乙醇水溶液连续板式精馏塔设计

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1、江汉大学化学与环境工程学院化工原理课程设计化学与环境工程学院化工原理课程设计题目：乙醇—水溶液连续精馏塔设计系别：化学与环境工程学院专业：过程装备与控制工程姓名：彭承强学号：200909104117指导老师：刘红娇2012年6月27日42江汉大学化学与环境工程学院化工原理课程设计第一章前言3第二章绪论3§2.1设计方案3§2.2设计方案的确定及流程说明3§2.2.1选塔依据3§2.2.3选择适宜回流比4§2.2.4回流方式：泡点回流4§2.2.5操作流程说明4第三章塔板的工艺设计4§3.1精馏塔全塔物

2、料衡算4§3.2主要数据参数的计算5§3.2.3密度的计算6§3.2.6相对挥发度计算13§3.3理论塔的计算14§3.4塔径的初步设计16§3.4.2精馏段塔径的计算17§3.4.3提馏段塔径的计算18§3.5溢流装置19§3.5.2弓降液管的宽度和横截面积19§3.6塔板的结构尺寸、浮阀数目及排列21第四章塔板的流体力学验算24§4.1气相通过浮阀塔板的压降24§4.2液泛25§4.3雾沫夹带26§4.4塔板负荷性能图27第五章塔附件设计31§5.2人孔33§6.2塔的底部空间高度33§6.3进料

3、板空间高度33§6.4塔总体高度33第七章附属设备设计34§7.1数据与说明34§7.2预热器计算34§7.3全凝器计算35§7.4冷却器计算36第八章设计结果汇总37参考文献38附录一设计所需技术参数39附录二乙醇—水系统T—X—Y数据4142江汉大学化学与环境工程学院化工原理课程设计第一章前言乙醇在工业，医药，民用等方面，都有很广泛的应用，是一种很重要的原料。在很多方面，要求乙醇有不同的纯度，有时要求纯度很高，甚至是无水乙醇，这是很有困难的，因为乙醇极具挥发性，所以，想得到高纯度的乙醇很困难。要想

4、把低纯度的乙醇水溶液提升到高纯度，要用连续精馏的方法，因为乙醇和水的挥发度相差不大。精馏是多数分离过程，即同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程，因此可使混合液得到几乎完全的分离。化工厂中精馏操作是在直立圆形的精馏塔内进行，塔内装有若干层塔板和充填一定高度的填料。为实现精馏分离操作，除精馏塔外，还必须从塔底引入上升蒸汽流和从塔顶引入下降液。可知，单有精馏塔还不能完成精馏操作，还必须有塔底再沸器和塔顶冷凝器，有时还要配原料液预热器，回流液泵等附属设备，才能实现整个操作。浮阀塔与20世纪50年代初期在工业上

5、开始推广使用，由于它兼有泡罩塔和筛板塔的优点，已成为国内应用最广泛的塔形，特别是在石油，化学工业中使用最普遍。浮阀有很多种形式，但最常用的是F1型和V-4型。F1型浮阀的结构简单，制造方便，节省材料，性能良好，广泛应用在化工及炼油生产中，现已列入部颁标准（JB168-68）内，F1型浮阀又分轻阀和重阀两种，但一般情况下都采用重阀，只有处理量大且要求压强降很低的系统中，采用轻阀。浮阀塔具有下列优点：1，生产能力大。2，操作弹性大。3，塔板效率高。4，气体压强降及液面落差较小。5，塔的造价低。浮阀塔不宜处

6、理宜结焦或黏度大的系统，但对于黏度稍大及有一般聚合现象的系统，浮阀塔也能正常操作。第二章绪论§2.1设计方案本设计任务为分离乙醇-水混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下的部分回流至塔内，其余部分经产品冷凝器冷却后送至储罐。该物系属易分离物系，故操作回流比取最小回流比的1.4倍。塔釜采用直接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。§2.2设计方案的确定及流程说明§2.2.1选塔依据浮阀塔是

7、在泡罩塔的基础上发展起来的，它主要的改进是取消了升气管和泡罩，在塔板开孔上设有浮动的浮阀，浮阀可根据气体流量上下浮动，自行调节，使气缝速度稳定在某一数值。这一改进使浮阀塔在操作弹性、塔板效率、压降、生产能力以及设备造价等方面比泡罩塔优越。但在处理粘稠度大的物料方面，又不及泡罩塔可靠。浮阀塔广泛用于精馏、吸收以及脱吸等传质过程中。塔径从200mm到6400mm，使用效果均较好。浮阀塔之所以这样广泛地被采用，是因为它具有下列特点：(１)处理能力大，比同塔径的泡罩塔可增加20～40％，而接近于筛板塔。(２)

8、操作弹性大，一般约为5～9，比筛板、泡罩、舌形塔板的操作弹性要大得多。(３)塔板效率高，比泡罩塔高15％左右。(４)压强小，在常压塔中每块板的压强降一般为400～660N/m2。(５)液面梯度小。(６)使用周期长。粘度稍大以及有一般聚合现象的系统也能正常操作。42江汉大学化学与环境工程学院化工原理课程设计(７)结构简单，安装容易，制造费为泡罩塔板的60～80％,为筛板塔的120～130％。§2.2.2加热方式：直接蒸汽加热蒸馏釜的加热方式通常采用间接蒸汽