筛板式乙醇精馏塔的设计 课程设计

目录

摘要 (1)

Abstract (2)

1概述 (3)

1.1设计的背景 (3)

1.2设计的意义和要求 (3)

1.3筛板塔的特点 (4)

1.4筛板塔的发展及使用情况 (5)

1.5设计步骤及内容 (5)

2设计方案的确定 (7)

2.1操作压力 (7)

2.2进料热状态 (7)

2.3加热方式 (7)

2.4冷却方式 (7)

2.5回流比的选择 (8)

3精馏工艺的计算 (9)

3.1设计条件的重述与分析 (9)

3.2理论板数的计算 (10)

3.3物料衡算 (14)

3.4塔板总效率的估算 (15)

3.5实际板数的计算 (16)

3.6热量恒算 (16)

4塔板和塔的主要尺寸设计 (20)

4.1板间距的初选 (20)

4.2塔径的计算 (20)

4.3塔板详细设计 (23)

4.3.1塔板上的流型选择 (23)

4.3.2溢流装置 (23)

4.3.3鼓泡区筛孔安排 (28)

4.3.4塔板布置 (29)

5塔板的流体力学验算及设计评述 (32)

5.1塔板的流体力学验算 (32)

5.2设计评述 (40)

6设计成果 (42)

7.主要符号一览表 (45)

参考文献 (46)

致谢 (47)

筛板式乙醇精馏塔的设计

摘要：化工生产中，常需要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。精馏因为有很多的优点，所以经常被优先考虑。长期以来精馏被误以为操作范围狭窄，筛孔容易堵塞而遭受冷遇。本次设计对其进行了重新的研究，结果表明：造成筛板操作范围狭窄的原因是设计不良，筛孔易堵塞的问题，可采用大孔径筛板予以解决。本次对筛板式乙醇精馏塔的设计首先确定设计方案，再对精馏塔工艺各个环节进行计算，从而设计出塔板和塔的主要工艺尺寸，最后对塔板的流体力学验。

关键词：乙醇；精馏塔；尺寸设计；塔板

Design of Sieve the distillation of ethanol

Student majoring in biological Engineering Cui Haichao

Tutor Zhang Yan

Abstract: In the chemical production. The Liquid mixture were separated frequently. In order to purify or retrieve useful components. Distillation was choosed first of all, because distillation has a lot of advantages. Distillation was considered that scope of operation was narrow and sieve hole was jammed easily. Therefore, It was disesteemed. This design researched it again. Results indicate that the narrow scope of operation, because of the bad design, and using big sieve hole solved the problem of sieve was jammed easily. In the design. First of all, design plans were confirmed ,and all kinds of distillation processes were calculated. Then, the mian sizes of column plate and tower were designed. In the end, the Fluid mechanics of vcolumn plate was checked.

Keywords: ethanol, distillation, dimension design, tray

1.概述

1.1设计的背景

精馏塔是石化工业中最为常见和能耗较大的设备之一。精馏塔能正常操作，并不能说明塔内件设计一定合理，往往由于设计者主观和客观的原因，存在着一些不合理之处，但因塔板数过多、塔径过大等原因而掩盖了这些方面的不足，而塔板数过多、塔径过大又往往由于塔能正常生产而不易觉察，造成浪费。

精馏是利用各组分在相同条件下挥发性的差异而分离出各组分的过程，它广泛用于多组分混合物的分离。精馏过程的特点是重复进行汽化和冷凝，即不同沸点的组分通过一系列的馏分汽化和冷凝来实现分离，因此热效率很低。通常再沸器加热到精馏塔上的能量有95％以上被塔顶冷凝器的冷却水带走，只有约5％的能量被有效利用。

据报道，我国目前精馏系统消耗的能量占总能耗的15％以上。由于能源价格迅速升高，迫使人们想方设法降低能耗。如何降低精馏系统的能耗就成为化工设计工作者关注的重点。目前精馏系统节能的手段有：回收显热；回收潜热；减少系统的热损失；降低回流比来减少系统的能量需求等。回流比对精馏塔节能的影响很大。

1.2设计的意义和要求

本次设计为《筛板式乙醇精馏塔的工艺设计》。化工生产中，常需要进行混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的，精馏就是一种分离互溶的液体混合物的常用方法之一。精馏在选择分离方案时常被优先考虑，因为它有下列优点：（1）精馏是一个使用能量分离剂的平衡分离过程；（2）系统内不含固体物料，操作方便；（3）有成熟的理论和实践；（4）没有产品数量的限制，从很小到很大的规模都能采用；（5）常常只需要能位等级很低的分离剂。

对于工科类专业的学生，到工作岗位后都会遇到与设计基本知识有关的各种问题。在工厂中，技术人员必须对自己主管的设计有着清晰的了解，再结合现场的生产实际情况，就能正确判断生产是否有进一步改善和提高的可能。因此，掌握化工设计的基本概念和方法能帮助我们完成从学校走向工作岗位的转变，对个人学科素质有质的提高。在设计过程中，对于精馏塔有如下设计要求：（1）生产能力大，及气、液处理量大；（2）