化工原理乙醇水_课程设计汇总
化工原理乙醇水课程设计汇总定稿版
化工原理乙醇水课程设计汇总HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】化工原理课程设计分离乙醇-水混合物精馏塔设计学院：化学工程学院专业：学号：姓名：指导教师：时间： 2012年6月13日星期三化工原理课程设计任务书一、设计题目：分离乙醇-水混合物精馏塔设计二、原始数据：a）原料液组成：乙醇 20 % 产品中：乙醇含量≥94% 残液中≤4% b）生产能力：6万吨/年c）操作条件进料状态：自定操作压力：自定加热蒸汽压力：自定冷却水温度：自定三、设计说明书内容：a）概述b）流程的确定与说明c）塔板数的计算（板式塔）；或填料层高度计算（填料塔）d) 塔径的计算e）1）塔板结构计算；a 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。
2）填料塔流体力学计算；a 压力降；b 喷淋密度计算f）其它（1）热量衡算—冷却水与加热蒸汽消耗量的计算（2）冷凝器与再沸器传热面的计算与选型（板式塔）（3）除沫器设计g）料液泵的选型h）计算结果一览表第一章 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泡点后，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。
塔釜采用间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(二) 平均摩尔质量(三) 物料衡算总物料衡算 F W D =+易挥发组分物料衡算 F x W x D x F w D =+联立以上三式得三、塔板数的确定(一) 理论塔板数T N 的求取根据乙醇、水的气液平衡数据作y-x 图乙醇—水气液平衡数据乙醇—水图解法求理论塔板数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min 0.29561Dx R =+取操作回流比min 22 1.91 3.82R R ==⨯=故精馏段操作线方程 11+++=R x R Ry D即0.79250.1784y x =+3.作图法求理论塔板数T N 得18T N =（不包括再沸器）。
化工原理课程设计乙醇水
化工原理课程设计乙醇水英文回答：Chemical Engineering Principles Course Design: Ethanol-Water.In this course design, I will discuss the separation of ethanol-water mixture using various separation techniques. Ethanol-water separation is a common process in the chemical industry, as ethanol is widely used as a solvent, fuel, and raw material in various applications.Firstly, distillation is a widely used technique for separating ethanol-water mixture. Distillation relies on the difference in boiling points between the components of the mixture. Ethanol has a lower boiling point compared to water, so when the mixture is heated, ethanol vaporizesfirst and can be collected and condensed to obtain pure ethanol. The remaining liquid is enriched in water. This process can be repeated to achieve higher purity levels.Another technique that can be used is azeotropic distillation. In some cases, ethanol and water form an azeotrope, which is a mixture that boils at a constant temperature and has a constant composition. Azeotropic distillation involves adding a third component, called an entrainer, to break the azeotrope. The entrainer forms a new azeotrope with either ethanol or water, allowing for their separation. For example, benzene can be used as an entrainer to break the ethanol-water azeotrope.In addition to distillation, membrane separation is also a promising technique for ethanol-water separation. Membrane separation involves the use of a semi-permeable membrane that allows certain components to pass through while retaining others. In the case of ethanol-water separation, a membrane with selective permeability towards ethanol can be used. This allows ethanol to pass through the membrane while water is retained, resulting in the separation of the two components.Furthermore, liquid-liquid extraction can be employedfor ethanol-water separation. This technique involves the use of a solvent that has a higher affinity for one component of the mixture. For example, if we use an organic solvent like hexane, which has a higher affinity for ethanol, we can extract ethanol from the mixture. The organic solvent and the ethanol form a separate phase, which can be easily separated from the water phase.中文回答：化工原理课程设计，乙醇水。
化工原理课程设计乙醇—水板式精馏塔设计
摘要本设计采用板式精馏塔（浮阀塔）分离乙醇—水溶液，年处理量10620吨，进料组成（质量分数）35.4%，塔顶产品组成92.5%，塔底产品组成0.05%。
首先找出乙醇—水溶液的气液平衡数据，然后利用Excel作图，求出最小回流比为3.23,，再建立总费用和最小回流比之间的关系，求出实际回流比为6.46，逐板计算确定理论板数，利用塔板效率求出实际板数，然后对塔和塔板的工艺尺寸进行计算，计算圆整得塔径D T=1.2m，塔高H=30.2m。
进而对塔的流体力学性能进行验算，利用塔设备的强度要求确定塔体壁厚，再利用产量和分离要求确定塔的附属设备及其尺寸，使之符合要求。
关键词：浮阀塔；回流比；实际板数；工艺尺寸AbstractThe design use the float valve tower distilling and separating the ethanol-water solution, the handing capacity is 10620 tons ,the feed composition (wt%) is 35.4%, the composition of top product is 92.5% and the bottom is 0.05%.At first , we find some necessary date and then use “Excel” to make a drawing and obtain our minimum reflux ratio. Next , we establish the pattern between the reflux ratio and the total cost to select our optional reflux ratio .The reflux ratio is 6.46, and the theoretical and practical plate number of our tower is 13 and 26. We also calculated the size of the tower and the plate and we obtain that the diameter of the tower is 1.2 meters, the height of the tower is 30.2 meters. After the liquid mechanic calculation of the tower, it is suitable to the capable of this floating valve tower. By calculating the intensity of the tower , we can get the thickness of the tower ,then use the production and separation requirements to determine the size of the ancillary equipments of the tower.Keywords: ethanol-water solution; float valves; optional reflux ratio; liquid mechanic calculation; technology dimension目录目录 (1)引言 (3)第1章设计条件与任务 (4)1.1设计条件 (4)1.2设计任务 (4)第2章设计方案的确定 (4)2.1操作条件的确定 (4)2.1.1 装置流程的确定 (5)2.1.2操作压力 (5)2.1.3进料状态 (5)2.1.4加热方式 (5)2.1.5冷却剂与出口温度 (6)2.1.6回流比的选择 (6)2.1.7热能的利用 (6)2.2确定设计方案的原则 (7)2.2.1满足工艺和操作的要求 (7)2.2.2满足经济上的要求 (7)2.2.3保证安全生产 (7)2.3 工艺流程 (8)3.1全塔物料衡算 (9)3.1.1原料液、塔顶及塔底产品的摩尔分数 (9)3.1.2原料液、塔顶及塔底产品的平均摩尔质量 (9)3.1.3原料液的进料流量 (9)3.1.4物料衡算 (9)3.2实际回流比及操作线方程 (10)3.2.1最小回流比及实际回流比确定 (10)3.2.2操作线方程 (11)3.2.3汽、液相热负荷计算 (11)3.3理论塔板数确定 (12)3.4实际塔板数确定 (13)3.5精馏塔的工艺条件及有关物性数据计算 (15)3.5.1操作压力计算 (15)3.5.2操作温度计算 (15)3.5.3平均摩尔质量计算 (15)3.5.4平均密度计算 (16)3.5.5液体平均表面张力计算 (18)3.5.6液体平均黏度计算 (20)3.6精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (20)3.6.1塔径计算 (20)3.6.2精馏塔有效高度计算 (22)第4章塔板工艺尺寸的计算 (23)4.1塔板工艺尺寸的计算 (23)4.1.1溢流装置计算 (23)4.1.2塔板设计............................................... 错误!未定义书签。
化工原理课程设计 乙醇—水混合物
课程名称化工原理课程设计设计题目乙醇回收塔学生姓名专业班级学号设计日期2012 年 1 月2 日至2012 年1 月13 日设计体系：乙醇—水混合物设计条件:原料处理量：100吨/天原料浓度：含醇10.5%（w%），其余为水原料温度：20℃设计要求：乙醇回收率98%操作条件：直接蒸汽加热指导教师2011年 11月10 日目录一、前言---------------------------------------------------------------------4二、设计说明书符号表---------------------------------------------------5三、设计方案的确定------------------------------------------------------6四、物性参数---------------------------------------------------------------6五、回收塔的物料衡算---------------------------------------------------8六、回收塔理论板数Nt的确定----------------------------------------9七、回收塔工艺条件及有关物性数据计算---------------------------11八、回收塔主要工艺尺寸计算-----------------------------------------13九、液体分布器及其他设备简要设计--------------------------------14十、回收塔的辅助设备计算--------------------------------------------18 十一、设计计算结果总表------------------------------------------------21 十二、参考资料-------------------------------------------------------------21一前言乙醇用途广泛，是基础的有机化工原料和优质燃料。
xy-化工原理课程设计定稿(乙醇-水)
目录摘要 (I)Abstract (II)引言 (1)第一章设计任务与条件 (2)1.1课程设计目的与设计要求 (2)1.2课程设计的内容和步骤 (2)1.3课程设计的任务 (6)第二章设计方案的确定 (8)2.1操作条件的确定 (8)2.2确定设计方案的原则 (11)第三章精馏塔的工艺设计.................................................................... 错误！未定义书签。
3.1精馏塔的物料衡算..................................................................... 错误！未定义书签。
3.2塔板的确定 (15)3.3 精馏塔工艺条件及有关物性参数的计算 (16)3.4精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (21)第4章塔板工艺尺寸的设计................................................................ 错误！未定义书签。
4.1溢流装置计算............................................................................. 错误！未定义书签。
4.2塔板布置..................................................................................... 错误！未定义书签。
4.3筛板的流体力学验算................................................................. 错误！未定义书签。
4.4塔板负荷性能图......................................................................... 错误！未定义书签。
乙醇-水课程设计39页
乙醇-水课程设计39页一、教学目标本章节的教学目标旨在让学生掌握乙醇-水溶液的基本概念、性质和制备方法，以及了解其在生活和工业中的应用。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解乙醇的结构和性质；（2）掌握乙醇-水溶液的制备方法及注意事项；（3）了解乙醇-水溶液的应用领域。
2.技能目标：（1）学会乙醇-水溶液的制备实验操作；（2）能够运用所学知识分析生活中的乙醇-水溶液实例。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生的实验操作兴趣，提高动手能力；（2）培养学生对科学知识的热爱，增强其探究精神；（3）使学生认识到科学知识在生活中的重要性，培养其应用意识。
二、教学内容本章节的教学内容主要包括以下几个方面：1.乙醇的结构和性质；2.乙醇-水溶液的制备方法及注意事项；3.乙醇-水溶液的应用领域；4.乙醇-水溶液在生活和工业中的实际案例分析。
三、教学方法为了实现本章节的教学目标，将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解乙醇的结构和性质、乙醇-水溶液的制备方法及应用领域；2.讨论法：分组讨论生活中的乙醇-水溶液实例，引导学生运用所学知识进行分析；3.实验法：引导学生进行乙醇-水溶液的制备实验，培养学生的动手能力；4.案例分析法：分析实际案例，让学生了解乙醇-水溶液在生活和工业中的应用。
四、教学资源为了支持本章节的教学内容和教学方法的实施，将准备以下教学资源：1.教材：提供关于乙醇-水溶液的相关理论知识；2.参考书：为学生提供更多的乙醇-水溶液相关知识，以便进行深入研究；3.多媒体资料：制作PPT等多媒体资料，生动展示乙醇-水溶液的制备过程和应用领域；4.实验设备：准备实验所需的仪器和试剂，确保实验教学的顺利进行。
五、教学评估本章节的评估方式将采用多元化的评价手段，以全面、客观、公正地评估学生的学习成果。
具体评估方式如下：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答、小组讨论等表现，评估其学习态度和理解能力；2.作业：布置与本章节相关的练习题，评估学生对知识点的掌握程度；3.实验报告：评估学生在实验过程中的操作技能、观察能力和问题解决能力；4.考试：设计针对本章节内容的考试，全面测试学生的知识水平和应用能力。
化工原理课程设计乙醇水精馏塔设计浮阀塔
化工原理课程设计乙醇水精馏塔设计浮阀塔化工原理课程设计：乙醇水精馏塔设计浮阀塔引言乙醇是一种广泛应用的有机化合物，其处理往往伴随着醇类分离、纯化和精制等步骤。
其中，对乙醇的蒸馏是最基本的处理方法之一。
由于乙醇和水的沸点很接近，所以在蒸馏过程中需要使用高效的分离塔，以充分分离乙醇和水。
本文以设计浮阀塔进行乙醇水精馏为案例，介绍了乙醇水精馏塔的设计流程和具体实现方法，以及浮阀塔在乙醇水精馏中的优点和局限性。
一、浮阀塔的概念及优点浮阀塔是目前常用的塔板设备之一。
其根据液位高低自动控制阀板开度，使液量自动调节，从而实现了自动调节的效果。
它不仅可以减少运行成本，而且可以提高分离效率，是一种高效的精馏设备。
与其他塔板设备相比，浮阀塔有以下优点：1. 较高的承载能力：浮阀塔可以承载高负荷，因为其在塔板上的负荷更加均匀。
2. 自动调节的效果：由于准确的液位控制，浮阀塔可以自动调节输入的液位和输出的液位，从而保证了稳定的操作状态。
3. 优异的分离效果：浮阀塔的逐个塔板上都设置有流分离孔，可以更有效地冷却和分离不同种类的液体。
二、乙醇水精馏塔的设计要点2.1 分离原理乙醇和水具有接近的表面张力、质量和沸点，因此在精馏过程中分离较难。
在浮阀塔精馏中，由于塔板上呈波浪形的流形状，液体的流动不断加速和减速，从而促进了液体分离。
同时，浮阀可以减小气液流动的阻力，从而有利于提高精馏效率。
因此，乙醇水精馏采用了浮阀塔的精馏过程来分离乙醇和水，不仅能够有效地分离乙醇和水，并且能够节约能源和提高生产效率。
2.2 浮阀塔的设计计算在浮阀塔的设计过程中，需要考虑以下因素：1. 塔板情况：塔板以及塔板上的流分离孔和浮阀应设计和选用合适的形状和大小。
2. 分离塔高：塔的高度越高，分离效果越好，但成本也相应增加。
3. 精馏温度：通过改变精馏温度可以控制乙醇和水的蒸汽压，从而影响精馏效果。
4. 气液流量比：气液流量比可以影响塔板的液态和气态的几何结构，从而影响塔板的分离效果。
乙醇-水课程设计
目录一 . 前言 (5)1.1总述 (5)1.2精馏操作对塔设备的要求 (6)1.3板式塔类型 (7)1.3.1筛板塔 (8)1.3.2浮阀塔 (8)二. 设计说明书 (9)2.1设计参数的确定 (9)2.1.1进料热状态 (9)2.1.2加热方式 (9)2.1.3回流比（R）的选择 (10)2.1.4 塔顶冷凝水的选择 (11)2.2确定设计方案的原则 (11)2.3流程简介及流程图 (12)2.3.1流程简介 (12)2.3.2流程图 (13)三．设计计算书 (13)3 .1 精馏塔塔板数的确定 (13)3.1.1 物料衡算 (13)3.1.2 物系相平衡数据 (14)3.1.2.1 基本物性数据 (14)3.1.2.2 乙醇-水汽液平衡组成 (14)3.1.2.3温度 (15)3.1.2.4密度 (15)3.1.2.5混合液体表面张力 (16)3.1.2.6 混合物的粘度 (19)3.1.2.7相对挥发度 (19)3.1.3 回流比确定 (20)3.1.4气液相体积流量计算 (20)3.2 逐板法计算理论塔板数 (21)3.2.1 理论塔板的计算 (21)3.2.2塔有效高度 (23)3.2.3整体塔高 (23)3.2.4塔径的初步设计 (24)3.3各设计参数 (26)3.3.1操作压力 (26)3.3.2溢流装置 (26)3.3.3出口堰高hw (27)3.3.4弓形降液管宽度Wd和面积Af (28)3.3.5降液管底隙高度h (28)3.4塔板布置及筛孔数目与排列 (29)3.4.1塔板的分块 (29)3.4.2边缘区宽度确定 (29)3.4.3开孔区面积A计算 (29)a3.4.4鼓泡区阀孔数的确定及排列 (30)3.5精馏段提馏段塔盘流体力学验算 (32)3.5.1干板塔板压降 (33)3.5.2液体在降液管内停留时间 (34)3.5.3液泛的校核 (34)3.5.4雾沫夹带 (34)3.5.5漏液验算 (36)3.6浮阀塔工艺设计计算结果 (37)3.6.1液相下限线 (37)3.6.2液相上限线 (37)3.6.3漏液线 (38)3.6.4性能负荷图 (38)3.6.4.1雾沫夹带线 (38)3.6.4.2液泛线 (40)3.6.4.3操作负荷线 (42)四. 辅助设备及零件设计 (43)4.1.1塔顶冷凝器（列管式换热器） (43)4.1.1.1设计和选用时应考虑的问题 (44)4.1.1.2估计换热面积 (46)4.1.1.3核算管程、壳程的流速及Re: (47)4.1.1.4核算流体阻力 (48)4.1.1.5计算传热系数 (49)4.1.2各种管尺寸的确定 (50)4.1.2.1进料管 (50)4.1.2.2釜残液出料管 (51)4.1.2.3回流液管 (51)4.1.2.4再沸器蒸汽进口管 (51)4.1.2.5 塔顶蒸汽进冷凝器出口管 (52)4.1.2.6冷凝水管 (52)4.1.3原料预热器 (52)4.1.4塔釜再沸器（列管式再沸器（蒸发器） (52)4.1.5冷凝水泵 (53)五 .设计计算结果总汇 (56)六 .感想与致谢 (57)6.1 体会&小结 (57)6.2 致谢 (58)七. 参考文献 (58)一、前言1.1总述在化学工业和石油工业中广泛应用吸收、解吸、精馏、萃取等单元操作，其中精馏是分离均相液体混合物的典型化工单元操作。
化工原理课程设计(乙醇_水溶液连续精馏塔优化设计)
专业资料化工原理课程设计题目乙醇-水溶液连续精馏塔优化设计目录1.设计任务书 (3)2.英文摘要前言 (4)3.前言 (4)4.精馏塔优化设计 (5)5.精馏塔优化设计计算 (5)6.设计计算结果总表 (22)7.参考文献 (23)8.课程设计心得 (23)精馏塔优化设计任务书一、设计题目乙醇—水溶液连续精馏塔优化设计二、设计条件1．处理量： 16000 （吨/年）2．料液浓度： 40 （wt%）3．产品浓度： 92 （wt%）4．易挥发组分回收率： 99.99%5．每年实际生产时间：7200小时/年6. 操作条件：①间接蒸汽加热；②塔顶压强：1.03 atm（绝对压强）③进料热状况：泡点进料；三、设计任务a) 流程的确定与说明；b) 塔板和塔径计算；c) 塔盘结构设计i. 浮阀塔盘工艺尺寸及布置简图；ii. 流体力学验算；iii. 塔板负荷性能图。
d) 其它i. 加热蒸汽消耗量；ii. 冷凝器的传热面积及冷却水的消耗量e) 有关附属设备的设计和选型，绘制精馏塔系统工艺流程图和精馏塔装配图，编写设计说明书。
乙醇——水溶液连续精馏塔优化设计（某大学化学化工学院）摘要：设计一座连续浮阀塔，通过对原料，产品的要求和物性参数的确定及对主要尺寸的计算，工艺设计和附属设备结果选型设计，完成对乙醇-水精馏工艺流程和主题设备设计。
关键词：精馏塔，浮阀塔，精馏塔的附属设备。
（Department of Chemistry,University of South China,Hengyang 421001）Abstract: The design of a continuous distillation valve column, in the material, product requirements and the main physical parameters and to determine the size, process design and selection of equipment and design results, completion of the ethanol-water distillation process and equipment design theme.Keywords: rectification column, valve tower, accessory equipment of the rectification column.前言乙醇在工业、医药、民用等方面，都有很广泛的应用，是很重要的一种原料。
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。
化工原理课程设计(乙醇和水的分离)
化工原理课程设计课题名称乙醇-水分离过程筛板精馏塔设计院系可再生能源学院班级应用化学0901班学号1091100128学生姓名蔡文震指导老师覃吴设计周数 1目录一、化工原理课程设计任务书 (4)1.1设计题目 (4)1.2原始数据及条件： (4)二、塔板工艺设计 (4)2.1精馏塔全塔物料衡算 (4)2.2乙醇和水的物性参数计算 (5)2.2.1 温度 (5)2.2.2 密度 (6)2.2.3相对挥发度 (9)2.2.4混合物的黏度 (9)2.2.5混合液体的表面张力 (9)2.3塔板的计算 (10)2.3.1 q、精馏段、提留段方程计算 (10)2.3.2理论塔板计算 (12)2.3.3实际塔板计算 (12)2.4操作压力的计算 (13)三、塔体的工艺尺寸计算 (13)3.1塔径的初步计算 (13)3.1.1气液相体积流量计算 (13)3.1.2塔径计算 (13)3.2塔体有效高度的计算 (15)3.3精馏塔的塔高计算 (16)3.4溢流装置 (16)3.4.1堰长 (16)3.4.2溢流堰高度 (16)3.4.3弓形降液管宽度和截面积 (17)3.5塔板布置 (17)3.5.1塔板的分块 (17)3.5.2边缘区宽度的确定 (18)3.5.3开孔区面积计算 (18)3.5.4筛孔计算及其排列 (18)四、筛板的流体力学验算 (19)4.1塔板压降 (19)4.1.1干板阻力 (19)4.1.2气体通过液层的阻力 (19)4.1.3液体表面张力的阻力（很小可以忽略不计） (20)4.1.4气体通过每层板的压降 (20)4.2液沫夹带 (20)4.3漏液 (21)4.4液泛 (21)五、塔板负荷性能图 (22)5.1漏液线 (22)5.2液沫夹带线 (22)5.3液相负荷下限线 (24)5.4液相负荷上限线 (24)5.5液泛线 (24)5.6图表汇总及负荷曲线图 (26)六、主要工艺接管尺寸的计算和选取 (26)七、课程设计总结 (27)八、参考文献 (28)一、化工原理课程设计任务书1.1设计题目分离乙醇一水筛板精馏塔的设计1.2原始数据及条件：生产能力：年处理乙醇一水混合液2.6万吨/年（约为87吨/天）。
化工原理课程设计乙醇水
目录一概述 (4)1.1 设计依据 (4)1.2 技术来源 (4)1.3 设计内容 (4)1.4 工艺条件 (5)1.5 塔型选择 (5)二塔板的工艺设计 (5)2.1 物料衡算 (5)2.2 精馏塔内各物性参数 (6)2.2.1 温度 (6)2.2.2 密度 (7)2.2.3 粘度 (8)2.2.4 相对挥发度 (9)2.2.5 混合液体表面张力 (9)2.2.6 气液体积流量 (11)2.3 理论塔板数 (12)2.3.1 最小回流比Rmin及操作回流比R的确定 (12)2.3.2 操作线方程 (13)2.4 实际塔板数 (13)2.4.1 精馏段 (13)2.4.2 提馏段 (13)2.4.3 全塔效率 (14)2.5 塔径的初步计算 (14)2.5.1 精馏段 (14)2.5.2 提馏段 (14)2.6 塔有效高度的计算 (15)2.7 溢流装置 (15)2.7.1 堰长 (15)2.7.2 方形降液管的宽度和横截面 (15)2.7.3 降液管底隙高度 (16)2.8 塔板布置及复发数目与排列 (16)2.8.1 踏板分布 (16)2.8.2 浮阀数目与排列 (16)三塔板的流体力学计算 (17)3.1 气相通过浮阀塔板的压降 (17)3.1.1 精馏段 (17)3.1.2 提馏段 (17)3.2 淹塔 (17)3.2.1 精馏段 (18)3.2.2 提馏段 (18)3.3 雾沫夹带 (18)3.3.1 精馏段 (19)3.3.2 提馏段 (19)3.4 塔板负荷性能图 (19)3.4.1 雾沫夹带线 (19)3.4.2 液泛线 (20)3.4.3 液相负荷上限 (21)3.4.4 漏液线 (21)3.4.5 液相负荷下限线 (21)四接管尺寸的确定 (23)4.1 进料管 (23)4.2 回流管 (23)4.3 塔釜出料管 (23)4.4 塔顶蒸汽出料管 (24)4.5 塔釜进气管 (24)五附属设备设计 (24)5.1 冷凝器 (24)5.2 再沸器 (25)六总结 (25)七参考文献 (26)八附件 (26)一、概述乙醇—水是工业上最常见的溶剂，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。
化工原理课程设计--乙醇——水混合液常压连续精馏
化工原理课程设计--乙醇——水混合液常压连续精馏课程设计任务书一、设计题目：乙醇——水混合液常压连续精馏二、设计原始数据：原料液处理量28000吨/年原料液初温20℃原料液含乙醇45%（质量）馏出液含乙醇93%（质量）乙醇回收率99.9%（质量）三、设计任务：完成精馏工艺设计，精馏塔设备设计和有关附属设备的设计、选用；编写设计说明书；绘制工艺流程图和塔板结构简图。
四、设计完成日期: 2013年01月18日五、设计者：王尧尧设计指导教师：张鸿发目录：1.…………………………………………………………………绪论2.………………………………………………………………工艺计算3.…………………………………………………………塔设备的计算4.………………………………………………………泵的选择及计算5.……………………………………………………………主凝器选型6.…………………………………再沸器加热釜中水蒸汽的用量计算7.………………………………………………………计算结果汇总表8.…………………………………………………………工艺流传简图绪论精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置，又称为蒸馏塔。
有板式塔与填料塔两种主要类型。
根据操作方式又可分为连续精馏塔与间歇精馏塔。
蒸气由塔底进入，与下降液进行逆流接触，两相接触中，下降液中的易挥发(低沸点)组分不断地向蒸气中转移，蒸气中的难挥发(高沸点)组分不断地向下降液中转移，蒸气愈接近塔顶，其易挥发组分浓度愈高，而下降液愈接近塔底，其难挥发组分则愈富集，达到组分分离的目的。
由塔顶上升的蒸气进入冷凝器，冷凝的液体的一部分作为回流液返回塔顶进入精馏塔中，其余的部分则作为馏出液取出。
塔底流出的液体，其中的一部分送入再沸器，热蒸发后，蒸气返回塔中，另一部分液体作为釜残液取出。
精馏塔的工作原理是根据各混合气体的汽化点（或沸点）的不同，控制塔各节的不同温度，达到分离提纯的目的。
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、轻工等工业生产中中占有重要的地位。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
化工原理课程设计分离乙醇-水混合物精馏塔设计学院：化学工程学院专业：学号：姓名：指导教师：时间： 2012年6月13日星期三化工原理课程设计任务书一、设计题目：分离乙醇-水混合物精馏塔设计二、原始数据：a）原料液组成：乙醇 20 % 产品中：乙醇含量≥94% 残液中≤4%b）生产能力：6万吨/年c）操作条件进料状态：自定操作压力：自定加热蒸汽压力：自定冷却水温度：自定三、设计说明书内容：a）概述b）流程的确定与说明c）塔板数的计算（板式塔）；或填料层高度计算（填料塔）d) 塔径的计算e）1）塔板结构计算；a 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。
2）填料塔流体力学计算；a 压力降；b 喷淋密度计算f）其它（1）热量衡算—冷却水与加热蒸汽消耗量的计算（2）冷凝器与再沸器传热面的计算与选型（板式塔）（3）除沫器设计g）料液泵的选型h）计算结果一览表第一章 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泡点后，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。
塔釜采用间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20/460.089220/4680/18F x ==+86.018/646/9446/94=+=D x4/460.0164/4696/18W x ==+(二) 平均摩尔质量0.089246(10.0892)18/20.498/F M kg kmol kg kmol =⨯+-⨯= 0.8646(10.86)18/42.08/D M kg kmol kg kmol =⨯+-⨯= 0.01646(10.016)18/18.448/W M kg kmol kg kmol =⨯+-⨯=(三) 物料衡算总物料衡算 F W D =+ 易挥发组分物料衡算 F x W x D x F w D =+ 600001000/198.04/42.0830024D m D kmol h kmol h M T ⨯===•⨯⨯联立以上三式得2283.41/F kmol h = 2283.41/W kmol h =三、塔板数的确定(一) 理论塔板数T N 的求取根据乙醇、水的气液平衡数据作y-x 图乙醇—水气液平衡数据液相中乙醇的摩尔分数气相中乙醇的摩尔分数液相中乙醇的摩尔分数气相中乙醇的摩尔分数0.00.00.250.5510.010.110.300.5750.020.1750.40.6140.040.2730.50.6570.060.340.60.6980.080.3920.70.7550.10.430.80.820.140.4820.8940.8940.180.5130.950.9420.20.525 1.0 1.0乙醇—水图解法求理论塔板数2. 乙醇—水体系的平衡曲线有下凹部分，求最小回流比自a（,,,DDxx）作平衡线的切线并延长与y轴相交，截距min 0.29561Dx R =+min 1.91R =取操作回流比min 22 1.91 3.82R R ==⨯= 故精馏段操作线方程 11+++=R x R Ry D即0.79250.1784y x =+3.作图法求理论塔板数T N 得18T N =（不包括再沸器）。
第16层为加料板。
(四) 物性参数和实际塔板数的计算4.1温度常压下乙醇—水气液平衡组成与温度的关系利用表中数据由内差可求得t F t D t W① t F :8986.77.219.66--=89.08.927.21f t -- t F =87.39℃② t D : :42.7443.8941.7815.78--=43.890.8615.78--d t t D =78.21℃③ t W :90.105.95100--=1001.60w t -- t W =96.21℃④ 精馏段平均温度:1t =2d f t t +=87.3978.212+=82.8℃⑤ 提留段平均温度:2t =2w f t t +=87.3996.212+=91.8℃4.2气液组成塔顶温度: t D =78.21℃ 气相组成y D :78.4178.1578.2178.150.78150.89430.8943D y --=-- y D =0.8683 进料温度: t F =87.39℃ 气相组成y F :89.086.789.087.390.38910.43750.3891Fy --=-- y F =0.4230 塔底温度: t W =99.91℃ 气相组成y w :95.589.095.591.80.0190.07210.019wy --=-- y w =0.04923 (1)精馏段液相组成x 1:10.860.08920.474622D F x x x ++=== 气相组成y 1:10.86830.42300.645722D F y y y ++===所以1460.474618(10.4746)31.29/L M kg mol =⨯+⨯-=1460.645718(10.6457)36.08/V M kg mol =⨯+⨯-=(2)提留段液相组成x 2:20.0160.08920.052622W F x x x ++=== 气相组成y 2:20.049230.042300.236122W F y y y ++===所以2460.474618(10.4746)19.47/L M kg mol=⨯+⨯-=2460.236118(10.2361)24.61/V M kg mol =⨯+⨯-=4.3液体粘度（一）乙醇的粘度 1），塔顶温度: t D =78.21℃ 查表，得μ乙醇=0.45mpa ·s, 2), 进料温度: t F =87.39℃ 查表，得μ乙醇=0.38mpa ·s, 3），塔底温度: t W =99.91℃ 查表，得μ乙醇=0.335mpa ·s, （二）水的黏度 1），塔顶温度: t D =78.21℃2797878.21780.31600.36550.3655H O μ--=-- 20.3551H O μ=s a m ⋅P2), 进料温度: t F =87.39℃2888787.39870.32390.32760.3276H O μ--=-- 20.3262H O μ=s a m ⋅P3），塔底温度: t W =99.91℃2979696.21970.29300.29620.2962H O μ--=-- 20.2955H O μ=s a m ⋅P4),∑==ni i i Lm x 1μμ()0.860.4510.860.35510.4367D μ=⨯+-⨯=s a m ⋅P()0.380.089210.08920.32620.3310F μ=⨯+-⨯=s a m ⋅P()0.3350.01610.0160.29550.2961W μ=⨯+-⨯=s a m ⋅P5)全塔平均液相黏度为0.43670.33100.29610.35462L μ++==s a m ⋅P4.4相对挥发度由 x F =0.0892 y F =0.4230 得()()0.4230/0.08927.4910.4230/10.0892F a ==--由 x D =0.86 y D =0.08683 得()()0.8683/0.861.0710.8683/10.86D a ==--由 x W =0.016 y w =0.04923 得()()0.04923/0.0163.1810.04923/10.016W a ==--4.5全塔效率的估算（1）用`O conenell 对全塔效率进行估算：m 5.05α===全塔平均液相黏度为0.43670.33100.29610.35462L μ++==s a m ⋅P全塔效率0.2450.2450.49()0.49(5.050.3546)43%T L E αμ--==⨯⨯≈ （2） 实际塔板数P N 18420.43T P T N N E ===块 其中，精馏段的塔板数为：15/0.4335=块4.6 操作压力（1）操作压力计算塔顶操作压力D P ＝ 101.3 kPa 每层塔板压降 △P ＝0.7 kPa进料板压力F P ＝101.3＋0.7×15＝125.72kPa塔底操作压力w P =101.3＋0.7×42＝130.7kPa精馏段平均压力 1101.3125.72113.52m P +== kPa提馏段平均压力 2130.7125.72128.212m P +== kPa（2）密度乙醇与水的密度已知：LB ραραρ///1B LA A Lm +=（α为质量分数） 1, 液相密度(1) 塔顶 因为 t D =78.21℃所以32807078.2170742.3754.2754.2CH CH OH ρ--=-- 323731.31/CH CH OH kg m ρ=2807078.2170971.8977.8977.8H O ρ--=-- 23972.87/H O kg m ρ=10.940.06744.43972.87Dρ=+ 3755.07/D kg m ρ= (2) 进料板 因为87.39F t =℃所以32908087.3780730735735CH CH OH ρ--=-- 323731.31/CH CH OH kg m ρ=2908087.3980730735735H O ρ--=-- 23966.77/H O kg m ρ=10.2010.20731.31966.77Fρ-=+ 3908.30/F kg m ρ= （3）塔釜因为t W =96.21℃所以321009096.2190717.3730.1730.1CH CH OH ρ--=-- 323722.21/CH CH OH kg m ρ=21009096.2190958.4965.3965.3H O ρ--=-- 23961.02/H O kg m ρ=10.01610.016722.21961.02Wρ-=+ 3955.96/W kg m ρ= （4）精馏段平均液相密度()311755.07908.30831.69/2L kg m ρ=+=（5）精馏段平均液相密度()321955.96908.30932.13/2L kg m ρ=+=2.气相密度 （1）精馏段3111113.5136.081.38/8.314(82.80273.15)m V V P M kg m RT ρ⨯===⨯+ （1）提馏段3222128.2124.611.04/8.314(91.80273.15)m V V P M kg m RT ρ⨯===⨯+4.7 液体表面张力乙醇表面张力：(1) 塔顶 因为 t D =78.21℃所以32807078.217017.151818CH CH OH σ--=-- 3217.3/CH CH OH mN m σ=2807078.217062.664.364.3H O σ--=-- 262.90/H O mN m σ=(2) 进料板 因为87.39F t =℃所以32908087.398016.217.1564.3CH CH OH σ--=-- 3216.45/CH CH OH mN m σ=2908087.398060.762.662.6H O ρ--=-- 262.21/H O mN m σ=（3）塔釜 因为t W =96.21℃所以321009096.219015.216.216.2CH CH OH σ--=-- 3215.58/CH CH OH mN m σ=21009096.219058.860.760.7H O σ--=-- 259.52/H O mN m σ=（4）塔顶表面张力 ()0.8617.310.8662.923.68/D mN m σ=⨯+-⨯= （5）进料板表面张力()0.89216.4510.89262.2158.13/F mN m σ=⨯+-⨯= （6）塔底表面张力 ()0.01615.5810.01669.5258.82/D mN m σ=⨯+-⨯=（7）精馏段平均表面张力()1123.6858.1340.90/2mN m σ=+= （8）提馏段平均表面张力()2158.8258.1340.90/2mN m σ=+=五、气液负荷计算（1）精馏段(1)(3.821)198.04954.55/V R D kmol h =+=+⨯= 311954.5536.086.932/36003600 1.38V S V VM V m s ρ⨯===⨯3.82198.04756.51/L RD kmol h ==⨯=311756.5131.290.00791/36003600831.69L S L LM L m s ρ⨯===⨯336000.00791360028.46/h S L L m h =⋅=⨯=（1）提馏段954.55/V V kmol h '==322954.5524.616.274/36003600 1.04V S V VM V m s ρ⨯===⨯3039.92/L L qF kmol h '=+= 3223039.9219.470.00176/36003600932.13L S L L M L m sρ'⨯===⨯3360063.36/h S L L m h =⋅=六、塔和塔板主要工艺尺寸计算(一) 塔的有效高度计算初选板间距0.40T H m =， 则由公式18110.4518.380.43T T T N Z H m E ⎛⎫⎛⎫=-=-⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭（二）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(1)精馏段塔经计算m h H T T 38.007.045.0=-=-11220.0079831.69()()0.02976.932 1.38S L S V L V ρρ⎛⎫⎛⎫== ⎪⎪⎝⎭⎝⎭图4-5 Sminth 关联图查图4-5可知，200.08C =，依照下式校正C0.20.22040.09()0.080.0922020C C σ⎛⎫==⨯= ⎪⎝⎭11max 1831.69 1.380.092 2.26/1.38L V V u Cm s ρρρ--=== 取安全系数为0.60，则max 0.600.6 2.26 1.36/u u m s ==⨯=故44 6.932 2.553.14 1.36S V D m u π⨯===⨯ 按标准，塔径圆整为2.6m ，塔截面积为2220.785 2.6 5.314T A D m π==⨯=实际空塔气速为17.0861.33/5.31S T V u m s A ===提留段塔径计算横坐标数值：1 12 20.0176932.13()()0.0776.869 1.04S LS VLVρρ⎛⎫⎛⎫==⎪⎪⎝⎭⎝⎭取板间距：Ht=0.45m , h L=0.07m .则Ht- h L=0.38m查图可知C20=0.078 ,0.212058.48()0.078()0.09672020C Cσ==⨯=max932.13 1.040.0967 2.89/1.04u m s-==取安全系数为0.6则空塔气速max10.60.6 2.89/u u m s==⨯=22244 6.2742.151.73SVD muππ⨯===⨯⨯按标准塔径圆整后为2D=2.6m综上：塔径D=2.6m，选择双流型塔板，截面积231.5mAT=（三）溢流装置采用单溢流、弓形降液管、平行受液盘及平行溢流堰，不设进口堰。