分离乙醇—正丙醇混合物系浮阀式精馏塔的设计

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1、目录第一部分设计方案的确定21.1塔的选择21.2操作压力的选择31.3进料热状况的选择41.4加热及冷凝方式的选择41.5回流比的选择4第二部分塔板的工艺设计52.1精馏段和提馏段的工艺条件及有关物性数据的计算52.1.1精馏塔全塔物料衡算52.1.3密度62.1.4混合液体平均表面张力92.1.5混合物的粘度102.1.7气、液相体积流量计算122.2理论塔板数的计算132.3热量衡算152.3.1.加热介质的选择152.3.2.冷却剂的选择152.3.3.比热容及汽化潜热的计算162.4塔径的初步计算222.5溢流装置232.5.1堰长232.5.2弓

2、形降液管宽度和截面积242.5.3降液管底隙高度242.6塔板分布、浮阀数目与排列252.6.1塔板分布252.6.2浮阀数目与排列25第三部分塔板的流体力学计算283.1通过浮阀塔板的压降283.2淹塔293.2.1精馏段293.2.2提馏段303.3雾沫夹带313.3.1精馏段313.3.2提馏段323.4塔板负荷性能图323.4.1雾沫夹带线323.4.2液泛线333.4.3液相负荷上限343.4.4漏液线343.4.5液相负荷下限353.5浮阀塔工艺设计计算结果37第四部分塔附件的设计394.1接管394.1.2回流管394.1.3塔底出料管394.

3、1.4塔顶蒸汽出料管404.1.5塔底进气管404.1.6法兰404.2筒体与封头414.2.1筒体414.2.2封头414.3除沫器414.4裙座424.5人孔43第五部分塔总体高度的设计445.1塔的顶部空间高度445.3塔总体高度44第六部分附属设备的计算456.1冷凝器的选择456.2再沸器QB的选择46第七部分参考文献48第八部分对本设计的评述49附录乙醇—正丙醇二元物系浮阀式精馏塔设计图50设计任务书1.设计题目：分离乙醇—正丙醇混合物系浮阀式精馏塔的设计2.原始数据及条件：进料：乙醇含量35%（质量分数，下同），其余为正丙醇分离要求：塔顶乙醇含

4、量90%；塔底乙醇含量0.01%生产能力：年处理乙醇-正丙醇混合液25000吨，年开工7200小时操作条件：间接蒸汽加热；塔顶压强1.03atm(绝压)；泡点进料；R=53.设计任务：1、精馏塔的工艺设计；2、附属设备（如再沸器、冷凝冷却器）进行简单计算并选型（不必校核）；3、绘制塔板负荷性能图、精馏塔设备图；4、编写设计说明书第一部分设计方案的确定精馏是分离液体混合物（含可液化的气体混合物）最常用的一种单元操作，在化工，炼油，石油化工等工业中得到广泛应用。精馏过程在能量剂驱动下（有时加质量剂），使气液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各组分的挥发度的

5、不同，使易挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移，实现原料混合液中各组分的分离。根据生产上的不同要求，精馏操作可以是连续的或间歇的，有些特殊的物系还可采用衡沸精馏或萃取精馏等特殊方法进行分离。精馏过程与其他蒸馏过程最大的区别，是在塔两端同时提供纯度较高的液相和气相回流，为精馏过程提供了传质的必要条件。提供高纯度的回流，使在相同理论板的条件下，为精馏实现高纯度的分离时，始终能保证一定的传质推动力。所以，只要理论板足够多，回流足够大时，在塔顶可能得到高纯度的轻组分产品，而在塔底获得高纯度的重组分产品。精馏广泛应用于石油,化工,轻工等工业生产中,是液

6、体混合物分离中首选分离方法。1.1塔的选择本次课程设计是分离乙醇—正丙醇二元物系，在此57我选用连续精馏浮阀塔。浮阀塔结构简单，有两种结构型式，即条状浮阀和盘式浮阀，它们的操作和性能基本是一致的，只是结构上有区别，其中以盘式浮阀应用最为普遍。盘式浮阀塔板结构，是在带降液装置的塔板上开有许多升气孔，每个孔的上方装有可浮动的盘式阀片。为了控制阀片的浮动范围，在阀片的上方有一个十字型或依靠阀片的三条支腿。前者称十字架型，后者称V型。目前因V型结构简单，因而被广泛使用，当上升蒸汽量变化时，阀片随之升降，使阀片的开度不同，所以塔的工作弹性较大。浮阀塔具有以下优点：（1

7、）.生产能力大，由于塔板上浮阀安排比较紧凑，其开孔面积大于泡罩塔板，生产能力比泡罩塔板大20%～40%，与筛板塔接近。（2）．操作弹性大，由于阀片可以自由升降以适应气量的变化，因此维持正常操作而允许的负荷波动范围比筛板塔，泡罩塔都大。（3）．塔板效率高，由于上升气体从水平方向吹入液层，故气液接触时间较长，而雾沫夹带量小，塔板效率高。（4）．气体压降及液面落差小，因气液流过浮阀塔板时阻力较小，使气体压降及液面落差比泡罩塔小。（5）．塔的造价较低，浮阀塔的造价是同等生产能力的泡罩塔的50％～80％，但是比筛板塔高20％～30％。571.2操作压力的选择蒸馏过程按

8、操作压力不同，分为常压蒸馏、减压蒸馏和加压蒸馏。一般