化工原理课程设计乙醇水浮阀塔精馏工艺设计 2解析

课程设计设计题目乙醇-水浮阀塔精馏工艺设计

化工原理课程设计任务书

设计题目：板式精馏塔设计

设计任务：年处理1.15万吨乙醇--水溶液系统

1.料液含乙醇27.2wt% ，馏出液含乙醇不少于94 wt%，残液含乙醇不大于0.05

wt%

2.操作条件：

（1）泡点进料，回流比R= 1.5 R min。

（2）塔釜加热蒸汽压力：间接0.2 MPa（表压），直接0.1 MPa（绝压）。

（3）塔顶全凝器冷却水进口温度20℃，出口温度50 ℃。

（4）常压操作。年工作日300~320 d，每天工作24 h。

（5）设备形式（筛板塔、浮阀塔、泡罩塔等）自选。

（6）安装地点：合肥

任务来源：合肥酒厂

设计主要内容：

工艺流程的确定，塔和塔板的工艺尺寸计算，塔板的流体力学验算及负荷性能图，辅助设备的计算与选型，主体设备的机械设计。

关键词：浮阀塔乙醇设计

乙醇——水浮阀塔精馏工艺设计

摘要：本设计是以浮阀塔为精馏设备分离乙醇—水混合溶液。先找出乙醇和水的

有关数据，以此利用Autocad作图求出最小回流比2.223和理论塔板数25.7

块，然后对塔和塔板的工艺尺寸进行计算，确定了塔高为32.07m，塔径1.8m。

对塔的流体力学进行验证后，符合浮阀塔的操作性能。经过对塔设备的强

度计算，壁厚12mm，满足设计要求。

关键词：浮阀塔乙醇设计

英文摘要

Abstract: In this design,the float vavle tower was used to distill and separate the ehanol—water solution. Firstly, the essential data of water and ehanol was

found, and the minimum reflux ratio 2.223 and the theoretical plate number

25.7 was obtained through the diagram drawed by the software Autocad.

After calculating the size of the tower and plate ,the diameter of the tower

and the height of the tower was determined,and the result was 1.8 m and

32.07 m, respectively. At last, according to the liquid mechanic calculation

of the tower , it was suitable to the capable of operating of this floating valve

tower. By calculating the intensity of the tower,the thickness of the tower

was got,and the thickness should meet the indensity requirement. Keywords: float vavle tower ehanol design

目 录

化工原理课程设计任务书 (3)

摘要 (4)

一、设计任务及方案简介 (10)

1.1 设计任务 (10)

1.2 设计方案论证及确定 (10)

二、工艺流程草图及说明 (12)

2.1.1 工艺草图 (12)

2.2 工艺流程说明 (12)

三、精馏塔工艺的设计及计算 (13)

3.1 塔的物料衡算： (13)

3.1.1 液料及塔顶，塔底产品含乙醇摩尔分数 (13)

3.1.2平均摩尔质量 (13)

3.1.3 物料衡算 (13)

3.2 塔板数的确定： (14)

3.2.1 理论塔板数T N 的求取 (15)

3.2.2．求最小回流比

min R 及操作回流比R ....................................................................... 16 3.2.3 求理论塔板数T N .. (16)

3.3 塔的平均温度: (17)

3.4 密度 (17)

3.4.1 精馏段 (17)

3.4.2 提馏段 (18)

3.4.3 不同温度下乙醇和水的密度 (18)

3.5 混合物的粘度 (19)

3.6 相对挥发度 (19)

3.6.1 精馏段挥发度 (19)

3.6.2 提馏段挥发度 (19)

3.7 气液相体积流量计算 (20)

3.7.1 精馏段 (20)

3.7.2 提馏段 (20)

3.8 混合溶液表面张力 (20)

v 3.8.1 精馏段 (21)

3.8.2 提馏段 (22)

3.9 全塔效率及实际塔板数 (22)

四、工艺计算及主体设备的设计 (23)

4.1 管径的初步设计 (23)

4.1.1精馏段 (24)

4.1.2 提馏段 (25)

4.2 溢流装置 (25)

4.2.1 堰长 (25)

4.2.2 方形降液管的宽度和横截面 (26)

4.2.3 降液管底隙高度 (26)

4.3 塔板分布及浮阀数目及排列 (26)

4.3.1 塔板分布 (26)

4.3.2 浮阀数目与排列 (26)

4.4 塔板的流体力学计算 (29)

4.4.1气相通过浮阀塔板的压降 (29)

4.5 淹塔 (30)

4.5.1 精馏度 (30)

4.5.2 提馏段 (30)

4.6 物沫夹带 (31)

4.6.1 精馏段 (31)

4.6.2 提馏段 (31)

4.7塔板负荷性能图 (32)

4.7.1 物沫夹带线 (32)

4.7.2 液泛线 (32)

4.8 液相负荷上限 (33)

4.9 液漏线 (33)

4.10 液相负荷下限性 (34)

五、塔的附属设备选型及校核 (35)

5.1 接管 (35)

5.1.1进料管 (35)

5.1.2 回流管 (36)

5.1.3 塔釜出料管 (36)

5.1.4 塔顶蒸汽出料管 (37)

5.1.5 塔釜进气管 (37)

5.1.6 法兰 (37)

5.2 筒体与封头 (38)

5.2.1 筒体 (38)

5.2.2 封头 (39)

5.3 除沫器 (39)

5.4 裙座 (39)

5.5吊柱 (40)

5.6人孔 (40)

5.7 塔总体高度的计算 (40)

5.7.1 塔的顶部空间高度 (40)

5.7.2 塔的底部空间高度 (40)

5.7.3 塔立体高度 (40)