乙醇-水筛板精馏塔设计
乙醇——水筛板精馏塔工艺设计-课程设计
学院化工原理课程设计任务书专业：班级：姓名：学号：设计时间：设计题目：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）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℃的饱和蒸汽。
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．塔釜采用饱和水蒸汽加热（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）Rmin设计任务： 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．写出该精流塔的设计说明书，包括设计结果汇总和对自己设计的评价。
指导教师：时间1设计任务1.1 任务1.1.1 设计题目乙醇—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。
R。
6．操作回流比R=(1.1—2.0)min1.1.3 设计任务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。
1.2 设计方案论证及确定1.2.1 生产时日设计要求塔日产40吨92.41%乙醇，工厂实行三班制，每班工作8小时，每天24小时连续正常工作。
乙醇筛板式水精馏塔工艺设计
乙醇筛板式水精馏塔工艺设计乙醇筛板式水精馏塔工艺设计是一项重要的任务，它在乙醇生产过程中起着关键作用。
本文将以生动、全面和有指导意义的方式介绍这一工艺设计的各个方面。
首先，让我们来了解一下乙醇筛板式水精馏塔的运作原理。
这种塔式设备是根据乙醇与水的挥发性差异来实现分离纯度高的乙醇。
在塔内，乙醇与水相互接触并通过筛板进行传质传热。
由于乙醇比水更易挥发，乙醇蒸汽会沿着塔体向上升腾，而水则留在底部。
通过精确控制温度和压力，可以实现乙醇的分离。
在乙醇筛板式水精馏塔的工艺设计中，有几个参数是至关重要的。
首先是塔体的高度。
塔体的高度决定了馏分的纯度。
一般来说，塔体越高，乙醇的纯度越高，但耗费的能量也会增加。
因此，在选择塔体高度时需要综合考虑成本和纯度需求。
除了塔体高度，还有塔板的设计也很重要。
塔板的数量和间隔会直接影响传质传热效果。
通常情况下，塔板数量较多时，乙醇的纯度会更高，但也会增加塔体的复杂度和能耗。
因此，在设计时需要找到一个平衡点。
此外，浓缩液的物料也需要仔细选择。
在乙醇生产中，一般使用纯度较高的醇液作为浓缩液，以便更好地分离乙醇和水。
同时，还需要考虑醇液的流量和进料温度，以保证工艺的稳定运行。
最后，乙醇筛板式水精馏塔的工艺设计还需要考虑安全性和环保性。
在操作过程中，需要确保乙醇与水的比例适当，避免过度浓度造成的危险。
同时，还需要合理处理废水和废气，以避免对环境的污染。
综上所述，乙醇筛板式水精馏塔工艺设计是一个复杂而关键的任务。
在设计过程中，需要考虑塔体高度、塔板设计、浓缩液选择以及安全和环保等多个因素。
只有综合考虑这些因素并找到合适的平衡点，才能确保乙醇生产工艺的顺利进行。
希望本文对乙醇筛板式水精馏塔工艺设计的理解和实施有所帮助。
乙醇-水筛板精馏塔设计
目录摘要ﻩｉi第一章绪论ﻩ错误!未定义书签。
1、1课题背景ﻩ错误!未定义书签。
1、2 操作流程......................................... 错误!未定义书签。
1、３课题条件ﻩ错误!未定义书签。
第二章精馏塔得物料衡算.................................. 错误!未定义书签。
2、1原料液及塔顶塔釜产品得摩尔分率ﻩ错误!未定义书签。
2、2原料液及塔顶、塔底产品得平均摩尔质量.............. 错误!未定义书签。
2、3物料衡算.......................................... 错误!未定义书签。
第三章塔板数得确定....................................... 错误!未定义书签。
3、1理论板层数得求取.................................. 错误!未定义书签。
3、2实际板层数得求取ﻩ错误!未定义书签。
第四章精馏塔得工艺条件计算 (8)４、1操作压力及温度计算.............................................. ８4、2平均摩尔质量及密度计算............................ 错误!未定义书签。
4、3液体平均表面张力及粘度计算ﻩ错误!未定义书签。
第五章精馏塔得塔体工艺尺寸计算12ﻩ5、1塔径得计算1ﻩ２5、2精馏塔有效高度得计算............................................ 1４第六章塔板主要工艺尺寸得计算.. (15)6、1溢流装置计算 (15)6、２塔板布置....................................................... 1７第七章筛板得流体力学验算 (18)7、1塔板压降 (18)7、2液面落差 (20)7、３液沫夹带....................................................... 2０7、4漏液 (21)7、5液泛22ﻩ第八章塔板负荷性能图.................................................. 2３8、1漏液线.......................................................... ２38、2液沫夹带线ﻩ２48、3液相负荷下限线.................................... 错误!未定义书签。
乙醇水筛板精馏塔工艺设计
乙醇水筛板精馏塔工艺设计
一、前言
乙醇水筛板精馏塔是一种常用的化工设备，广泛应用于乙醇制备、石
油化工、医药等行业。
本文将详细介绍乙醇水筛板精馏塔的工艺设计。
二、设备介绍
乙醇水筛板精馏塔由筛板、填料层和冷凝器组成。
其中，筛板分为平
板和斜板两种，填料层主要包括金属填料和塑料填料。
冷凝器则有管
壳式和管束式两种。
三、工艺流程
1. 原料准备
将乙醇和水按照一定比例混合后送入精馏塔中。
2. 加热
通过加热方式使混合物达到沸点，开始蒸发。
3. 蒸发分离
在精馏塔中，由于不同组分的沸点不同，会使得混合物中低沸点组分优先蒸发出来。
同时，在填料层中也会发生传质作用，促进组分之间的分离。
4. 冷凝回收
蒸发出来的气体在冷凝器中被冷却成液体，然后被收集起来。
5. 分离
重复以上步骤，直到达到所需的纯度。
四、工艺参数
1. 筛板间距：一般为0.45-0.6m。
2. 填料层高度：一般为1-3m。
3. 冷凝器冷却面积：根据生产需求确定。
4. 加热方式：蒸汽加热或电加热。
五、注意事项
1. 精馏塔内部应保持清洁，避免杂质进入影响分离效果。
2. 操作时应注意安全，避免发生爆炸等意外事故。
3. 根据实际情况调整工艺参数，以达到最佳分离效果。
六、总结
乙醇水筛板精馏塔是一种常用的化工设备，在乙醇制备、石油化工、医药等行业有广泛的应用。
本文对其工艺流程、设备参数和注意事项进行了详细介绍，希望对读者有所帮助。
乙醇—水溶液连续筛板精馏塔设计
西安文理学院化工原理课程设计乙醇—水溶液连续筛板精馏塔设计系院名称：化学与化学工程学院专业班级： 12化工指导老师提交时间： 2014年12月10日目录1.化学原理课程设计任务书-------------------------------------------------------------------------------------- - 3 -2.概述 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- - 4 -2.1精馏塔对塔设备的要求 ----------------------------------------------------------------- - 4 -2.2板式塔类型 ------------------------------------------------------------------------------------------ - 5 -2.3精馏塔的设计步骤------------------------------------------------------------------------------ - 5 -3.1计算原料液及其塔顶产品的摩尔分数 -------------------------------------------- - 6 -3.2计算原料液及其塔顶产品的平均摩尔质量------------------------------------ - 7 -4.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 --------------------------------------------- - 7 -4.1平均粘度的计算---------------------------------------------------------------------------------- - 7 -4.2平均表面张力的计算 ------------------------------------------------------------------------- - 8 -4.3操作温度的计算---------------------------------------------------------------------------------- - 9 -4.4气相组成的计算-------------------------------------------------------------------------------- - 10 -4.5相对挥发度的计算---------------------------------------------------------------------------- - 10 -4.6回流比的确定 ------------------------------------------------------------------------------------ - 10 -5.塔板数确定-------------------------------------------------------------------------------------------------- - 11 -5.1理论塔板数的确定---------------------------------------------------------------------------- - 11 -5.2实际塔板数确定-------------------------------------------------------------------------------- - 12 -6.精馏塔的热量衡算 ------------------------------------------------------------------------------------- - 12 -6.1蒸汽用量 -------------------------------------------------------------------------------------------- - 13 -6.2冷却水用量 ---------------------------------------------------------------------------------------- - 14 -7.精馏塔的塔体工艺尺寸计算------------------------------------------------------------------ - 15 -7.1精馏段与提馏段的体积流量 ----------------------------------------------------------- - 15 -7.2塔径的计算 ------------------------------------------------------------------------------------------ 17 -8.塔板主要工艺尺寸的计算--------------------------------------------------------------------------- 20 -8.1溢流装置计算 -------------------------------------------------------------------------------------- 20 -8.2塔板布置 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 20 -8.3有效面积计算 ------------------------------------------------------------------------------------ - 21 -8.4筛孔计算与排列-------------------------------------------------------------------------------- - 21 -9.塔总体高度计算 ----------------------------------------------------------------------------------------- - 22 -9.1塔顶封头 -------------------------------------------------------------------------------------------- - 23 -9.2塔顶空间 -------------------------------------------------------------------------------------------- - 23 -9.3塔底空间 -------------------------------------------------------------------------------------------- - 23 -9.4人孔----------------------------------------------------------------------------------------------------- - 23 -9.5进料板处板间距-------------------------------------------------------------------------------- - 23 -9.6裙座----------------------------------------------------------------------------------------------------- - 23 -10.塔的接管 ---------------------------------------------------------------------------------------------------- - 24 -10.1进料管 ---------------------------------------------------------------------------------------------- - 24 -10.2回流管 ---------------------------------------------------------------------------------------------- - 24 -10.3塔底出料管 -------------------------------------------------------------------------------------- - 24 -10.4塔顶蒸汽出料管------------------------------------------------------------------------------ - 25 -10.5塔底蒸汽出料管------------------------------------------------------------------------------ - 25 -11.筛板的流体力学验算 ------------------------------------------------------------------------------- - 25 -11.1精馏段 ---------------------------------------------------------------------------------------------- - 25 -11.2提馏段 ---------------------------------------------------------------------------------------------- - 27 -12.塔板负荷性能图 --------------------------------------------------------------------------------------- - 29 -12.1精馏段 ---------------------------------------------------------------------------------------------- - 29 -12.2提馏段 ---------------------------------------------------------------------------------------------- - 32 -塔设计计算结果表（表十四）--------------------------------------------------------------------- - 35 -14.参考文献 ---------------------------------------------------------------------------------------------------- - 36 -15.设计总述 ----------------------------------------------------------------------------------------------------- - 37 -16.符号说明 ----------------------------------------------------------------------------------------------------- - 37 -17.思想及总结------------------------------------------------------------------------------------------------- - 40 -1.化学原理课程设计任务书1.1设计题目名称：乙醇—水溶液连续筛板精馏塔设计1.2设计条件：(1)处理量：8万吨/年；(2)料液组成（质量分数）：42%；(3)塔顶产品组成（质量分数）：95%；(4)塔顶易挥发组成回收率：99.5%；(5)年工作生产时间：330天；(6)常压精馏，泡点进料，泡点回流。
乙醇-水筛板精馏塔设计
化工原理课程设计乙醇-水筛板精馏塔设计学生姓名李瑞雪学院名称环境工程学号***********班级11环工 2专业名称环境工程指导教师王菊2015年1月5日第一章前言 (2)第二章任务书 (3)2.1 设计题目： (3)2.2 设计任务及操作条件: (3)2.3 设备形式： (3)2.4 设计内容： (3)2.4.1 设计说明书的内容： (3)2.4.2设计图纸要求： (3)2.5 设计基础数据： (4)第三章流程的确定和说明 (5)3.1设计思路 (5)3.2设计流程 (5)第四章塔的工艺计算 (6)4.1 进料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (6)4.2 平均摩尔质量 (6)4.3全塔物料衡算： (7)4.4回流比的确定 (7)4.4.1平均相对挥发度的计算 (7)4.4.3精馏段和提馏段操作线方程的确定 (8)4.5 精馏塔的塔顶、进料板、塔釜温度、全塔效率的确定 (10)4.5.1全塔的相对平均挥发度的计算 (10)4.6实际塔板数的计算 (12)第五章塔板结构设计 (13)5.1塔径的计算 (13)5.2塔高的计算 (16)5.3塔板结构尺寸的确定 (16)5.3.1溢流装置计算 (18)5.3.2塔板布置 (19)5.4筛板的流体力学验算 (20)5.4.1塔板压降 (20)5.4.2液沫夹带 (21)5.4.3漏液 (22)5.4.4液泛 (22)5.5塔板负荷性能图 (23)5.5.1过量液沫夹带线关系式 (23)5.5.2液相下限线关系式 (23)5.5.3严重漏夜线关系式 (23)5.5.4液相上限线关系式 (24)5.5.5降液管液泛线关系式 (24)结束语 (26)参考文献 (27)第一章前言化工生产中所处理的原料中间产品几乎都是由若干组分组成的混合物。
其中大部分是均相混合物。
生产中为满足要求需将混合物分离成较纯的物质。
精馏是分离液体混合物（含可液化的气体混合物）最常用的一种单元操作。
课程设计---乙醇-水分离筛板精馏塔课程设计
化工原理课程设计题目名称：乙醇-水分离筛板精馏塔课程设计学生姓名：院 (系)：专业班级：指导教师：时间：目录1 化工原理课程设计任务书 (1)1.1 设计题目 (1)1.2 操作条件 (1)1.3 设计内容 (1)1.4 设计成果 (1)2 设计计算 (4)2.1 设计方案及工艺流程 (4)2.2 全塔物料衡算 (4)2.2.1 料液及塔顶、塔底产品中乙醇的摩尔分数 (4)2.2.2 平均摩尔质量 (4)2.2.3 料液及塔顶、塔底产品的摩尔流率 (4)2.3 塔板数的确定 (5)2.3.1. 理论塔板数NT的求取 (5)2.3.22.4 塔的精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算 (8)2.4.12.4.2 (9)2.4.32.4.42.5 精馏段的气液负荷计算 (13)2.6 精馏段塔和塔板主要工艺结构尺寸的计算 (13)2.6.1 塔径 (13)2.6.2 精馏段塔板工艺结构尺寸的设计与计算 (14)2.6.3塔板布置 (14)2.7 精馏段塔板上的流体力学验算 (15)2.7.2 液面落差 (16)2.7.5 液泛的验算 (16)2.8 精馏段塔板负荷性能图 (17)2.8.1 雾沫夹带线 (17)2.8.2 液泛线（气相负荷上限线） (17)2.8.3 液相负荷上限线 (18)2.8.4 漏液线（气相负荷下限线） (18)2.8.5 液相负荷下限线 (18)2.8.6 操作线与操作弹性 (19)2.9 提馏段的气液负荷计算 (19)2.10 提馏段塔和塔板主要工艺结构尺寸的计算 (20)2.10.1 塔径 (20)2.10.2. 提馏段塔板工艺结构尺寸的设计与计算 (20)2.10.3 塔板布置 (21)2.11 提馏段塔板上的流体力学验算 (22)2.11.2 液面落差 (22)2.11.3 雾沫夹带ev的验算 (22)2.11.4 漏液的验算 (22)2.11.5 液泛的验算 (23)2.12 提馏段塔板负荷性能图 (23)2.12.1 雾沫夹带线 (23)2.12.2 液泛线（气相负荷上限线） (24)2.12.3 液相负荷上限线 (24)2.12.4 漏液线（气相负荷下限线） (24)2.12.5 液相负荷下限线 (25)2.12.6 操作线与操作弹性 (25)4.结果汇总 (25)5 总结 (26)1 化工原理课程设计任务书1.1 设计题目设计一座乙醇－水连续精馏的筛板式精馏塔，年产乙醇60000t/a，要求塔顶馏出液中乙醇浓度不低于94％，残液中乙醇含量不得高于0.1％。
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：地区。
（四）设计容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。
[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。
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。
化工原理课程设计乙醇和水筛板精馏塔
化工原理课程设计乙醇和水筛板精馏塔
一、工艺原理
乙醇和水筛板精馏塔是一种以乙醇为介质的广泛应用的化学反应设备。
这种精馏塔主要是利用乙醇对水的抽提分离物质的蒸馏和沉淀形式，在乙醇中达到分离的目的。
其操作原理是：将一定比例的乙醇与水混合，通过螺杆螺桶升温，使乙醇蒸馏，吸收乙醇汽体并伴随水汽在热力学过程中分离开。
因此，当这两种物质同时沉淀分离时，乙醇和水就可以通过这种方法获得更纯净的液体。
通过这个过程，物质也可以进行混合或有机溶剂的分离。
二、工艺流程
1.投料：将水混合物经过投料口，均匀的进入精馏塔管内。
2.抽提：采用乙醇为介质，出口的温度和压强维持一定的范围，当介质达到一定温度时，可使水和有机溶剂通过抽提过程进行分离。
3.进料：将经过抽提的液体经过调节阀再次进料，使乙醇连续循环。
4.净化：当液体进行循环抽提时，可使有机溶剂、水和乙醇通过滤筛板分离，达到净化的效果，经过多次的净化过程，乙醇的干净度可以达到99%以上。
5.出料：乙醇和水筛板精馏塔中的液体通过调节阀分别流入工艺和控制系统中，其中纯乙醇可作为常温下的产品出料。
三、应用领域
1、医药：
乙醇和水筛板精馏塔可以用来分离生物分子，如蛋白质、多肽、核酸和抗体等.因为乙醇有很好的气溶能力，也可以用乙醇作为载体进行药物的辅料成分分离和分离。
2、催化：
乙醇的介质有利于催化剂的活性，可以使催化剂在乙醇环境中进行催化反应，从而获得合成催化剂所需的原料。
3、有机溶剂：
乙醇可以用作有机溶剂，特别是对一些有机物质有良好的溶解效果。
在乙醇和水
筛板精馏塔的应用中，可以实现在有机溶剂中分离固体物质的目的。
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。
分离乙醇—水混合液的筛板精馏塔设
目录1.筛板精馏塔的设计 (1)1．1 塔型的选择.................................... 错误！未定义书签。
1.2 设计条件的选择................................. 错误！未定义书签。
1.3 物料衡算....................................... 错误！未定义书签。
1.4 相平衡关系..................................... 错误！未定义书签。
1.5 塔板数的确定................................... 错误！未定义书签。
1.5.1 确定进料热状态............................... 错误！未定义书签。
1.5.2 求最小回流比 Rmin............................ 错误！未定义书签。
1.5.3 选择回流比 R................................. 错误！未定义书签。
1.5.4 求取理论板数NT............................... 错误！未定义书签。
1.5.5 灵敏板的确定................................. 错误！未定义书签。
1.5.6 确定实际板数N................................ 错误！未定义书签。
1.6 塔板的设计（只设计精馏段）..................... 错误！未定义书签。
1.6.1 塔径初选与计算............................... 错误！未定义书签。
1.6.2 塔板详细设计................................. 错误！未定义书签。
1.7 负荷性能图..................................... 错误！未定义书签。
乙醇——水溶液连续筛板精馏塔设计
乙醇——水溶液连续筛板精馏塔设计乙醇和水的混合物被广泛应用于酒精工业和化工中。
为了提取纯度高的乙醇，需要进行乙醇-水溶液的分离。
连续筛板精馏塔是一种常见的分离设备，适用于该过程。
本文将介绍乙醇-水溶液连续筛板精馏塔的设计。
1.引言连续筛板精馏塔是一种常用的传质分离设备，通过以互不溶的液体（醇和水）为原料，在物理性质（沸点）不同的情况下，利用分子间的相对运动实现物质的分离。
2.设计目标乙醇-水溶液连续筛板精馏塔的设计目标是在给定的流量和压力下，实现高纯度的乙醇和回收水。
设计中需要考虑到的因素包括乙醇和水的混合比例、温度和压力条件以及设备的尺寸和结构等。
3.塔体结构和尺寸连续筛板精馏塔由筛板、塔板、出液器、进料器、透气棒、壳体和分馏液收集器等部分组成。
塔体的尺寸由塔径、塔高、板间距和筛板孔径等参数决定。
4.物料在塔中的流动乙醇-水溶液在塔中的流动方式是关键的设计因素之一、对于细分馏液的提取，通常采用逆流操作，即将液流和蒸汽流进行逆流。
逆流操作有助于提高分离效率。
5.确定塔盘数目塔盘数目的多少决定了塔的分离效率。
根据经验公式或模拟计算，可以确定塔盘数目的大致范围。
然后，通过试验来确定最佳塔盘数目。
6.热力学模拟和计算热力学模拟和计算是乙醇-水溶液连续筛板精馏塔设计的关键步骤。
通过模拟和计算，可以确定塔的操作条件，例如进料温度、压力和回流比等。
7.流体力学分析流体力学分析是乙醇-水溶液连续筛板精馏塔设计的另一个重要步骤。
通过分析液体在塔中的流动方式，可以确定筛板和塔板的合理布置，以实现最佳的分离效果。
8.操作控制和安全措施乙醇-水溶液连续筛板精馏塔的操作需要合理的控制和安全措施。
例如，需要对进料流量、温度和压力进行控制，以避免设备运行不稳定或发生危险。
9.设备运行和维护乙醇-水溶液连续筛板精馏塔在运行过程中需要进行定期的维护。
例如，需要清洗塔体和更换磨损的筛板和塔板，以确保设备的正常运行和长寿命。
总结：乙醇-水溶液连续筛板精馏塔的设计涉及多个方面，包括塔体结构和尺寸、流体力学分析、热力学模拟和计算、操作控制和安全措施等。
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目录摘要ii第一章绪论错误!未定义书签。
课题背景错误!未定义书签。
操作流程错误!未定义书签。
课题条件错误!未定义书签。
第二章精馏塔的物料衡算错误!未定义书签。
原料液及塔顶塔釜产品的摩尔分率错误!未定义书签。
原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量错误!未定义书签。
物料衡算错误!未定义书签。
第三章塔板数的确定错误!未定义书签。
N的求取错误!未定义书签。
理论板层数T实际板层数的求取错误!未定义书签。
第四章精馏塔的工艺条件计算8操作压力及温度计算8平均摩尔质量及密度计算错误!未定义书签。
液体平均表面张力及粘度计算错误!未定义书签。
第五章精馏塔的塔体工艺尺寸计算 12塔径的计算 12精馏塔有效高度的计算14第六章塔板主要工艺尺寸的计算15溢流装置计算15塔板布置17第七章筛板的流体力学验算18塔板压降18液面落差20液沫夹带20漏液21液泛22第八章塔板负荷性能图23漏液线23液沫夹带线 24液相负荷下限线错误!未定义书签。
液相负荷上限线26液泛线26第九章精馏塔各接管尺寸的计算29接管29塔体总高度 30第十章辅助设备32全凝器32再沸器33原料预热器错误!未定义书签。
计算结果一览表34主要符号说明错误!未定义书签。
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摘要乙醇-水是工业上最常用的溶剂，也是非常重要的化工原料之一，是无色、无毒、无致癌性、污染性和腐蚀性小的液体混合物。
因其良好的理化性能，而被广泛用于化工、日化、医药等行业，长期以来，乙醇多以蒸馏法生产，但是由于乙醇-水体系有共沸现象，普通的精馏对于得到高纯度的乙醇来说产量不好，由于常用的多为其水溶液，因此研究和改进乙醇-水体系的精馏设备是非常必要的。
本次设计是针对乙醇-水体系而进行的常压二元筛板精馏塔的设计及其辅助设备的选型。
本次设计对筛板塔的工艺过程和结构进行了比较全面的设计，并对其他辅助设备如冷凝器、泵的选型进行了计算。
通过本次对筛板精馏塔的设计，使我们初步掌握化工设计的基本原理和方法，培养了我们的独立思考，实事求是，综合运用所学知识解决实际问题的能力。
关键词：乙醇-水；筛板精馏塔；工艺流程；操作条件第一章绪论课题背景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。
在现代的工业生产中已经广泛地应用于物系的分离、提纯、制备等领域，并取得了良好的效益。
其中主要包括板式塔和填料塔，而板式塔的塔板类型主要有泡罩塔板、浮阀塔板、筛板塔板、舌形塔板、网孔塔板、垂直塔板等等,本次课程设计是筛板塔。
精馏过程与其他蒸馏过程最大的区别，是在塔两端同时提供纯度较高的液相和气相回流，为精馏过程提供了传质的必要条件。
提供高纯度的回流，使在相同理论板的条件下，为精馏实现高纯度的分离时，始终能保证一定的传质推动力。
所以，只要理论板足够多，回流足够大时，在塔顶可能得到高纯度的轻组分产品，而在塔底获得高纯度的重组分产品。
精馏广泛应用于石油,化工,轻工等工业生产中,是液体混合物分离中首选分离方法操作流程本次课程设计是分离乙醇——水二元物系。
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。
精馏装置有精馏塔、原料预热器、再沸器、冷凝器、釜液冷却器和产品冷却器等设备。
热量自塔釜输入，物料在塔内经多次部分气化与部分冷凝进行精馏分离，由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走。
乙醇—水混合液原料经预热器加热到泡点温度后送入精馏塔进料板，在进料板上与自塔上部下降的的回流液体汇合后，逐板溢流，最后流入塔底。
在每层板上，回流液体与上升蒸汽互相接触，进行热和质的传递过程。
1.筛板塔的操作弹性小，对物料的流量要求非常平稳精确，不利于实际生产中使用。
2. 筛板塔盘较浮阀塔盘的优点是结构简单抗堵，压降较小，造价便宜。
3. 筛板塔盘现在很少用了，比浮阀塔的效率低，操作弹性小。
4. 筛板塔盘也有溢流堰和降液管。
优点是结构简单，压降较小，造价便宜，抗堵性强。
工科大学生应具有较高的综合能力，解决实际生产问题的能力，课程设计是一次让我们接触实际生产的良好机会，我们应充分利用这样的时机认真去对待每一项任务，为将来打下一个稳固的基础。
而先进的设计思想、科学的设计方法和优秀的设计作品是我们所应坚持的设计方向和追求的目标。
课题条件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，间接蒸汽加热，生产时间为7200小时/年，塔顶易挥发组分回收率为99%,产品的质量要求见下表表1-1 产品质量要求处理能力/t·y-1加热蒸汽：低压蒸汽乙醇的组成（质量分数）/%原料乙醇的组成（质量分数）/%塔顶产品塔顶易挥发组分回收率%200004599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：≤ KPa ；5.全塔效率:待算设计任务1、设备选型、设计方案的确定和流程说明；2、精馏塔的工艺计算：塔径、塔高、溢流装置、塔板的布置、升气道等的设计与排列；3、流体力学性能的验算；4、绘制塔板负荷性能图并结合流体力学验算进行调整；5、有关附属设备的计算选型；6、编写设计说明书和设计结果概要或设计一览表，绘制主体设备工艺条件图。
第二章 精馏塔的物料衡算原料液及塔顶产品的摩尔分率乙醇的摩尔质量 46kg /kmol =A M水的摩尔质量 18kg /kmol =B M0.45/460.24250.45/460.55/18F x ==+ 0.935/46x ==0.84910.935/460.065/18D + 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量()=0.2814610.28118=25.868kg/kmol ⨯+-⨯F M()=0.8394610.8391835.696kg /kmol ⨯+-⨯=D M0.00446(10.004)1818.110/k W M kg mol =⨯+-⨯=物料衡算原料处理量 20000000107.383/25.8687200F kmol h ==⨯ 总物料衡算 107.383D W =+乙醇物料衡算 107.3830.2810.839⨯=⨯+⨯w D x W 99%=D FDx Fx 联立解得 35.605/=D kmol h w x =0.00471.778/=W kmol h 第三章 塔板数的确定理论板层数T N 的求取乙醇-水属理想物系，可采用图解法求理论板层数。
查手册得乙醇-水物系的气液平衡数据，绘出x-y 图，求最小回流比及操作回流比。
采用作图法求最小回流比。
在图3-1中对角线上，自点(0.28,0.28)作垂线ef 即为进料线，图3-1 乙醇-水物系的气液平衡图该点与平衡线的交点坐标为0.28q x = 0.58q y =故最小回流比为min min 0.8390.58==0.46310.8390.28-+-R R min =0.862R取操作回流比为min 2=20.862=1.724=⨯R R求精馏塔的气液相负荷1.72435.60561.383/==⨯=L RD kmol h()()1 1.724135.60596.988kmol/h =+=+⨯=V R D'61.383107.383168.766mol /=+=+=L L F k h'96.988/==V V kmol h求操作线方程精馏段操作线方程为10.6330.30811+=+=+++D n n n x R y x x R R 提馏段操作线方程'1' 1.740.003'+=-=-m m w m L W y x x x V V图解法求理论板层数采用图解法求理论板层数，如图3-2所示。
求解结果为图3-2 图解法求理论板数总理论板层数 15=T N （包括再沸器）进料板位置 12F N =精馏段的理论板数11 提馏段的理论板数3实际板层数的求取相对挥发度的计算：x 0.281=F 0.30.250.30.2810.5750.5510.575y --=--F得：y 0.567=F y 1y 0.56710.567/=/=3.351x 1-x 0.28110.281α--=-F F F F F x 0.839=D 0.850.800.850.8390.8550.8200.855y --=--D得：y 0.847=Dy 1y 0.84710.847/=/=1.062x 1-x 0.83910.839α--=-D D D D D x 0.004=W 0.010.010.0040.110.11y -=-W得：y 0.044=W y 1y 0.04410.044/=/=11.460x 1-x 0.00410.004α--=-W W W W W精馏段相对挥发度：1 1.886α=提馏段相对挥发度：2 6.197α=粘度的计算见下第4章第3小节精馏段液相平均粘度为s mPa Lm ⋅=+=340.02/)275.0405.0(μ提馏段液相平均粘度为s mPa m L ⋅=+=238.02/)200.0275.0(μ实际塔板数精馏段：()0.2450.491.8860.340.546-=⨯=T E 11210.546==≈T P T N N E 提馏段: ()0.245'0.496.1970.2380.446-=⨯=T E ''370.446==≈TP T N N E 全塔所需实际塔板数：'1217129总=++=++=P P P N N N 块 全塔效率：15=100%=51.7%29总=⨯T T P N E N 加料板位置在第22块塔板第四章 精馏塔的工艺条件计算操作压力及温度计算塔顶操作压力 kPa P D 3.10543.101=+=每层塔板压降 kPa P 7.0=∆进料板压力 105.30.721120=+⨯=F p kpa精馏段平均压力 ()105.3120/2112.65=+=m p kpa塔釜操作压力 105.3280.7124.9W P kpa =+⨯=提馏段平均压力 (124.9120)/2122.45mP kpa '=+= 依据操作压力，由泡点方程通过试差法计算出泡点温度，其中乙醇，水的饱和蒸汽压由安托尼方程计算，计算过程略。
计算结果如下：塔顶温度C tD 5.78= 塔釜温度 99.26w t C =︒进料板温度C t F 10.83= 精馏段平均温度 ()78.583.1/280.8m t C =+=︒提镏段平均温度 ()'99.2683.10/291.18=+=︒m t C平均摩尔质量及密度计算塔顶平均摩尔质量计算由0.839D x =,见图3-2得y 0.847D =0.83946(10.839)1841.492/k LDm M kg mol =⨯+-⨯=0.84746(10.847)1841.716/k VDm M kg mol =⨯+-⨯=进料板平均摩尔质量x 0.281F = 0.567F y =0.28146(10.281)1825.868/k LFm M kg mol =⨯+-⨯=0.56746(10.567)1833.876/k VFm M kg mol =⨯+-⨯=塔釜平均摩尔质量计算由0.004W x =,查平均曲线，见图3-2得 y 0.044W =0.00446(10.004)1818.11/k LWm M kg mol =⨯+-⨯=0.04446(10.044)1819.232/k VWm M kg mol =⨯+-⨯=精馏段平均摩尔质量(41.49225.868)/233.68/k Lm M kg mol =+=(41.71633.876)/237.796/k Vm M kg mol =+=提馏段平均摩尔质量(18.1125.868)/221.989/k Lm M kg mol =+=(19.23233.876)/226.554/k V m M kg mol =+=气相平均密度的计算由理想气体状态方程计算，即 精馏段()3m m m m p 112.6537.796===1.447kg /m 8.314273.1580.8V V M RT ρ⨯⨯+提溜段3122.4526.554 1.073/8.314(91.18273.15)m Vm V m mP M kg m RT ρ⨯===⨯+液相平均密度的计算液相平均密度依下式计算，即 ∑=i i Lm a ρρ//1塔顶液相密度的计算由C t D。