乙醇萃取精馏系统设计方案

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乙醇与二氯甲烷间歇萃取精馏系统设计方案

文件目录
1 工艺说明及工艺流程图
2 质能平衡表
3间歇萃取精馏塔的性能保证
4 主要设备清单
5 公用系统消耗
6 附间歇萃取精馏塔条件图
1 工艺说明及工艺流程图
间歇萃取精馏系统的工艺流程如图1所示。

原料分批进入间歇萃取精馏塔塔釜，开启热源进行加热，全回流后塔内建立稳定的浓度的梯度与温度梯度，此时由塔中连续加入乙二醇萃取剂，再全回流一定时间，首先在常压下由塔顶采出含水量小于0.1%的二氯甲烷与乙醇的混合物。

当塔顶含水量即将超过0.1%时，切换到过渡馏分罐，在减压下（操作压力为20kPa）采出水、乙醇、乙二醇的混合物，然后采出乙二醇（操作压力为5kPa），这部分乙二醇可回收套用。

图1 间歇萃取精馏系统工艺流程图
2 质能平衡表表1 物料平衡表
表2装置能量平衡表
3 间歇萃取精馏塔的性能保证
3.1产品质量
塔顶采出的乙醇与二氯甲烷混合物料中含水量小于0.1%，原料处理量为15吨/月。

3.2塔操作弹性
间歇萃取精馏塔的操作弹性为：设计负荷的80～120％。

4 主要设备清单
经过天津昊然分离科技有限公司初步设计主要设备的数据见下表。

5 公用系统消耗
10kgf/cm2(a)蒸汽：0.76t/h（正常值）
30度循环水：38.4t/h（正常值）
6 附间歇萃取精馏塔条件图。

乙醇精馏设计

目录设计说明书一、设计项目背景 (2)二、生产工艺流程 (4)三、生产规模 (5)四、物料衡算结果 (5)五、能量衡算结果 (5)六、设备选型 (6)计算说明书一、物料衡算 (7)1、每小时生产能力的计算 (7)2、生产工艺流程示意图 (7)3、各塔物料衡算 (7)二、能量衡算 (9)三、设备选型(冷凝器2的选型计算) (10)1、水的定性温度 (10)2、按热面积设定 (11)3．传热系数 (11)设计说明书设计项目：乙醇精馏车间产品名称：工业乙醇产品规格：纯度95%一、设计项目背景：1.乙醇的理化性质乙醇又称酒精，分子式为CH3CH2OH，相对分子质量46.07。

为无色透明、易燃易挥发的液体，有酒的气味和刺激性辛辣味，溶于水、甲醇、乙醚和氯仿，能溶解许多有机化合物和若干无机化合物，具有吸湿性，能与水形成共沸混合物，蒸气与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限4.3%-19.0%（体积）。

无水乙醇相对密度0.7893（20/4℃），熔点-117.3℃，沸点78.32℃，折射率1.3614，闪点（闭杯）14℃。

工业乙醇（含乙醇95%）折射率1.3651，表面张力（20℃）22.8mN/m，粘度（20℃）1.41mPa·s，蒸气压（20℃）5.732kPa，比热容（23℃）2.58J/(g·℃），闪点12.8℃，相对密度0.816，沸点78.15℃，凝固点-114℃，自燃点793℃。

2.乙醇的用途乙醇有相当广泛的用途，是重要的有机溶剂，广泛用于用于溶结树脂，制造涂料。

医疗上常用75%（体积分数）的酒精做消毒剂，它可以渗入细菌体内，在一定浓度下能使蛋白质凝固变性而杀灭细菌。

因不能杀灭芽孢和病毒，故不能直接用于手术器械的消毒，50%稀醇可用于预防褥瘊，25%～30%稀醇可擦浴，用于高热病人，使体温下降。

除用作燃料，制造饮料和香精外，乙醇也是一种重要的有机化工原料，如用于制造乙醛、乙二烯、乙胺、乙酸乙酯、乙酸、氯乙烷等等，并衍生出染料、涂料、香料、合成橡胶、洗涤剂、农药等产品的许多中间体，其制品多达300种以上，但目前乙醇作为化工产品中间体的用途正在逐步下降，许多产品例如乙醛、乙酸、乙基乙醇已不再采用乙醇作原料而用其他原料代替。

乙醇精馏

唐山学院毕业设计设计题目：乙醇精馏工艺控制系统设计系别：机电工程二系班级：07生产过程自动化（1）班姓名：王海波指导教师：王蕊2010年6月9 日乙醇精馏工艺控制系统设计摘要乙醇精馏工艺属于间歇反应，根据设计要求本次设计采取三个控制点控制，一个是塔中部的温度控制点，为了克服蒸汽扰动对塔内温度的影响，因此需采用温度-流量串级调节方式；一个控制点是塔顶的回流量控制，按生产经验通常在生产的初始阶段采用全回流；另一个是进料量控制，为了调节精馏塔中液位在设定的正常范围内。

控制系统采用PID多回路串级调节，可以有效提高系统的控制精度和自动化水平。

本次设计数字量控制用西门子PLC实现，模拟量控制用DDZ-Ⅲ型控制器实现。

由于PLC控制灵活、接口功能丰富、参数设置方便，操作界面直观，在精馏装置中得到广泛应用。

关键词：乙醇精馏；串级调节； PLC； PIDThe design of Ethanol distillation processcontrol systemAbstractEthanol distillation process, according to the design of intermittent reaction belongs to the design requirements of taking two control points, a tower of temperature control parts, in order to overcome the steam disturbance of the influence of the temperature of the tower, and therefore need a temperature - flow cascade way, one point is the tower to flow control, according to production experience in production of initial stage usually adopts the backflow;Another point is to adjust and control during distillation in the setting of normal level range. The control system adopts PID multi-loop cascade, can effectively improve the control precision of the system and the automation level. The design of digital control with Siemens PLC control, with model DDZ-Ⅲ- type controller. since PLC control functions, flexible, interface, convenient operation parameters Settings in the rectification device interface intuitive, is widely used.Key words:Ethanol; rectification; Series-wound adjustment; PLC; PID目录引言 (1)1 过程控制及PLC控制技术概述 (2)1.1过程控制的发展概况及特点 (2)1.2 PLC系统概述 (3)1.3 PLC在过程控制传统中的应用 (4)2乙醇精馏工艺控制系统 (6)2.1精馏工艺控制系统概述 (6)2.1.1精馏原理 (6)2.1.2过程控制在精馏塔中的应用 (7)2.2乙醇精馏工艺控制概述 (9)2.2.1乙醇精馏工艺概述 (9)2.2.2工艺控制流程及说明 (10)3模拟量控制系统 (12)3.1调节方式 (12)3.2执行器的选型 (12)3.2.1执行器概述 (12)3.2.2执行器的选型 (13)3.3 传感器的选型 (13)3.3.1传感器概述 (13)3.3.2压力传感器的选型 (15)3.3.3液位传感器的选型 (16)3.3.4流量传感器的选型 (16)3.3.5温度传感器的选型 (16)3.4 控制器的选型 (17)3.5调节规律 (17)3.6系统组成及原理 (17)4数字量控制系统 (20)4.1 PLC的选型 (20)4.1.1 PLC型号的选择 (20)4.1.2 西门子S7系列PLC简述 (20)4.1.3西门子S7-200 PLC的特点 (21)5 PLC控制系统设计 (23)5.1控制系统流程 (23)5.2 I/O分配表与外部接线图 (25)5.2.1 I/O分配表 (25)5.2.2外部接线图 (25)5.3顺序功能图与梯形图 (26)5.3.1系统控制要求 (26)5.3.2顺序功能图 (26)5.3.3梯形图 (28)结束语 (33)谢辞 (34)参考文献 (35)外文资料 (36)引言精馏的目的是利用混合液中各组分具有不同挥发度，将各组分分离并达到规定的纯度要求。

乙醇加盐萃取精馏的工艺设计

乙醇加盐萃取精馏的工艺设计摘要：蒸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汽化和部分冷凝达到轻重组分分离的方法蒸馏过程按蒸馏方式可分为简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏和特殊精馏等。

简单蒸馏是一种单级蒸馏操作，常以间歇方式进行。

平衡蒸馏又称闪蒸，也是一种单级蒸馏操作，常以连续方式进行。

简单蒸馏和平衡蒸馏一般用于较易分离的体系或分离要求不高的体系。

对于较难分离的体系可采用精馏，用普通精馏不能分离体系则可采用特殊精馏。

特殊精馏是在物系中加入第三组分，改变被分离组分的活度系数，增大组分间的相对挥发度，达到有效分离的目的。

特殊精馏有萃取精馏、恒沸精馏和盐溶精馏等。

关键词：蒸馏间歇方式精馏目录前言 (2)1.1的物料衡算 (3)1.1.1分别对塔顶,进料,塔底进行物料衡算如下： (3)1.1.2原料液以及塔顶,塔底产品的平均摩尔质量 (3)1.1.3精馏塔各部分流量计算： (3)1.2塔板数的确定 (4)1.3实际板层数计算 (5)1.3.1进料线的求取 (5)1.3.2根据作图知不同的回流比下的总理论板数和进料板位置如下表(不包括再沸器) (5)1.3.3全塔效率的计算 (5)1.4精馏塔尺寸的确定 (6)1.4.1物料物性计算 (6)1.4.2平均密度计算 (8)1.4.3液相平均密度计算 (8)1.4.4液体平均表面张力的计算 (9)1.4.5液体平均粘度计算 (9)1.4.6塔径的计算(以R=1.071的塔顶为例) (11)1.4.7精馏塔总有效高度的计算 (12)1.4.8 塔体造价计算 (13)1.5 精馏塔热量衡算 (14)1.5.1塔顶冷凝器计算 (14)1.5.2再沸器计算 (15)1.5.3塔板费用 (16)1.5.4所以塔板费用每小时耗费为 (16)1.5.5750为人工操作费 (17)2.塔板设计 (17)2.1溢流装置选用单溢流弓形降液管，凹形受液盘．不设进口堰 (17)2.2塔板流体力学的计算 (19)2.3塔板负荷性能图 (21)3.设计计算结果汇总于下表 (23)4.课程设计评价................................................................................... 错误！未定义书签。

无水乙醇精馏

无水乙醇精馏系统设计方案1. 前言根据甲方要求，天津大学对甲方提供的乙醇原料系统，进行了精馏分离实验，由实验得到的数据采用工程模拟软件进行了详细的流程模拟计算，根据模拟计算结果结合多年工程设计经验，形成了本次精馏设计方案。

2. 计算依据注：杂质经我方检测为二乙氧基甲烷的同系物。

技术要求：水分≤0.20%，乙醇含量≥99.0%（GC）3. 流程模拟计算精馏流程如下：原料连续从精馏塔T1的中部进入，由精馏塔T1塔顶得到的馏分为二乙氧基甲烷、乙醇、DEM的同系物、水的共沸物，由T1精馏塔塔釜得到的料液送入T2精馏塔。

萃取剂由原料进料口上方进入T2精馏塔，从T2塔塔顶得到产品乙醇，由T2精馏塔塔底得到水和萃取剂的混合液，这部分料液送往T3精馏塔进行萃取剂的回收。

由T3精馏塔塔顶得到轻组分水，由T3精馏塔塔底得到萃取剂，回收后的萃取剂经换热、升压后，与补加的少量萃取剂一起进入T2精馏塔，实现萃取剂的循环利用。

进料1 流股2 流股3 流股4 流股5 流股6 温度 C 30.0 76.9 78.6 30.1 69.1 60.1压力 bar 1.115 1.013 1.033 2.027 0.300 2.027质量流量 kg/hr 1100.000 470.000 630.000 1000.00026.002 999.998体积流量 cum/hr 1.416 0.647 0.880 0.903 0.027 0.903 质量分数二乙氧基甲烷 4.000 9.345 117PPM 0.000 0.000 0.000 乙醇 90.500 83.350 95.834 0.000 0.000 0.000水 4.000 3.800 4.150 2PPB 100.000511PPB DEM同系物 1.500 3.505 44PPM 0.000 0.000 0.000 萃取剂 0.000 0.000 0.000 100.000 0.000 99.999进料7 流股8 流股9 流股10 流股11 温度 C 78.3 165.7 162.1 30.0 30.0压力 bar 1.013 1.043 0.320 2.027 1.013质量流量 kg/hr 604.000 1026.000 99.998 0.002 999.998 体积流量 cum/hr 0.854 1.058 1.020 <0.001 0.903 质量分数二乙氧基甲烷 122PPM 0.000 0.000 0.000 0.000 乙醇 99.960 0.000 0.000 0.000 0.000 水 231PPM 2.534 511PPB 0.000 511PPB 杂质46PPM 0.000 0.000 0.000 0.000100.000 萃取剂 3PPM 97.466 99.999 100.0004.结构说明4.1T1精馏塔T1精馏塔采用常压操作，操作压力为1atm（a），设计塔径为φ900mm。

分离乙醇水的精馏塔设计

分离乙醇水的精馏塔设计简介在化学工业中，乙醇是一种常见的有机溶剂，广泛应用于药品、肥料和燃料等领域。

然而，乙醇在自然界中通常以水溶液的形式存在。

因此，在乙醇的生产过程中，需要对乙醇水溶液进行分离，以获得高纯度的乙醇。

精馏是一种常用的分离技术，通过利用混合液中组分的不同沸点，将其分离出来。

本文将介绍一种用于分离乙醇水的精馏塔设计方案。

原理精馏塔是精馏过程中的关键设备，它通过将混合液引入塔内，在塔内的驱动下，乙醇和水分别以不同的沸点汽化，然后经过凝结再回流到塔中，最终分离乙醇和水两种组分。

精馏塔的设计考虑了以下几个方面：1.塔内结构：塔内通常设有塔板或填料来增加表面积，从而增加传热和传质效率。

常见的填料包括泡沫塞、环形填料等。

2.塔底结构：塔底设有汽液分离器，用于将汽相和液相分离，并通过不同的出口引出。

3.冷凝器：冷凝器用于冷却出塔顶的汽相，并将其转化为液相，以便于回流到塔内。

4.塔顶结构：塔顶设有乙醇和水的分出口，分别将高纯度的乙醇和水引出。

设计方案在分离乙醇水的精馏塔设计中，应考虑以下几个关键因素：1. 乙醇和水的沸点差异乙醇和水的沸点差异较小，约为7-9℃。

因此，在设计中应选择合适的操作条件，使得乙醇和水能够有效分离。

一种常见的方式是增加塔板或填料层数，以增加传热和传质效率，从而提高分离效果。

2. 塔板或填料的选择塔板和填料是精馏塔中常用的结构。

塔板通常采用筛板或穿孔板，其目的是将混合液均匀分布到塔板上，并提供足够的接触面积。

而填料则是通过增加表面积来增加传质效率，常用的填料包括泡沫塞、环形填料等。

在乙醇水分离的精馏过程中，应选择适合的塔板或填料，以提高分离效率。

3. 回流比的选择回流比是指回流到精馏塔的液相与塔顶产品的比例。

回流比的选择直接影响到塔的分离效果。

一般来说，较高的回流比能够提高精馏塔的分离效率，但同时也增加了能耗。

因此，需要根据实际情况选择合适的回流比。

结论乙醇水的精馏塔设计是分离乙醇的重要工艺步骤。

8万吨每年无水乙醇萃取精馏工艺设计

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8 万吨/年无水乙醇萃取精馏工艺设计
十分重要。本文将采用 Aspen Plus 化工流程模软件，对萃取精馏制取无水乙醇的影响因素进行
模拟计算，以期达到工艺流程的最优化[11]。
1.4Aspen Plus 软件模拟简介
1.4.1 Aspen Plus 软件简介
Aspen Plus 是美国 Aspen 技术公司 80 年代初推向市场的、具有准确单元操作模型和最新计算方法的大型工艺流程模拟计算软件。它用严格和精确的计算方法进行单元和全过程的计算，为企业提供准确的单元操作模型[12]，还可以寻找己有装置的优化操作条件和进行新建、改建装置的优化设计。它还配有较完整的物性数据库，并能进行灵敏度分析及过程优化。
溶解性：与水混溶，可混溶于醚、氯仿、甘油等多数有机溶剂。 1.1.2.2 化学性质
无水乙醇是非电解质，在溶液中不电离，其官能团是羟基（—OH）。无水乙醇可发生以下化学反应：
1、消去反应无水乙醇在浓硫酸条件下迅速加热升至 170℃，生成乙烯，浓硫酸作为脱水剂、催化剂。 2、取代反应无水乙醇与氢溴酸在加热条件下反应，生成溴乙烷和水。 3、分子内脱水无水乙醇在浓硫酸条件下加热至 140℃，生成乙醚和水。 4、酯化反应无水乙醇与羧酸在浓硫酸存在下加热，可生成对应的酯类化合物。 5、与金属钠反应无水乙醇与金属钠反应，生成乙醇钠和氢气。 6、与强氧化剂反应乙醇与酸性高锰酸钾溶液或酸性重铬酸钾溶液反应，可被氧化为乙酸。
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8 万吨/年无水乙醇萃取精馏工艺设计
2 工艺设计与计算
2.1 工艺原理
2.1.1 萃取精馏技术原理在工业生产中，常需要分离一些近沸点或共沸体系，如生物发酵生产无水乙醇时乙醇
与水的分离、C4 双烯烃与 C4 单烯烃的分离、C4 烯烃和烷烃的分离等，近沸点或恒沸体系，由于它们的相对挥发度接近 1 或等于 1，若采用普通精馏方法进行分离，不仅设备投资和操作费用很高，有时甚至是不可能的，对于这些体系需用其它分离方法进行分离，如萃取精馏（Extractive Distillation）、共沸精馏(Azeotropic Distillation)、萃取(Extraction)、吸附(Adsorption)、结晶(Crystallization)等。其中萃取精馏就是一种很有效的分离方法，其基本原理是在被分离体系中加入萃取剂（也称溶剂，Solvent），以提高被分离组分间的相对挥发度，从而使被分离组分可以通过精馏的方法分离开来[13]。萃取精馏技术已有近 60 年的历史，早期应用于高纯丁二烯和芳烃的制备，并很快得到了广泛研究和应用。萃取精馏的原理及工艺流程见图 2-1[14]。

乙醇萃取精馏实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 了解萃取精馏的原理和操作方法。

2. 掌握萃取精馏在乙醇-水混合物分离中的应用。

3. 通过实验，提高对化工分离技术的实际操作能力。

二、实验原理萃取精馏是一种利用萃取剂改变混合物中组分挥发度差异，从而实现分离的方法。

在乙醇-水混合物的分离过程中，由于乙醇和水形成恒沸物，直接精馏难以得到无水乙醇。

本实验采用乙二醇作为萃取剂，通过萃取精馏方法实现乙醇的分离。

三、实验器材和药品1. 实验器材：- 萃取精馏装置一套- 温度计- 冷凝器- 冷却水- 加热装置- 计量筒- 容量瓶- 烧杯- 滤纸- 秒表2. 药品：- 乙醇（分析纯）- 水（分析纯）- 乙二醇（分析纯）四、实验步骤1. 将乙醇和水按一定比例混合，加入萃取精馏装置中。

2. 加入适量乙二醇作为萃取剂，并搅拌均匀。

3. 调节加热装置，控制塔顶温度在75℃左右。

4. 记录塔顶温度、塔底温度和回流比等参数。

5. 观察塔顶和塔底产物，分析分离效果。

6. 根据实验结果，调整操作参数，优化分离效果。

五、实验现象1. 在加热过程中，塔顶温度逐渐上升，回流比逐渐增大。

2. 塔顶产物颜色逐渐变浅，说明乙醇含量逐渐增加。

3. 塔底产物颜色逐渐加深，说明水含量逐渐增加。

4. 随着实验进行，塔顶产物中乙醇含量逐渐接近理论值。

六、实验结果与分析1. 通过实验，成功分离出无水乙醇，塔顶产物中乙醇含量达到99.5%以上。

2. 萃取精馏方法在乙醇-水混合物的分离中具有较好的效果，可以有效地提高乙醇的纯度。

3. 通过调整操作参数，可以优化分离效果，提高乙醇的产量。

七、实验结论1. 萃取精馏是一种有效的乙醇-水混合物分离方法，可以制备出高纯度的无水乙醇。

2. 通过调整操作参数，可以优化分离效果，提高乙醇的产量。

3. 本实验成功分离出无水乙醇，验证了萃取精馏方法的可行性。

八、实验讨论1. 实验过程中，温度控制对分离效果影响较大。

温度过高或过低都会影响分离效果。

2. 萃取剂的选择对分离效果也有一定影响。

分离乙醇水的精馏塔设计

分离乙醇水的精馏塔设计乙醇水精馏塔是一种用于分离乙醇和水的设备。

在这种精馏塔中，乙醇和水的混合物被加热，使其沸点降低，然后通过不同的沸点将两种液体分离出来。

下面是一个简单的乙醇水精馏塔设计：1. 塔体设计：精馏塔通常由一个垂直的圆柱形塔体和内部填料组成。

塔体内部通常分为若干个段，每个段都有一个或多个塔板或填料层。

通过管道，将混合物从底部引入，加热蒸发，然后从顶部输出。

2. 加热系统：乙醇水混合物在精馏塔中被加热，使其沸点降低。

通常采用蒸汽或热水来加热塔体，通过外部加热交换器将能量传递给塔体内的混合物。

3. 分离原理：乙醇和水的沸点不同，所以在塔体内加热时，乙醇和水会分别蒸发，并在不同的段或填料层分离。

乙醇的沸点比水低，所以乙醇首先蒸发，然后在塔体内向上升，水则在更低的位置蒸发，形成乙醇和水的分离。

4. 冷凝系统：在塔体的顶部设置冷凝器，将上升的蒸汽冷凝成液体，分离出乙醇和水。

分离后的乙醇和水分别通过不同的管道送出。

5. 控制系统：精馏塔需要一个精确的控制系统来控制加热和冷却过程，以确保分离效果达到最佳状态。

总的来说，乙醇水精馏塔通过加热和冷凝的过程，利用乙醇和水的沸点差异，将两种液体有效分离。

这种精馏塔设计可以在工业生产中用于大规模分离乙醇和水，满足不同领域的需求。

很高兴继续为您介绍乙醇水精馏塔的相关内容。

6. 塔板或填料层设计：精馏塔内部通常设置有塔板或填料层，用于增加表面积，促进蒸汽和液体的接触，从而促进分离。

常用的塔板类型包括泡沫塔板和穿孔塔板，填料层则可以选择球状或鼓形填料等。

这些设计可有效提高乙醇和水的分离效率。

7. 操作方法：在精馏过程中，需要注意控制加热温度、冷却温度、流速等参数，以保证所得到的乙醇和水的纯度和分离效率。

为此，通常采用自动化控制系统，监测和调整各项参数，提高操作的稳定性和效率。

8. 安全措施：在乙醇水精馏过程中，需要注意防止乙醇的挥发和着火，避免发生危险。

因此，需要设置相应的通风排气系统，并且保证设备的密封性良好。

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。

分离乙醇—水板式精馏塔项目设计方案

分离乙醇—水板式精馏塔项目设计方案1.设计任务1.1题目：分离乙醇—水板式塔精馏塔设计1.2生产原始数据：1）原料：乙醇—水混合物，含乙醇35%（质量分数），温度35℃；2）产品：馏出液含乙醇93%（质量分数），温度38℃，残液中含酒精浓度≤0.5%；3）生产能力：原料液处理量55000t／年，每年实际生产天数330t，一年中有一个月检修；4）热源条件：加热蒸汽为饱和蒸汽，其表压为2.5Kgf/cm2；5）当地冷却水水温25℃；6）操作压力：常压101.325kpa；1.3设计任务及要求1）设计方案的选定，包括塔型的选择及操作条件确定等；2）确定该精馏的流程，绘出带控制点的生产工艺流程图，标明所需的设备、管线及其有关观测或控制所必需的仪表和装置；3）精馏塔的有关工艺计算计算产品量、釜残液量及其组成；最小回流比及操作回流比的确定；计算所需理论塔板层数及实际板层数；确定进料板位置。

1.4塔主体尺寸的计算（塔径）1.5塔板结构尺寸的设计1.6流体力学验算1.7画出负荷性能图1.8辅助设备的选型1）确定各接管尺寸的大小；2）计算储罐容积，确定储罐规格；3）热量衡算，计算全塔装置所用蒸汽量和冷却水用量，确定每个换热器的传热面积并进行选型；4）根据伯努利方程，计算扬程，确定泵的规格类型；5）壁厚，法兰，封头，吊柱等的选定。

1.9设计结果汇总2.工艺流程图附图1为带控制点的工艺流程图。

流程概要；乙醇－水混合原料经预热器加热到泡点后，送进精馏塔，塔顶上升的蒸汽采用全凝器冷凝后，一部分采用回流，其余为塔顶产物，塔釜采用间接蒸汽加热供热，塔底产物冷却后送人贮槽。

3.设计方案3.1设计方案的确定3.1.1塔型的选择筛板塔板上开有许多均布的筛孔，孔径一般为3~8mm，筛孔在塔板上作正三角形排布。

筛板塔的优点是：结构简单，造价低廉，气压降小，板上液面落差也较小，生产能力及板效率较高，气流分布均匀，传质系数高；缺点：操作弹性小，筛孔小易发生堵塞，不利于黏度较大的体系分离。

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。

分离乙醇水精馏塔设计(含经典工艺流程图和塔设备图)

分离乙醇-水的精馏塔设计设计人员：所在班级：化学工程与工艺成绩：指导老师：日期：化工原理课程设计任务书一、设计题目：乙醇---水连续精馏塔的设计二、设计任务及操作条件（1）进精馏塔的料液含乙醇35％（质量分数，下同），其余为水；（2）产品的乙醇含量不得低于90％；（3）塔顶易挥发组分回收率为99％；（4）生产能力为50000吨/年90％的乙醇产品；（5）每年按330天计，每天24小时连续运行。

（6）操作条件a）塔顶压强 4kPa （表压）b）进料热状态自选c）回流比自选d）加热蒸汽压力低压蒸汽（或自选）e）单板压降 kPa。

三、设备形式：筛板塔或浮阀塔四、设计内容：1、设计说明书的内容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；9）对设计过程的评述和有关问题的讨论；2、设计图纸要求；1）绘制生产工艺流程图（A2 号图纸）；2）绘制精馏塔设计条件图（A2 号图纸）；五、设计基础数据：1.常压下乙醇---水体系的t-x-y 数据；2.乙醇的密度、粘度、表面张力等物性参数。

一、设计题目：乙醇---水连续精馏塔的设计二、设计任务及操作条件：进精馏塔的料液含乙醇35％（质量分数，下同），其余为水；产品的乙醇含量不得低于90％；塔顶易挥发组分回收率为99％，生产能力为50000吨/年90％的乙醇产品；每年按330天计，每天24小时连续运行。

塔顶压强 4kPa （表压）进料热状态自选回流比自选加热蒸汽压力低压蒸汽（或自选）单板压降≤0.7kPa。

三、设备形式：筛板塔四、设计内容：1）精馏塔的物料衡算：原料乙醇的组成 xF＝＝0.1740原料乙醇组成 xD0.7788塔顶易挥发组分回收率90％平均摩尔质量 MF =由于生产能力50000吨／年，.则 qn，F所以，qn，D2）塔板数的确定：甲醇—水属非理想体系，但可采用逐板计算求理论板数,本设计中理论塔板数的计算采用图解法。

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。

乙醇—水混合液的精馏装置设计

乙醇—水混合液的精馏装置设计乙醇-水混合液的精馏装置设计是将乙醇和水混合液进行分离的过程。

精馏是利用不同组分在一定温度下的汽化性质不同，通过蒸馏将液体混合物分离为不同组分的技术。

乙醇与水的沸点差异较小，所以需要采用多级分馏的方法来获得高纯度的乙醇。

设计原则1.确定乙醇-水混合液的性质：包括乙醇和水的组成、浓度范围和相关物理化学性质等。

2.确定乙醇的纯度要求：根据实际应用需求，确定所需的乙醇纯度。

3.考虑能源消耗：在设计过程中，要合理利用能源，降低能源消耗。

4.考虑生产效率：提高精馏过程的生产效率，降低成本。

装置设计1.设计蒸馏柱：根据乙醇-水混合液的性质和纯度要求，选择合适的蒸馏柱类型。

常见的蒸馏柱类型有塔板塔、填料塔等。

根据实际要求，选择合适的进料位置和塔板数目，以实现乙醇-水混合液的精馏和分离。

2.设计加热设备：利用蒸汽或电加热器加热，提供蒸馏柱内上升的汽化力量。

加热器的设计需要根据蒸馏需求和热量传递系数进行计算，以调节蒸汽流量、温度和压力。

3.设计冷凝设备：冷凝设备主要用于将蒸馏柱内产生的乙醇和水蒸汽冷凝成液体。

根据实际需要，可以选择冷凝塔，通过多级冷凝实现乙醇和水的分离。

冷凝设备的设计需要考虑冷水流量、温度和压力。

4.设计回流比控制：回流比是指将部分冷凝液回流到蒸馏柱顶部的比例。

合理的回流比可以提高产品的纯度，降低能耗。

需要根据实际情况和产品要求进行控制。

5.设计底部产品收集设备：将底部的水排出，保证底部产物的纯度。

6.设计搅拌装置：为了保证混合液在蒸馏过程中的均匀性，可设计搅拌装置。

7.设计控制系统：建立一个合理的自动化控制系统，能够实时监测和控制温度、压力、液位等参数，以确保精馏过程的稳定性和操作安全。

总结乙醇-水混合液的精馏装置设计需要根据实际情况和应用要求进行详细调研和计算。

设计过程中需要考虑多个因素，包括对乙醇纯度的要求、能源消耗、生产效率等。

一个合理的装置设计能够提高产品的质量和产量，并降低生产成本。

乙醇—水体系精馏装置设计方案

乙醇—水体系精馏装置设计方案一、绪论1.1课程设计的目的课程设计是“化工原理”课程的一个总结性教学环节，是培养学生综合运用本门课程及有关先修课程的基础知识去解决某以设计任务的一次训练，在整个教学计划中起着培养学生独立工作能力的重要作用，通过课程设计就以下几方面要求学生加强训练。

（1）查阅资料选用公式和收集数据的能力。

（2）树立既考虑技术上的先进性与可行性，又考虑经济上的合理性，并注意到操作上的劳动条件和环境保护的正确设计思路，在这种设计思路的指导下去分析和解决实际问题的能力。

（3）迅速准确的进行工程计算和计算机绘图的能力。

1.2设计依据课程设计方案选定所涉及的主要容有：操作压力、进料状况、加热方式及其热能的利用。

（1）操作压力精馏常在常压，加压或减压下进行，确定操作压力主要是根据处理物料的性质，技术上的可行性和经济上的合理性来考虑的。

一般来说，常压精馏最为简单经济，若无聊无特殊要求，应尽量在常压下操作。

加压操作可提高平衡温度，有利于塔顶蒸汽冷凝热的利用，或可以使用较便宜的冷却剂，减少冷凝，冷却费用。

在相同的塔径下，适当提操作压力还可以提高塔德处理能力。

所以我们采用塔顶压力为1.04atm进行操作。

（2）进料状况进料状态有多种，但一般都是将料液预热到泡点或接近泡点才送入塔中，这样，进料温度不受季节，气温变化和前道工序波动的影响，塔的操作也比较好控制。

此外，泡点进料时，精馏段和提馏的塔径相同，设计制造比较方便。

（3）加热方式精馏塔通常设置再沸器，采用间接蒸汽加热，以提供足够的能量，若待分离的物系为某种轻组分和水的混合物，往往可采用直接蒸汽加热方式，但在塔顶轻组分回收率一定时，由于蒸汽冷凝水的稀释作用，使残液轻组分浓度降低，所需塔板数略有增加。

（4）热能的利用精馏过程的原理是多次进行部分汽化和冷凝，因此热效率很低，通常进入再沸器的能量仅有5%左右被利用。

塔顶蒸汽冷凝放出的热量是大量的。

但其位能较低，不可能直接用来做塔釜的热源，但可用作低温热源，供别处使用。

乙醇萃取精馏系统设计方案

乙醇萃取精馏系统设计方案1. 前言根据甲方要求，天津昊然分离科技有限公司对甲方提供的乙醇原料，采用工程模拟软件进行了详细的流程模拟计算，由模拟计算结果结合多年工程设计经验，形成了本次精馏设计方案。

2. 设计依据处理量：处理粗产品20吨/天；质量要求：乙醇的质量分数达到99%以上。

3. 流程模拟计算E1流程说明：将原料及萃取剂分别送入T1萃取精馏塔内，由萃取精馏塔塔顶得到合格产品乙醇，萃取精馏塔塔釜物料送入T2萃取剂回收塔，经过T2塔脱除轻组分后的塔釜物料即为回收的萃取剂，萃取剂经冷却后送入T1萃取精馏塔，实现萃取剂的循环利用。

4. 结构说明4.1萃取精馏塔T1萃取精馏塔采用常压操作，操作压力为1atm（a），设计直径φ800mm，采用高效TJHR-Ⅲ型填料，填料高度为11000mm，共分为三段，各段高度分别为2000mm、5500mm、3500mm。

塔顶和填料段之间采用高效液体分布器，塔中配置高弹性液体收集器。

塔顶热负荷为327183.18kcal/hr，塔顶温度为78.5℃，使用30℃循环水进行冷凝，冷凝器面积约为60m2；塔底热负荷为424395.78kcal/hr，塔底温度为143.7℃，采用200度导热油进行加热，所需换热面积约为80m2。

回流罐设计容积为1m3。

4.2萃取剂回收塔T2萃取剂回收塔采用减压操作，操作压力为25kPa（a），设计直径φ700mm，总填料高度为7000mm，共分为两段，上段采用TJHR-Ⅲ型填料，下段采用TJHR-Ⅱ型填料，各段高度分别为3000mm、4000mm。

塔顶和填料段之间采用高效液体分布器，塔中配置高弹性液体收集器。

塔顶热负荷为125535.04kcal/hr，塔顶温度为68.7℃，使用30℃循环水进行冷凝，冷凝器面积约为30m2；塔底热负荷为131802.70kcal/hr，塔底温度为161.0℃，采用200度导热油进行加热，所需换热面积约为40m2；冷却器热负荷为71569.27kcal/hr，使用30℃循环水进行冷凝，冷凝器面积约为15m2。

乙醇的精馏设计

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5.原料预热器
❖ 选用传热系数取K=2926J/(m2.h.℃) ❖ 加热蒸汽温度：130 ℃→ 60 ℃ ❖ 原料液温度：25 ℃ →84.97℃ ❖ 所需换热面积261.9m2 ❖ 选用U型管换热器
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6.蒸汽喷出器
蒸汽喷出器可用蒸汽喷射式泵
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第七章设计评述
❖ 化工原理课程设计是一个综合性和实践性很强的学习环节，是理论联系实际的桥梁，同时也是我们在学习化工设计基础只是过程的初次尝试。本次课程设计要求我们综合运用基础知识，独立思考。要做好课程设计，不仅要了解工程设计的基本内容，掌握设计的程序和方法，还要求有缝隙和解决工程实际问题的能力。
设计演示完毕
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乙醇的精馏设计
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操作要求：
❖ 进精馏塔的料液含乙醇25%（质量），其余为水；
❖ 产品乙醇含量不得低于94%（质量）；
❖ 残液中乙醇含量不得高于0.1%（质量）；
❖ 生产能力为日产94%（质量）乙醇产品425吨/天；
❖ 操作条件：
❖
（1）塔顶操作压力4kPa（表压）；
❖
（2）进料热状况（自选）；
❖ (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。
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第二章工艺流程草图及说明
❖ 冷凝器→塔顶产品冷却器→乙醇储罐→乙醇 ↑回流↓
❖ 原料→原料罐→原料预热器→精馏塔 ↑回流↓
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2.塔顶回流冷凝器

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。