醇和水的分离出口。
其次，需要考虑传质情况。
在塔体内，蒸汽和液体乙醇水混合物通过填料和塔板的作用进行传质，乙醇和水会根据其相对挥发度在塔体内逐渐分离。
同时，塔板上的孔和塔盘会增加气液接触面积，促进传质过程。
再者，需要考虑传热情况。
蒸汽在塔体内冷却凝结，释放出潜热，从而将乙醇和水分离开来。
在塔体内设置冷却装置可以提高传热效果，加快分离过程。
另外，需要考虑操作条件和操作参数。
包括塔顶压力、进料温度、冷却温度、回流比等参数的选择，以及监控和调节操作过程。
总的来说，精馏塔设计需要考虑乙醇和水的物理性质、传质传热过程和操作条件等多方面因素，以确保分离效果和经济性的同时，也需要考虑塔体结构和操作方便性。
精馏是分离混合物中液体成分的一种有效方法，精馏塔是实现这一过程的关键设备。
对于分离乙醇水的精馏塔设计，不仅需要考虑物理化学性质、传质传热过程和操作条件等方面的因素，还需要详细分析塔体结构的选择、填料的确定、塔板设置以及冷却装置的安排等问题。
首先，塔体结构作为精馏塔的基本组成部分，需选择适当的材料和结构设计以满足工艺要求。
通常情况下，精馏塔采用不锈钢、碳钢等耐腐蚀材料制成，以适应乙醇水混合物的特性。
其次，塔体的结构应当足够稳固，以承受内部气液操作压力，同时要有足够的空间容纳塔板、填料等其他部件。
此外，考虑到操作方便性和维护性，还要保证塔体具有合适的结构设计，例如设置好进料口和出料口，便于操作和维护。
对于塔板的设置，通常会通过均布的孔洞来增加气液的接触面积，从而促进传质和传热，并且有助于规范气液流向。
此外，通过合理的塔板布置和流道设计，也能有效减小气液流动时的阻力，提高操作效率。
而对于填料的选择，常用的填料有塔内板结构填料，多孔硬质塔填料等，通过填料的设计，可增加气液接触面积，提高传质效率。
乙醇—水混合溶液连续精馏塔设计
乙醇—水混合溶液连续精馏塔设计乙醇-水混合溶液连续精馏塔的设计引言：乙醇-水混合溶液的连续精馏塔在工业生产中有广泛的应用，尤其是在酒精生产、燃料乙醇的提纯等领域。
本文将以设计乙醇-水混合溶液连续精馏塔为主题，对连续操作的工艺参数、设备设计等方面进行详细的探讨。
一、乙醇-水混合溶液的特性乙醇-水混合溶液的特性是设计连续精馏塔的基础，其中最重要的是乙醇和水的气液平衡数据。
通过实验测得的气液平衡数据可以用于计算实际操作中的塔回流比、落液比等重要参数，以保证精馏塔的正常运行。
二、连续操作的工艺参数1.塔回流比：乙醇-水混合溶液的精馏塔中，塔回流比是一个关键的控制参数。
通过控制塔回流比，可以实现对塔内温度和浓度的调节，以保证乙醇和水的分离效果。
一般来说，较高的塔回流比可以提高塔底液的浓度，但会相应地降低塔顶的乙醇含量。
2.塔顶温度：塔顶温度是乙醇-水混合溶液精馏塔操作中另一个重要的工艺参数。
通过调节塔顶温度，可以控制乙醇的纯度，实现乙醇的提纯。
一般来说，较低的塔顶温度可以提高乙醇的纯度，但会增加底液的回流量。
3.塔底液的回流量：塔底液的回流量也是连续精馏塔操作中需要控制的参数之一、通过调节底液的回流量，可以实现对塔底温度和浓度的控制，从而保证乙醇和水的分离效果。
一般来说，增加底液的回流量可以提高底液的浓度，但会相应地降低塔顶温度。
三、设备设计1.乙醇-水混合溶液连续精馏塔的设备包括：塔体、填料、除沫器、塔底液泵、塔顶动力和塔口动力等。
塔体的设计需要考虑到溶液的物理特性，如压力、温度和粘度等。
2.填料是乙醇-水混合溶液连续精馏塔中的关键设备。
填料的选择应考虑到温度、浓度和性质等因素，以满足乙醇和水的分离要求。
3.除沫器在乙醇-水混合溶液连续精馏塔中起到除去塔顶产生的泡沫的作用。
合理的除沫器设计可以提高精馏效果，避免泡沫堵塞导致操作不稳定。
4.塔底液泵是用于控制底液回流量的设备，通过调节泵的转速来实现对回流量的调节。
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.塔的总体积和尺寸每块理论板的液相体积流量为0.01m3/min，因此总体积为0.013m3/min。
考虑一定裕度，确定塔的外径为0.6m，高度为10m。
3.塔内件设计溢流管的尺寸为Φ10mm，形状为直管上升式。
进料口的位置位于第3块理论板处，尺寸为Φ20mm。
冷凝器采用列管式换热器，再沸器采用釜式再沸器。
出口管采用标准出口管，直径为Φ20mm。
兰州交通大学 年产2万吨乙醇水精馏塔的设计
设计任务书1．设计题目：年产2万吨乙醇--水精馏塔的工艺设计2．设计条件生产能力：年产4102 吨85% （mol%）乙醇设备型式：浮阀塔操作压力：常压原料液：乙醇的摩尔百分含量为35%，50℃进料乙醇的纯度：塔顶不低于85%（mol%,下同），塔底不高于1%。
每年按330天计，每天24小时连续生产建厂地址：兰州地区要求单板压降都不大于103Pa,3．设计步骤及要求3．1确定设计方案（1）流程的选择（2）塔板类型的选择，例如浮阀的类型、降液管、溢流装置等的选择（3）压力的选择（4）进料热状况的选择（5）加热方式的选择3．2查阅物料的物性数据（1）乙醇-水的相平衡数据（2）确定精馏段和提馏段的定性温强度和压强（3）分别确定精馏段和提馏段的气相和液相的平均密度、液相的平均表面张力、液体的平等均粘度3．3塔的工艺计算3．3．1塔设计方案的确定（1）全塔的物料衡算（2）绘制相平衡图（t-x-y和x-y相图）（3）确定回流比（4）确定理论塔板数（5）确定全塔效率（6）分别确定精馏段和提馏段的实际塔板数和进料板位置（7）分别确定精馏段和提馏段的气液两相的负荷3．3．2精馏段塔板主要工艺结构尺寸的计算（1）塔径（初选板间距、求取空塔气速和泛点气速）（2）塔高的计算（3）溢流装置的设计（包括溢流堰的型式、堰长、堰高、降液管的宽度和面积、降液管内流体的停留时间、降液管的底隙高度）（4）塔板上各区域的布置（包括塔板的开孔区、降液区、安定区和边缘区的分布）（5）浮阀的个数以及排列方式（包括阀孔直径、个数、排列和开孔率等）（6）精馏段塔板的流体力学计算级校核（包括溢流堰上清液层的高度、塔板的压降、降液管内清液层的高度、降液管内液体的停留时间、雾沫夹带量、漏液点等）（7）绘制塔板的气液负荷性能图，要求操作弹性不小于2.（8）如果不符合上述要求重新进行以上计算3．3．3提馏段塔板主要工艺结构尺寸的计算（步骤同精馏段）3．3．4塔附件的工艺设计包括封头、筒体、法兰、补强圈接管、除沫器、裙座手孔或人孔、吊柱等3．3．5计算结果列表4．设计成果4．1设计说明书（A4纸）（1）内容包括封面、任务书、目录、正文、参考文献、附录（2）格式必须严格按照兰州交通大学毕业设计的格式打印。
乙醇_水连续精馏筛板塔的设计说明
乙醇_水连续精馏筛板塔的设计说明乙醇-水连续精馏筛板塔的设计是为了分离乙醇和水这两种具有相似沸点的液体，旨在提高分离效率和产品纯度。
以下是该塔的设计说明，包括设计原理、操作参数及优化措施。
一、设计原理：乙醇-水连续精馏筛板塔的设计基于质量传递和相互溶解的原理，通过不同的工艺参数，使得乙醇和水分别在各自的汽液平衡条件下达到浓缩和净化的目的。
二、操作参数：1.塔盘布局：筛板塔通常采用倾斜式布局，乙醇-水连续精馏塔的塔盘数量和布局需要根据实际情况来确定。
常见的布局方式有竖直反流、倾斜面反流和倾斜织布式等。
2.进料方式：乙醇-水混合物通过一些塔板上的进料口进入塔中，一般采用均匀分布的喷淋器进行进料，以确保混合物能够均匀地覆盖整个塔板面积。
3.塔底回流比：为了提高塔的分离效率和稳定性，需要调整乙醇-水混合物的塔底回流比，一般控制在10-100之间，具体数值取决于乙醇和水的性质以及产品纯度的要求。
4.塔顶压力：塔顶压力的选择对塔的分离效率和产量有重要影响。
过高的顶压可能导致乙醇的损失，而过低的顶压则会影响分离效果。
三、优化措施：为了提高乙醇-水连续精馏筛板塔的分离效率和产品纯度，可以采取以下优化措施：1.适当增加塔盘数量：增加塔盘数量可以增加物质在塔中的停留时间，有利于乙醇和水的分离。
2.优化塔盘布局：选择合适的塔盘布局，使得气液流动均匀、阻力小，有利于提高分离效果。
3.控制塔底回流比：根据乙醇和水的性质和产品纯度要求，选择适当的塔底回流比，以提高分离效率并减少乙醇的损失。
4.精确控制塔顶和塔底温度：通过控制塔顶和塔底温度的变化，可以调整两种液体在塔中的沸点差异，提高分离效果。
5.使用适当的填料：填料是影响乙醇-水连续精馏筛板塔性能的重要因素，选择适当的填料可以提高传质效率和阻力噪声比。
6.操作控制：严格控制进料流量、塔顶流量和塔底回流比，合理调整操作参数，以达到最佳的分离效果和产品纯度。
总结：乙醇-水连续精馏筛板塔的设计是为了分离乙醇和水这两种具有相似沸点的液体。
乙醇水精馏塔设计
乙醇水精馏塔设计
首先，塔的结构对精馏效果至关重要。
一般来说，乙醇水精馏塔可以
分为塔体、填料、塔板等几个部分。
塔体的设计应该考虑到流体的运动和
热传递，塔板和填料则可以增加物料的接触面积，提高分离效率。
合理设
计结构，可以有效提高乙醇水精馏的效率。
其次，塔的材料选择也是一个关键因素。
由于乙醇水精馏塔需要长期
接触酸、碱等化学物质，因此建议选择对化学腐蚀性能较好的材料，如不
锈钢等。
另外，考虑到传热效果，可以选择导热性能较好的材料，如铜等。
再者，操作参数的选择也会直接影响乙醇水精馏的效果。
在操作乙醇
水精馏塔时，需要考虑到料液比、塔顶温度、回流比等参数的选择。
合理
设置这些参数可以降低能耗，提高分离效果。
此外，乙醇水精馏塔的设计还需要考虑到安全性和可靠性。
在设计过
程中，应该考虑到设备的密封性、排气系统、防爆措施等，以确保设备在
运行过程中不会出现安全隐患。
总的来说，设计一座优秀的乙醇水精馏塔需要考虑到多个因素，包括
结构、材料、操作参数等。
只有综合考虑这些因素，才能设计出一座高效、安全、可靠的乙醇水精馏塔。
希望以上内容能够对乙醇水精馏塔的设计有
所帮助。
化工原理课程设计乙醇——水精馏塔设计
化工原理课程设计乙醇——水精馏塔设计乙醇-水精馏塔是一种常用的工业分离设备，在乙醇生产和燃料乙醇制备过程中被广泛使用。
本文将针对乙醇-水精馏塔的设计进行分析，并确定适当的工艺参数，以提高精馏过程的效率和产品质量。
首先，我们将根据乙醇-水体系的相图，确定该体系在精馏条件下的温度和压力。
乙醇-水体系具有正常的沸点-成份成分曲线，根据该曲线，我们可以得出在大气压下，纯乙醇的沸点约为78.15摄氏度，纯水的沸点约为100摄氏度。
为了提高乙醇的产率，我们需要在尽可能低的温度下进行精馏。
因此，我们可以设置塔底的进料温度为80摄氏度，以确保乙醇能够以尽量低的温度进入塔体。
同时，在塔顶设置回流装置，利用较低温度的冷凝液将一部分乙醇回流至塔顶，以进一步提高精馏效率。
在塔体设计方面，我们将采用传统的浮阀塔设计。
浮阀塔是一种常见的分离设备，通过浮阀的升降来实现液体的分馏。
在塔内部设置多层分隔板，以确保流体在塔体内的充分混合和接触，从而提高分离效率。
同时，通过调整浮阀的数量和高度，可以控制液体的分布和流速，以适应不同的操作需求。
为了提高塔体内的传质效率，我们还可以在塔内设置填料。
填料能够增加塔体的表面积，促进乙醇和水之间的质量传递。
常用的填料包括碎石、金属网和板式填料等。
我们可以根据乙醇-水体系的特性，选择合适的填料类型和形状。
在操作过程中，我们需要通过加热器将塔内的液体加热至沸点，使液体蒸发，并且在塔顶通过冷凝器将蒸汽冷凝成液体。
通过控制塔底的进料量和顶部回流量，可以控制乙醇和水的分离效果。
同时，通过调整加热器的温度和冷凝器的冷却水流量，可以控制塔内的温度和压力，进一步影响精馏效果。
最后，为了确保操作的安全性和稳定性，我们需要在塔体上设置相应的监测仪表和安全设备，以及控制系统。
监测仪表包括温度计、压力计和流量计等，用于监测塔体内各参数的变化。
安全设备包括安全阀和过流保护装置，用于防止塔体发生过压和过流情况。
控制系统通过监测和调节各参数，保证塔体内的操作在合适的范围内进行。
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储罐的计算与选型........................... 错误!未定义书签。 原料储罐 .......................... 错误!未定义书签。 产品储罐 .......................... 错误!未定义书签。 热水储罐 .......................... 错误!未定义书签。
换热器的计算与设计选型..................... 错误!未定义书签。 预热器 ............................ 错误!未定义书签。 再沸器 ............................ 错误!未定义书签。 冷凝器 ............................ 错误!未定义书签。 冷却器 ............................ 错误!未定义书签。
2.4.3 实际塔板数 Np 以塔釜作为一块理论板，根据
精馏段塔板数
提馏段塔板数
总塔板数
2.4.4 加料位置与状态的选择
加料位置：第 33 块塔板 进料状态：泡点进料 2.5 物性参数计算
2.5.1 定性压力 pm
取每层塔板压降为 塔顶：
计算
加料板：
塔底压力：
精馏段定性压力：
提馏段定性压力：
2.5.2 定性温度 tm 塔顶温度： 加料板温度：
合物连续地、高纯度地分离为轻、重两组分。
精馏与蒸馏的区别在于“回流”，包括塔顶的液相回流与塔釜部分汽化造成
的气相回流，回流是构成气、液两相接触传质的必要条件，没有气液两相的接触
也就无从进行物质交换。另一方面，组分挥发度的差异造成了有利的相平衡条件
（y > x）。这使上升蒸汽在与自身冷凝回流液之间的接触过程中，重组分向液相
化简，得 提馏段操作线方程：
化简，得 根据气液相平衡数据及精馏段、提馏段操作线方程，利用 MATLAB 编程计算
理论板数，得图 4。
即理论板数
图 4 图解法计算理论板数
2.4.2 全塔效率 ET
采用
法，根据
可得：
塔顶相对挥发度：
塔顶温度： 塔底相对挥发度：
塔底温度： 代入数值，结合相平衡曲线计算得 相对挥发度 全塔效率
泛点气速：
操作气速：取
精馏段塔径： 提馏段塔径： 圆整，取 此时的泛点气速：
操作气速
：
2.7.2 塔板工艺结构尺寸的设计与计算
1、塔板工艺结构尺寸的设计与计算 ⑴ 溢流装置： a. 精馏段
采用单溢流型的平形溢流堰、弓形降液管、平行受液盘，且不设进口内堰。 ① 溢流堰长（出口堰长） ：取
， 堰上溢流强度：
传递，轻组分向气相传递。相平衡条件 y > x 使必需的回流液的数量小于塔顶冷
凝液的的总量，即只需要部分回流，而无需全部回流。唯有如此，才能从塔顶抽
出部分凝液作为产品。因此，精馏过程的基础是组分挥发度的差异。
2 工艺设计部分
2.1 全塔物料衡算
质量分率化为摩尔分率，得 2.2 乙醇-水的气液平衡数据
成绩
西北大学化工学院 化工原理课程设计说明书
设计名称： 年产两万吨乙醇-水精馏塔 年级专业： 2013 级化学工程与工艺 姓 名： 指导老师：
2016 年 1 月 15 日
目录
1 概述 ............................. 错误!未定义书签。
设计题目及要求............................. 错误!未定义书签。 设计题目 .......................... 错误!未定义书签。 设计任务 .......................... 错误!未定义书签。 设计参数 ..................
，乙醇的密度为
塔底：塔底温度 。
下查得水的密度为
，乙醇的密度为
精馏段：精馏段定性温度
为
。
下查得水的密度为
，乙醇的密度
提馏段：提馏段定性温度
为
。
下查得水的密度为
,乙醇的密度
2、 气相平均密度
2.5.5 液体的平均表面张力
塔顶：塔顶温度
为为
。
下查得水的表面张力为
，乙醇的表面张力
加料板：加料板温度 张力为
管道计算及规格选择......................... 错误!未定义书签。 管道设计步骤 ...................... 错误!未定义书签。 算例 .............................. 错误!未定义书签。 管道设计结果汇总表 ................ 错误!未定义书签。
塔底温度： 精馏段定性温度： 提馏段定性温度： 2.5.3 平均分子质量 Mm 塔顶：
加料板：
塔底：
精馏段：精馏段定性温度
,由
气相平均分子质量：
图可知
液相平均分子质量：
提馏段：提馏段定性温度为
由
图可知
2.5.4 平均密度ρm
1、 液相平均密度
塔顶：塔顶温度
下查得水的密度为
。
，乙醇的密度为
进料板：加料板温度 。
6 参考文献 ......................... 错误!未定义书签。
1 概述
1.1 设计题目及要求 1.1.1 设计题目 年产两万吨乙醇-水连续精馏塔（筛板塔） 1.1.2 设计任务
由设定值浓度 的酒精-水二元均相混合物作原料，根据所需要的年产量 D、 塔顶产品浓度 、塔釜浓度 等参数设计出酒精连续精馏塔。
1.1.3 设计参数
生产任务：年产量 加热蒸汽压力：（表压） 冷却器进口水温度：20
冷凝器出口水温：50
原料浓度：
塔顶产品浓度：
（质量分率）
塔釜浓度：
）
1.2 精馏过程简介 图 1 为连续精馏塔。乙醇水混合液自塔的中部某适当位置连续地加入塔内，
塔顶设有冷凝器将塔顶蒸汽冷凝为液体。冷凝液的一部分回入塔顶，称为回流液， 其余作为塔顶产品（馏出液）排出。在塔内上半部（加料位置以上）上升蒸汽和 回流液体之间进行着逆流接触和物质传递。塔底部装有再沸器以加热液体产生蒸 汽，蒸汽沿塔上升，与下降的液体逆流接触并进行物质传递，塔底连续排除部分
加料板：在加料板温度
为
。
下，查得水的黏度为
，乙醇的黏度
塔底：在塔底温度 。
下，查得水的黏度为
，乙醇的黏度为
精馏段：在精馏段定性温度
黏度为
。
，下查得水的黏度为
提馏段：在提馏段定性温度 黏度为
下，查得水的黏度为
2.6 汽液负荷计算 2.6.1 精馏段气液负荷计算 气相摩尔流率： 气相体积流量：
，乙醇的 ,乙醇的
称为精馏段。
在塔的加料位置以下，下降液
体（包括回流液和加料液中的液体）中的轻组分向气相传递，上升蒸汽中的重组
分向液相传递。这样，只要两相接触面和上升蒸汽量足够，到达塔底的液体中所
含的轻组分可降至很低，从而获得高纯度的重组分。塔的下半部完成了下降液体
中重组分的提浓即提出了轻组分，因而称为提馏段。
一个完整的精馏塔应包括精馏段和提馏段，再这样的塔内可将一个双组分混
下查得水的表面张力为
，乙醇的表面
塔底：塔底温度
下查得水的表面张力为
，乙醇的表面张
力为
。
精馏段：精馏段定性温度
表面张力为
。
下查得水的表面张力为
，乙醇的
提馏段：提馏段定性温度 表面张力为
下查得水的表面张力为为
,乙醇的
2.5.6 液体的平均粘度 μL,m
塔顶：在塔顶温度 。
下，查得水的黏度为
，乙醇的黏度为
3 设备设计及辅助设计部分............ 错误!未定义书签。
塔体结构的初步设计......................... 错误!未定义书签。 筒体和封头厚度计算 ................ 错误!未定义书签。 椭圆封头的选型 .................... 错误!未定义书签。
塔径的设计计算 .................... 错误!未定义书签。 塔板工艺结构尺寸的设计与计算 ...... 错误!未定义书签。 校核计算................................... 错误!未定义书签。 精馏段校核计算 .................... 错误!未定义书签。 提馏段校核计算 .................... 错误!未定义书签。 塔板负荷性能图的计算与绘制................. 错误!未定义书签。 精馏段塔板负荷性能图 .............. 错误!未定义书签。 提馏段塔板负荷性能图 .............. 错误!未定义书签。
精馏过程简介............................... 错误!未定义书签。
2 工艺设计部分...................... 错误!未定义书签。
全塔物料衡算............................... 错误!未定义书签。 乙醇-水的气液平衡数据...................... 错误!未定义书签。 确定 Rmin 及工业生产常用 R 的选择 ............. 错误!未定义书签。 板效率、塔板数的计算和进料位置与状态的选择. 错误!未定义书签。
液相回流摩尔流率： 液相体积流量：
2.6.2 提馏段汽液负荷计算 气相摩尔流率： 气相体积流量：