乙醇-水连续筛板精馏塔的设计教材
乙醇—水连续精馏塔的设计课程设计任务书
乙醇—水连续精馏塔的设计课程设计任务书班级学号设计题目：一、设计任务：试设计一连续浮阀精馏塔以分离苯-甲苯混合物。
具体工艺参数如下：1、生产能力：原料处理量58100 吨乙醇产品。
2、原料液中含乙醇33.5 %（质量），其余为水。
3、产品要求：馏出液中的乙醇含量为91 %（质量）。
釜液中的乙醇含量不高于 2 %（质量）。
设备的年运行时间平均为300天。
二、设计条件：1、加热方式：直接蒸汽加热，蒸汽压力为1.0~2.0kg/cm2。
2、操作压力：常压。
3、进料状况：泡点进料。
4、冷却水进口温度：25 ℃，出口温度自定。
5、塔板形式：浮阀塔板。
三、应完成的工作量：1、确定全套精馏装置的流程，绘制工艺流程示意图，标明所需的设备、管线及有关控制或观测所需的主要仪表与装置。
2、精馏塔的工艺设计，塔的结构尺寸设计。
3、辅助装置的设计和选型；估算冷却水用量和冷凝器的换热面积、水蒸气用量。
4、编写设计说明书一份。
5、绘制精馏塔的装配图一（一号图纸）。
指导老师：年月日前言本设计书是介绍精馏装置――板式塔（浮阀塔板）的设计，包括设计方案的确定，塔主要设备的工艺设计计算、辅助设备的选型、工艺流程图以及主要设备的工艺条件图等五个容。
本设计装置应用于分离乙醇和水混合物，然后用板式塔对其进行精馏分离，在已经设计好的数据基础上进行设备的设计和验算，使本设计能安全使用，有一定的工作效益。
因为精馏所进行的是汽－液两相之间的传质和传热，而作为汽－液两相传质用的设备，首先必须要能使汽液两相能得到充分的接触，以达到较传质效率。
没有这一条，则失去了其存在的基础。
为了满足工业上生产的要求，塔设备还得具备下列各种基本要求：1、处理能力大，即生产能力大时，仍不致发生大量的雾沫夹带、拦液或液泛等破坏操作的现象。
2、操作稳定，操作弹性大，3、流体流动的阻力小，即流体经塔设备的压力降小，这将大大节省动力消耗，从而降低在较高的传质效率下进行稳定的操作，并应保证长期连续操作所必须具有的可靠性。
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。
水乙醇连续精馏板式塔设计任务书
水乙醇连续精馏板式塔设计任务书第一章工艺流程的选择及示意图第一节概述一、精馏操作在化工生产中的应用在化工、石油、轻工等生产过程中，原料和中间产品有许多是由几具组分组成的液相均相混合物(或称混合液、溶液)，为了对某些组分进行提纯，或回收其中有用的组分，常需将混合液进行分离。
精馏就是最为常用的分离方法之一。
该设计中，用精馏的方法来分离乙醇和水的混合物。
二、精馏分离的依据精馏是利用混合物中各组分挥发性不同这一性质，将混合物中各组分进行分离的单元操作。
由于乙醇比水在同样的条件下更易挥发，因此，乙醇为易挥发组分，水为难挥发组分。
第二节设计方案的确定一、操作压力精馏操作通常可在常压、加压、减压下进行，确定操作压力主要是根据所处理物料的性质，兼顾技术上的可行性和经济上的合理性进行考虑。
一般来说，常压精馏最为简单经济，若物料无特殊要求，应尽量在常压下操作。
对于沸点低、常压下呈气态的物料必须在加压下进行蒸馏。
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，适当地提高操作压力，可以提高塔的处理能力。
但相对挥发度有所下降。
对热敏性的物料和高沸点物料常采用减压精馏操作，降低操作压力，组分的相对挥发度增加，有利于分离。
减压操作降低了平衡温度，这样可以使用较低温位的加热剂。
但降低压力也导致塔径增加和塔顶蒸汽温度的降低，且必须使用抽真空的设备，增加了相应的设备和操作费用。
本设计为3atm压力下操作。
（不是常压吗，不需要抄一堆文字，应具体指出你选了哪种形式的操作压力，并说明原因）二、加热方式本设计的精馏塔采用间接蒸汽加热。
（同上道理，应说明选择的原因）三、进料状态进料的热状态指进料的q值，q的定义为使每千摩尔进料变成饱和蒸汽所需的热量与每千摩尔进料的汽化潜热之比。
进料状态主要有五种：冷进料、泡点进料、气、液混合进料、饱和蒸汽进料、过热蒸气进料等。
其中泡点进料的操作比较容易控制，并且不受季节气温的影响；另外，泡点进料时，精馏段与提馏段的塔径相同，在设计和制造时也比较方便。
水乙醇连续精馏板式塔设计任务书
水乙醇连续精馏板式塔设计任务书第一章工艺流程的选择及示意图第一节概述一、精馏操作在化工生产中的应用在化工、石油、轻工等生产过程中，原料和中间产品有许多是由几具组分组成的液相均相混合物(或称混合液、溶液)，为了对某些组分进行提纯，或回收其中有用的组分，常需将混合液进行分离。
精馏就是最为常用的分离方法之一。
该设计中，用精馏的方法来分离乙醇和水的混合物。
二、精馏分离的依据精馏是利用混合物中各组分挥发性不同这一性质，将混合物中各组分进行分离的单元操作。
由于乙醇比水在同样的条件下更易挥发，因此，乙醇为易挥发组分，水为难挥发组分。
第二节设计方案的确定一、操作压力精馏操作通常可在常压、加压、减压下进行，确定操作压力主要是根据所处理物料的性质，兼顾技术上的可行性和经济上的合理性进行考虑。
一般来说，常压精馏最为简单经济，若物料无特殊要求，应尽量在常压下操作。
对于沸点低、常压下呈气态的物料必须在加压下进行蒸馏。
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，适当地提高操作压力，可以提高塔的处理能力。
但相对挥发度有所下降。
对热敏性的物料和高沸点物料常采用减压精馏操作，降低操作压力，组分的相对挥发度增加，有利于分离。
减压操作降低了平衡温度，这样可以使用较低温位的加热剂。
但降低压力也导致塔径增加和塔顶蒸汽温度的降低，且必须使用抽真空的设备，增加了相应的设备和操作费用。
本设计为3atm压力下操作。
（不是常压吗，不需要抄一堆文字，应具体指出你选了哪种形式的操作压力，并说明原因）二、加热方式本设计的精馏塔采用间接蒸汽加热。
（同上道理，应说明选择的原因）三、进料状态进料的热状态指进料的q值，q的定义为使每千摩尔进料变成饱和蒸汽所需的热量与每千摩尔进料的汽化潜热之比。
进料状态主要有五种：冷进料、泡点进料、气、液混合进料、饱和蒸汽进料、过热蒸气进料等。
其中泡点进料的操作比较容易控制，并且不受季节气温的影响；另外，泡点进料时，精馏段与提馏段的塔径相同，在设计和制造时也比较方便。
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。
化工原理课程设计 乙醇-水精馏塔设计
大连民族学院化工原理课程设计说明书题目：乙醇—水连续精馏塔的设计设计人：1104系别：生物工程班级：生物工程121班指导教师：老师设计日期：2014 年10 月21 日~ 11月3日温馨提示：本设计有一小部分计算存在错误，但步骤应该没问题化工原理课程设计任务书一、设计题目乙醇—水精馏塔的设计。
二、设计任务及操作条件1.进精馏塔的料液含乙醇30%（质量），其余为水。
2.产品的乙醇含量不得低于92.5%（质量）。
3.残液中乙醇含量不得高于0.1%（质量）。
4.处理量为17500t/a，年生产时间为7200h。
5.操作条件（1）精馏塔顶端压强 4kPa（表压）。
（2）进料热状态泡点进料。
（3）回流比R=2R min。
（4）加热蒸汽低压蒸汽。
（5）单板压降≯0.7kPa。
三、设备型式设备型式为筛板塔。
四、厂址厂址为大连地区。
五、设计内容1.设计方案的确定及流程说明2.塔的工艺计算3.塔和塔板主要工艺尺寸的设计（1）塔高、塔径及塔板结构尺寸的确定。
（2）塔板的流体力学验算。
（3）塔板的负荷性能图。
4.设计结果概要或设计一览表5.辅助设备选型与计算6.生产工艺流程图及精馏塔的工艺条件图7.对本设计的评述或有关问题的分析讨论目录前言 (1)第一章概述 (1)1.1塔型选择 (1)1.2操作压强选择 (1)1.3进料热状态选择 (1)1.4加热方式 (2)1.5回流比的选择 (2)1.6精馏流程的确定 (2)第二章主要基础数据 (2)2.1水和乙醇的物理性质 (2)2.2常压下乙醇—水的气液平衡数据 (3)2.3 A,B,C—Antoine常数 (4)第三章设计计算 (4)3.1塔的物料衡算 (4)3.1.1 料液及塔顶、塔底产品含乙醇摩尔分率 (4)3.1.2 平均分子量 (4)3.1.3 物料衡算 (4)3.2塔板数的确定 (4)的求取 (4)3.2.1 理论塔板数NT3.2.2 全塔效率E的求取 (5)T3.2.3 实际塔板数N (6)3.3塔的工艺条件及物性数据计算 (6)3.3.1操作压强P (6)m (6)3.3.2温度tm3.3.3平均摩尔质量M (6)m3.3.4平均密度ρ (7)m3.3.5液体表面张力σm (8)3.3.6液体粘度μLm (8)3.4气液负荷计算 (9)3.5塔和塔板主要工艺尺寸计算 (9)3.5.1塔径D (9)3.5.2溢流装置 (11)3.5.3塔板布置 (12)3.5.4筛孔数n与开孔率φ (13)3.5.5塔有效高度Z (13)3.5.6塔高计算 (13)3.6筛板的流体力学验算 (14) (14)3.6.1气体通过筛板压强降的液柱高度hp的验算 (15)3.6.2雾沫夹带量eV3.6.3漏液的验算 (15)3.6.4液泛的验算 (15)3.7塔板负荷性能图 (16)3.7.1雾沫夹带线（1） (16)3.7.2液泛线（2） (17)3.7.3液相负荷上限线（3） (18)3.7.4漏液线（气相负荷下限线）（4） (18)3.7.5液相负荷下限线（5） (18)3.8筛板塔的工艺设计计算结果总表 (20)3.9精馏塔附属设备选型与计算 (20)3.9.1冷凝器计算 (20)3.9.2预热器计算 (21)3.9.3各接管尺寸计算 (21)第四章设计评述与心得 (23)4.1设计中存在的问题及分析 (23)4.2设计心得 (23)参考文献 (24)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。
乙醇水分离筛板式精馏塔化工原理课程设计报告书
目录1 设计任务书 (1)1.1设计题目 (1)1.2工艺条件 (1)1.3塔板类型 (1)1.4生产制度 (1)1.5设计内容 (1)2 设计方案 (2)2.1 设计方案简介 (2)2.2 设计方案的确定及工艺流程的说明 (3)3 工艺计算 (4)3.1 塔板的工艺计算 (4)3.1.1 物料衡算 (4)3.1.2 q线方程 (5)3.1.3 R的确定 (7)3.1.4 总物料恒算 (7)3.1.5 回收率 (8)3.1.6 操作线方程 (8)3.1.7 图解法求理论板层数 (8)3.1.8实际板层数的求取 (9)3.2精馏塔工艺条件及计算 (10)3.2.1操作压力 (10)3.2.3平均摩尔质量 (11)3.2.4液体的平均密度 (12)3.2.5液体表面张力计算 (13)3.3 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (14)3.3.1塔径的计算 (14)3.3.2精馏塔有效高度计算 (16)3.4塔板主要工艺尺寸计算 (16)3.4.1溢流装置计算 (16)3.4.2塔板布置 (18)3.5 筛板的流体力学验算 (20)3.5.1精馏段校核 (20)3.5.2 提馏段校核 (22)3.6塔板负荷性能图 (24)3.6.1精馏段 (24)3.6.2 提馏段 (27)4 板式塔的塔体总高度的计算 (29)4.1 塔顶空间H D (29)4.2 塔底空间H B (29)4.3 人孔 (29)4.4 裙座 (29)4.5 筒体与封头 (30)4.5.2 封头 (30)4.6塔体总高度 (31)5 精馏塔附属设备的选型及相关计算 (31)5.1 换热器的选型与核算 (31)5.1.1 估算传热面积，初选换热器型号 (31)5.1.2确定物性数据 (31)5.1.3估算传热面积 (32)5.1.4换热器核算 (34)5.2接管 (37)5.2.1进料管 (37)5.2.2回流管 (37)5.2.3塔底出料管 (37)5.2.4塔顶蒸汽出料管 (38)5.2.5塔底蒸汽进料管 (38)5.4 泵的计算与选型 (39)6 计算结果一览表 (41)7设计感想评价及有关问题的分析讨论 (43)8 参考文献 (43)9绘制塔顶全凝器设备图 (44)1 设计任务书1.1设计题目：乙醇-水常压分离过程筛板式精馏塔工艺设计1.2工艺条件：生产能力：乙醇-水混合液处理量5.0万吨/年进料状况：冷液进料原料组成：乙醇的含量20（wt%）塔顶组成：乙醇的含量91（wt%）塔底组成：乙醇的含量0.3（wt%）进料温度：C23︒=tF适宜回流比R：R=1.3Rmin塔顶压力：（表压）P=a0.4KP单板压降：)(∆P=KPa5.0表压加热蒸汽压力: )100表压P=KPa0.(加热方式：塔底直接加热1.3塔板类型：筛板式精馏塔1.4生产制度：年开工300天，每天24小时连续生产1.5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）塔体总高度的计算；9）精馏塔附属设备的选型及相关计算；10) 计算结果一览表11) 对设计过程的评述和有关问题的讨论；12）参考文献；13）绘制精馏塔及换热器的设备图2 设计方案2.1 设计方案简介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。
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％。
化工原理课程设计-乙醇-水连续精馏筛板塔的设计
化工原理课程设计任务书 (2)一设计题目：乙醇－水连续精馏筛板塔的设计 (2)二设计任务 (2)三操作条件 (2)四设计要求 (2)五设计说明书的要求 (2)六时间及地点 (2)第一章前言 (3)第二章绪论 (3)2.1设计方案 (3)2.2选塔依据 (4)2.3设计思路 (4)第三章塔板的工艺设计 (5)3.1物料衡算 (5)3.2塔板数的确定 (5)3．3热量衡算 (9)3.4精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (10)3.5精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (13)3.6塔板主要工艺尺寸 (16)第四章筛板的流体力学验算 (18)4.1塔板压降 (18)4.2液沫夹带量 (20)4.3漏液 (20)4.4液泛 (20)4.5塔板负荷 (21)第五章附属设备及主要附件的选型和计算 (24)5.1附属设备设计 (24)5.2其它构件 (25)第六章塔总体高度的设计 (27)6.1塔的顶部空间高度 (27)6.2塔的底部空间高度 (27)6.3塔总体高度 (27)第七章筛板塔的工艺设计结果汇总 (27)第八章设计评述及心得 (29)第九章参考文献 (30)化工原理课程设计任务书一 设计题目：乙醇－水连续精馏筛板塔的设计 二 设计任务(1)原料液中乙醇含量：质量分率=27%（质量），其余为水。
(2)塔顶产品中乙醇含量不得低于94%（质量分率）。
(3)残液中乙醇含量不得高于0.2%（质量分率）。
(4)生产能力：45000t/y 乙醇产品，年开工330天。
三 操作条件（1）精馏塔塔顶压强：4.0kPa(表压) （2）进料热状态：50F t =℃ （3）回流比：min R 1.5R = （4）单板压降：0.7kPa ≤ （5） 冷凝器冷却剂：水 （6）冷却剂温度122540t ==℃;t ℃ （7）再沸器加热剂：饱和水蒸气，压力：P=3atm(表压)，热损失：1B Q 5%Q = 四 设计要求(1)对精馏过程进行描述 (2)对精馏过程进行物料衡算和热量衡算 (3)对精馏塔进行设计计算 (4)对精馏塔的附属设备进行选型(5)画一张精馏塔的装配图。
乙醇-水溶液连续精馏板式塔设计说明书
目录第一章绪论 .............................................................................................................................. 错误！未定义书签。
一、设计题目：................................................................................................................. 错误！未定义书签。
二、设计任务及操作条件： (2)三、设计任务： (2)第二章课程设计报告内容 (3)一、设计方案的确定 (3)二、精馏塔的物料衡算 (3)三、塔板数的确定 (4)四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算............................................................. 错误！未定义书签。
五、精馏塔的塔体工艺尺寸计算..................................................................................... 错误！未定义书签。
六、塔板主要工艺尺寸的计算 (12)七、筛板的流体力学验算................................................................................................. 错误！未定义书签。
八、塔板负荷性能图......................................................................................................... 错误！未定义书签。
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。
乙醇与水连续精馏塔课程设计
目录第一章设计方案的确定及流程说明 (3)1.1塔型选择 (3)1.2操作流程 (3)第二章塔的工艺计算 (4)2.1整理有关数据并绘制相关表格 (4)2.2全塔物料衡算 (5)2.3最小回流比与操作回流比 (6)2.4理论塔板数的确定 (7)2.5全塔效率的估算 (7)2.6实际塔板数的求取 (10)第三章塔的工艺条件及物性计算 (11)3.1操作压强Pm (11)3.2温度tm (12)3.3平均摩尔质量.................................... 错误！未定义书签。
23.4平均密度 (13)3.5液体表面张力 (16)3.6平均粘度的计算 (17)3.7汽液相体积流率 (18)3.8塔径的计算 (19)3.9精馏塔高度的计算 (20)第四章塔板主要工艺尺寸的计算 (21)4.1 溢流装置 (21)4.2 塔板布置 (24)第五章塔板的流体力学验算 (245)5.1 气体通过塔板的压力降hp液柱 (27)5.2 液面落差 (267)5.3 液沫夹带（雾沫夹带） (267)5.4 漏液 (278)5.5 液泛 (28)第六章塔板负荷性能图 (289)6.1漏液线 (289)6.2液沫夹带线 (29)6.3液相负荷下限线 (30)6.4液相负荷上限线 (30)6.5液泛线 (30)第七章各接管尺寸的确定及选型 (33)7.1进料管尺寸的计算及选型 (33)7.2釜液出口管尺寸的计算及选型 (33)7.3回流管尺寸的计算及选型 (33)7.4塔顶蒸汽出口径及选型 (34)第八章精馏塔的主要附属设备 (34)8.1冷凝器 (34)8.2预热器 (35)8.3再沸器 (35)设计结果一览表 (36)参考文献 (36)第一章、设计方案的确定及流程说明1.1 塔型选择根据生产任务，若按年工作日300天，每天开动设备24小时计算，产品流量为10.8t/h，由于产品粘度较小，流量较大，为减少造价，降低生产过程中压降和塔板液面落差的影响，提高生产效率，选用筛板塔。
乙醇-水溶液连续板式精馏塔设计
1设计内容及任务（一）设计内容乙醇-水溶液连续板式精馏塔设计（二）设计任务处理能力：3.6万吨/年，每年按300天计算，每天24小时连续运转。
原料乙醇-水溶液：7.4%组成（乙醇的质量分数）产品要求：塔顶产品组成（质量分数）：≥38.2%塔底的产品组成（质量分数）：≤0.1%1)塔型选择根据生产任务，若按年工作日300天，每天开动设备24小时计算，产品流量为265.3kmol/h,由于产品黏度较小，流量增大，为减少造价，降低生产过程中压降和塔板液面落差的影响，提高生产效率，选择浮阀塔。
2)操作条件（1）操作压力：塔顶压强为常压101.3kPa（2）单板压降：0.7KPa（3）进料状况：30°C冷夜进料（4）回流比：自选（5）加热方式：间接蒸汽加热（6） 冷却水进口温度：30°C一、 塔的工艺计算1工艺过程物料衡算工艺过程 1.1物料衡算F W =7.4%D W =38.2% 46/M g mol =乙醇 18/M g m o l =水F=265.3kmol/hF X ==-+水乙醇乙醇）（M W M M W F F /1/W /F 0.03039481.0)/M W 1/M W M W D D D=-+=水乙醇乙醇（D Xh kmol X X X X F D WD w F /66.36)(=--=塔底产品流量：h kmol D F W /64.22866.363.265=-=-=1.1表1 物料衡算数据记录F 265.3kmol/h F X 0.0303 D 36.66kmol/h D X 0.1948 W228..64kmol/hW X0.00039由图(在《化工原理》（第三版，王志魁）265P 页)查出组成0303.0=F X 的乙醇-水溶液泡点为95.7°C ，在平均温度为（95.7+30）/2=61.35下，由《化工原理》（第三版，王志魁）附录查得乙醇与水的有关物性为：（数值为在范围内的一个估值）乙醇的摩尔热容： 3.0246138.92/()mA C kJ kmol K =⨯=∙ 乙醇的摩尔汽化潜热：914.24642053.2/()A r kJ koml K =⨯=∙ 水的摩尔热容：)./(3.75k kmol kJ C mB =水的摩尔汽化潜热：2392.861843071.48/B r kJ kmol =⨯=比较水与乙醇的摩尔汽化潜热可知，系统满足衡摩尔流的假定。
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课程设计说明书题目乙醇—水连续筛板式精馏塔的设计课程名称化工原理院系专业班级学生姓名学号指导教师目录第一章绪论 (3)一、目的： (3)二、已知参数： (3)三、设计内容： (3)第二章课程设计报告内容 (4)一、精馏流程的确定 (4)二、塔的物料衡算 (4)三、塔板数的确定 (5)四、塔的工艺条件及物性数据计算 (7)五、精馏段气液负荷计算 (10)六、塔和塔板主要工艺尺寸计算 (12)七、筛板的流体力学验算 (17)八、塔板负荷性能图 (20)九、筛板塔的工艺设计计算结果总表 (23)十、精馏塔的附属设备及接管尺寸 ................................................................................. 错误！未定义书签。
第三章总结 (24).乙醇——水连续精馏塔的设计第一章绪论一、目的：通过课程设计进一步巩固课本所学的内容，培养学生运用所学理论知识进行化工单元过程设计的初步能力，使所学的知识系统化，通过本次设计，应了解设计的内容，方法及步骤，使学生具有调节技术资料，自行确定设计方案，进行设计计算，并绘制设备条件图、编写设计说明书。
在常压连续精馏塔中精馏分离含乙醇70%的乙醇—水混合液，分离后塔顶馏出液中含乙醇量不小于90%，塔底釜液中含乙醇不高于0.1%（均为质量分数）。
二、已知参数：（1）设计任务●进料乙醇 X = 70 %（质量分数，下同）●原料流量 Q = 20t/d●塔顶产品组成 > 90 %●塔底产品组成 < 0.1 %（2）操作条件●操作压强：常压●精馏塔塔顶压强：常压●釜加热方式:直接蒸汽●进料热状态：饱和蒸汽进料●回流比：自定待测●冷却水： 20 ℃●加热蒸汽：低压蒸汽，0.2 MPa●单板压强：≤ 1kpa●塔顶为全凝器，中间饱和蒸汽进料，筛板式连续精馏三、设计内容：（1）设计方案的确定及流程说明（2）塔的工艺计算（3） 塔和塔板主要工艺尺寸的计算（a 、塔高、塔径及塔板结构尺寸的确定；b 、塔板的流体力学验算；c 、塔板的负荷性能图） （4） 设计结果概要或设计一览表 （5） 精馏塔工艺条件图（6） 对本设计的评论或有关问题的分析讨论第二章 课程设计报告内容一、精馏流程的确定乙醇、水混合料液经原料预热器加热至饱和后，送入精馏塔。
塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝后，一部分作为回流，其余为塔顶产品经冷却器冷却后送至贮槽。
塔釜采用直接蒸汽向沸热器供热，塔底产品经冷却后送入贮槽。
二、塔的物料衡算(一) 料液及塔顶、塔底产品含乙醇摩尔分数48.018/3046/7046/70=+=F x78.018/1046/9046/90=+=D x0004.018/9.9946/1.046/1.0=+=W x(二) 平均摩尔质量kmol kg M F /44.3118)48.01(4648.0=⨯-+⨯= kmol kg M D /84.3918)78.01(4678.0=⨯-+⨯= kmol kg M W /01.1818)0004.01(460004.0=⨯-+⨯=(三) 物料衡算原料液流量 F=20000/(24*31.44)=26.51 kmol/h总物料衡算 F W D =+ 易挥发组分物料衡算 F x W x D x F w D =+ 联立以上三式得h kmol F /51.26= h kmol D /68.14= h kmol W /83.11=三、塔板数的确定(一) 理论塔板数T N 的求取乙醇、水属理想物系，可采用M.T.图解法求TN1.根据乙醇、水的气液平衡数据作y-x 图附表 乙醇—水气液平衡数据图：乙醇—水的y-x 图及图解理论板2. 乙醇—水体系的平衡曲线有下凹部分，求最小回流比自a （,,,D D x x ）作平衡线的切线并延长与y 轴相交，截距424.01min =+R x D839.0min =R取操作回流比68.1839.025.1min =⨯==R R 故精馏段操作线方程 11+++=R x x R Ry D n即291.0627.0+=x y3.作图法求理论塔板数T N 得层11=T N （包括再沸器）。
其中精馏段理论板数为7层，提馏段为4层（包括再沸器），第4层为加料板。
精馏段：h kmol D R L /66.2468.1468.1=⨯=⨯=h kmol D R V /34.3968.14)168.1()1(=⨯+=+=提馏段：h kmol L qF L L /66.24==+='h kmol F q V V /83.1251.2634.39)1(=-=--='(三)实际塔板数N精馏段1450.07==精N 层 提馏段850.04==提N 层 全塔板数： N= 22 块四、塔的工艺条件及物性数据计算以精馏段为例进行计算 （一）操作压强P m塔顶压力kPa P D 3.101= 取每层塔板压强降Pa 1k P =△则进料板压强kPa P F 3.1151143.101=⨯+= 塔底压强压强Pd=101.3+22*1=121.3kpa精馏段平均操作压强kPa P m 3.10823.1153.101=+=提馏段平均操作压强kPa P m 3.11823.1213.115=+=（二）温度t m依据操作压力，通过方程试差法计算出露点温度，其中水、乙醇的饱和蒸汽压由安托尼方程计算。
① 方程为B B A Ax p x p P 00+= 式中：x —溶液中组分的摩尔分数；P —溶液上方的总压，Pa ；0p —同温度下纯组分的饱和蒸汽压，Pa 。
（下标A 表示易挥发组分，B 表示难挥发组分）② 安托因方程为CT BA p +-=0lg 式中：0p —在温度为T 时的饱和蒸汽压，mmHgT —温度，℃A,B,C —Antoine 常数，其值见下表。
附表 Antoine 常数计算结果如下： 塔顶温度 公式：3.10122.0133.01078.0133.01022821.166896681.765.2223.155404496.8=⨯⨯+⨯⨯+-+-t t℃75.81=D t进料板温度 公式：3.11552.0133.01048.0133.01022821.166896681.765.2223.155404496.8=⨯⨯+⨯⨯+-+-t t℃31.87=F t塔底温度 公式：3.1219996.0133.0100004.0133.01022821.166896681.765.2223.155404496.8=⨯⨯+⨯⨯+-+-t t℃04.100=w t则精馏段平均温度℃53.84231.8775.81=+=M t提馏段平均温度℃68.93204.10031.87=+=N t（1）相对挥发度α的计算：乙醇－水的相对挥发度一般应用各温度下的挥发度的几何平均值或者算术平均值表示，本设计中使用各温度下的几何平均值来表示。
（2）求L αμ平均温度 t ∆= =90.90 (0C)下μA = 0.449mpas μB =0.3281 mpas 则μL =F x A μ＋（1－F x ）B μ=0.48×0.449＋（1－0.48）×0.3281=0.3861mpasαμ= 2.32×0.3861=0.8958L（2）求板效率E Tαμ=0.8958，由《化工原理(下)》41页图10-20查得E T=50%，由L查[]2书得：不同温度下乙醇和水的汽液平衡组成如下表所示：表2-1①根据以上数据画出以下乙醇-水的t-x（y）相平衡图，以及乙醇-水的x-y图，见图1和图2.（三）平均摩尔质量M m塔顶 78.01==y x D 查气液平衡曲线，可得60.01=xkmol kg M VDm /84.3918)78.01(4678.0=⨯-+⨯= kmol kg M LDm /8.3418)60.01(4660.0=⨯-+⨯=进料板 即查气液平衡曲线，可得52.0=F y 19.0=F xkmol kg M VDm /56.3218)52.01(4652.0=⨯-+⨯= kmol kg M LDm /32.2318)19.01(4619.0=⨯-+⨯=则精馏段平均摩尔质量：kmol kg M Vm /2.36256.3284.39(=+=精）kmol kg M Lm /06.29232.238.34(=+=精）平均密度m ρ 由[]6书和[]7书：1/LM ρ=a A /LA ρ+a B /LB ρ A 为乙醇 B 为水 塔顶：在81.75℃下：LA ρ=744.289(3/m kg ) LB ρ=972.870(3/m kg )LMDρ1=0.90/744.289+（1-0.90）/972.870 则LMD ρ=758.716( 3/m kg )进料:在进料温度87.31℃下：LA ρ=729.9(3/m kg ) LB ρ=965.3(3/m kg )a A =149.002.18)48.01(07.4648.007.460639.0=⨯-+⨯⨯LMFρ1=3.965)149.01(9.729149.0-+则LMF ρ=921.0(3/m kg ) 即精馏段的平均液相密度LM ρ=(758.716+921.0)/2=839.858(3/m kg ) 平均气相密度VM ρ=RTPM VM ==+⨯⨯)15.27390.90(314.82.363.111 1.180(3/m kg ) 液体平均粘度LM μ液相平均粘度依下式计算：μμii lmx lg lg ∑=(1)塔顶: 查[]6书和[]7书中图表求得在81.75℃下：A 是乙醇，B 是水DA μ=0.504s mpa ⋅; DB μ=0.367s mpa ⋅; lg LD μ=0.78⨯lg(0.504)+0.22⨯lg(0.367) 则LD μ=0.477 (s mpa ⋅)(2)进料: 在87.31℃下：FA μ=0.428 s mpa ⋅; FB μ=0.3165s mpa ⋅。
lg lF μ=0.48⨯lg(0.428)+0.52⨯lg(0.3165) 则lF μ=0.3226 (s mpa ⋅)lm μ=（LD μ+lF μ）/2=（0.477+0.3226）=0.3998液体表面张力m σ(1)塔顶: 查[]6书和[]7书求得在81.75℃下：447.18=A σm mN / 974.62=b σm mN /194.26974.6222.0447.1878.0=⨯+⨯=MD σ(m mN /)(2)进料: 在85℃下：29.17'=A σm mN / 79.60'=b σ m mN /01.5879.6052.029.1748.0=⨯+⨯=MF σ(m mN /)则 m σ=(MD σ+MF σ)/2=(26.194+58.01)/2=42.102(m mN /五、精馏段气液负荷计算s m VM V Vm Vm S /369.018.1360084.3934.3936003((=⨯⨯==精）精）ρs m LM L Lm Lm S /00024.0858.839360006.2966.2436003((=⨯⨯==精）精）ρh m L L S h /864.0360000024.036003=⨯=⋅=六、塔和塔板主要工艺尺寸计算（一）塔径D参考表4-1，初选板间距m H T 45.0=,取板上液层高度m h L 07.0=表4-1 板间距与塔径的关系m h H L T 38.007.045.0=-=-0174.018.1858.839369.000024.0))((2121=⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛=V L S S V L ρρ图4-5 Sminth 关联图查图4-5可知，075.020=C ，依照下式校正C087.02010.42075.0)20(2.02.020=⎪⎭⎫⎝⎛⨯==σC Cs m Cu V V L /32.218.118.1858.839087.0max =-=-=ρρρ 取安全系数为0.70，则s m u u /62.132.27.070.0max =⨯==故m u V D S 54.062.114.3369.044=⨯⨯==π按标准，塔径圆整为0.6m ， 则空塔气速s m D V u S /31.16.014.3369.04422=⨯⨯=='π （二）溢流装置采用单溢流、弓形降液管、平受液盘及平行溢流堰，不设进口堰。