课程设计：分离乙醇—水混合液的筛板精馏塔设计与实现

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1、新疆工业高等专科学校课程设计说明书题目名称：分离乙醇—水混合液的筛板精馏塔设计系部：化学工程系专业班级：煤化09—3（2）班学生姓名：指导教师：完成日期：2011-7-7摘要精馏是利用物质沸点的不同，多次的进行混合蒸气的部分冷凝和混合液的部分蒸发的过程，以达到分离的目的。塔设备是炼油和化工生产的重要设备，其作用在于提供气液两相充分接触的场所，有效地实现气液两相间的传热、传质，以达到理想的分离效果，因此它在石油化工生产中得到广泛应用。一个完整的板式塔主要是由圆柱形塔体、塔板、降液管、溢流堰、受液盘及气体和液体进、出口管等部件组成，同时考虑到安装和检修

2、的需要，塔体上还要设置人孔和手孔。平台扶梯和吊柱等部件，整个塔体由塔裙座支撑，在塔内，根据生产公益要求，装有多层塔板，为气液亮相提供接触的场所，塔板性能的好坏直接影响传质效果，是塔板塔的核心部件设计目的：1着重加深学生对于化工原理理论知识的掌握。2积极引导学生去思考，培养他们灵活运用所学知识去解决问题的能力，以及查阅资料、处理数据的能力。设计任务或主要技术指标：设计一个生产能力为5000kg/h，原料中乙醇含量为30%（质量分数，以下同），分离要求为塔顶乙醇含量不低于95%；塔底乙醇含量不高于0.4%；常压下操作，塔顶采用全凝器，饱和液体进料的浮阀

3、精馏塔。关键词：精馏塔、浮阀、设计目录1.筛板精馏塔的设计11．1塔型的选择11.2设计条件的选择11.3物料衡算11.4相平衡关系11.5塔板数的确定11.5.1确定进料热状态11.5.2求最小回流比Rmin21.5.3选择回流比R21.5.4求取理论板数NT21.5.5灵敏板的确定21.5.6确定实际板数N21.6塔板的设计（只设计精馏段）21.6.1塔径初选与计算31.6.2塔板详细设计41.7负荷性能图42板塔的工艺设计52.1塔的类型是：板式塔52.2设计条件的选择52.3精馏塔全塔物料恒算52.4相平衡关系62.5塔板数的确定62.5.

4、1确定进料热状态62.5.2求最小回流比Rmin62.5.3选择回流比R62.5.4相对挥发度72.5.5求取理论板数NT72.5.6确定实际板数N83．塔径初选与计算93.1物性数据103.1.1定性温度：103.1.2气相和液相平均摩尔量103.1.3液相轻组分质量分率与气相和液相平均密度113.1.4气相和液相体积流量123.1.5混合液体液表面张力133.1.6混合液的黏度153.1.7相对挥发度163.2选取板间距HT163.3液泛气速umax和气速u163.4降液管型式与堰长lw，计算塔径D173.4.1降液管型式：单流型173.4.2

5、堰长lw173.4.3塔径D173.5塔板详细设计173.5.1溢流堰的型式和高度hw173.5.2降液管和受液盘的结构及有关尺寸183.6塔板布置183.7塔板校核193.7.1降液管液泛193.7.2降夜管内停留时间203.7.3液沫夹203.7.4漏液克服液面表面张力的作用引起的压降203.8负荷性能图213.8.1气体流量的流体力学上下线21附图124附图225参考文献26分离乙醇—水混合液的筛板精馏塔设计1.筛板精馏塔的设计1．1塔型的选择填料、板式（泡罩、浮阀、筛板、舌形、网孔、垂直筛板、多降液管塔板等）1.2设计条件的选择（1）操作压

6、强(常压、加压、真空)；（2）进料热状态和回流热状态；（3）加热方式（直接、间接）；（4）冷凝与冷却。条件选择的原则：技术上可行、经济上合理。1.3物料衡算全塔物料横算F=D+WFxF=DxD+WxW联立解得：D，W1.4相平衡关系可认为对本次设计给出的物系，溶液为理想溶液，气体为理想气体。查平衡数据，将t，xA，yA三个参数同时绘制在一张方格纸上作t～x(y)图，然后根据t～x(y)图作y～x图。1.5塔板数的确定1.5.1确定进料热状态泡点进料：29分离乙醇—水混合液的筛板精馏塔设计1.5.2求最小回流比Rmin可用图解法确定、（q线与平衡线交

7、点）。1.5.3选择回流比R最适宜回流比的选择原则：总费用最低。Ropt=（1.2～2.0）Rmin1.5.4求取理论板数NT逐板计算法：交替使用平衡方程与操作线方程（也可用图解法）。1.5.5灵敏板的确定由每块理论板的组成，可查出对应的泡点，作温度分布曲线（～NT），可大致确定灵敏板的位置。然后，再由全塔效率定出灵敏板所对应的实际板位置。1.5.6确定实际板数N由O’connell关联图确定全塔效率ET。实际板数：，塔釜为一块理论板加料板位置：，为精馏段理论板数。1.6塔板的设计（只设计精馏段）设计意图：总体逆流、板上错流。克服塔内的非理想流动：

8、液沫夹带、气泡夹带、气体的不均匀流动、液体的不均匀流动。克服塔的不正常操作现象：夹带液泛、溢流液泛、严重漏液。）29分离乙