乙醇筛板精馏塔设计

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1、《化工原理课程设计》报告70560吨/年乙醇~水精馏装置设计年级专业设计者姓名设计单位完成日期年月日39目录一、概述51.1设计依据51.2技术来源51.3设计任务及要求5二：计算过程61.塔型选择62.操作条件的确定62.1操作压力72.2进料状态72.3加热方式72.4热能利用73.有关的工艺计算73.1最小回流比及操作回流比的确定93.2塔顶产品产量、釜残液量及加热蒸汽量的计算93.3全凝器冷凝介质的消耗量103.4热能利用103.5理论塔板层数的确定113.6全塔效率的估算123.7实际塔板数134.精馏塔主题尺寸的计算134.1精馏段与提

2、馏段的体积流量134.1.1精馏段144.1.2提馏段154.2塔径的计算164.2.1精馏段塔径的计算164.2.2精馏塔高的计算19395.塔板结构尺寸的确定195.1塔板尺寸195.1.1精馏段塔板尺寸195.1.2提馏段塔板尺寸205.2塔板布置226．筛板的流体力学验算236.1先对精馏段进行计算236.1.1.塔板压降236.1.2液面落差246.1.3液沫夹带246.1.4漏液验算246.1.5液泛验算256.2对提馏段进行计算256.2.1.塔板压降256.2.2液面落差266.2.3液沫夹带266.2.4漏液验算276.2.5液泛

3、验算277.塔板负荷性能图277.1精馏段的计算277.1.1漏液线277.1.2液沫夹带线287.1.3液体负荷下限线297.1.4液体负荷上限线297.1.5液泛线297.1.6操作性能负荷图307.2提馏段的计算317.2.1漏液线317.2.2液沫夹带线317.2.3液体负荷下限线327.2.4液体负荷上限线327.2.5液泛线337.2.6操作性能负荷图337.7筛板塔的工艺设计计算结果35398.各接管尺寸的确定368.1进料管368.2釜残液出料管378.3回流液管378.4塔顶上升蒸汽管378.5水蒸汽进口管3839一、概述乙醇~水

4、是工业上最常见的溶剂，也是非常重要的化工原料之一，是无色、无毒、无致癌性、污染性和腐蚀性小的液体混合物。因其良好的理化性能，而被广泛地应用于化工、日化、医药等行业。近些年来，由于燃料价格的上涨，乙醇燃料越来越有取代传统燃料的趋势，且已在郑州、济南等地的公交、出租车行业内被采用。山东业已推出了推广燃料乙醇的法规。长期以来，乙醇多以蒸馏法生产，但是由于乙醇~水体系有共沸现象，普通的精馏对于得到高纯度的乙醇来说产量不好。但是由于常用的多为其水溶液，因此，研究和改进乙醇`水体系的精馏设备是非常重要的。塔设备是最常采用的精馏装置，无论是填料塔还是板式塔都在化

5、工生产过程中得到了广泛的应用，在此我们作板式塔的设计以熟悉单元操作设备的设计流程和应注意的事项是非常必要的。1.1设计依据本设计依据于教科书的设计实例，对所提出的题目进行分析并做出理论计算。1.2技术来源目前，精馏塔的设计方法以严格计算为主，也有一些简化的模型，但是严格计算法对于连续精馏塔是最常采用的，我们此次所做的计算也采用严格计算法。1.3设计任务及要求原料：乙醇~水溶液，年产量70560吨乙醇含量：31%(质量分数)，原料液温度：45℃设计要求：塔顶的乙醇含量不小于80%(摩尔分率)39塔底的乙醇含量不大于0.05%(摩尔分率)表1乙醇~水溶

6、液体系的平衡数据液相中乙醇的含量(摩尔分数)汽相中乙醇的含量(摩尔分数)液相中乙醇的含量(摩尔分数)汽相中乙醇的含量(摩尔分数)0.00.00.400.6140.0040.0530.450.6350.010.110.500.6570.020.1750.550.6780.040.2730.600.6980.060.340.650.7250.080.3920.700.7550.100.430.750.7850.140.4820.800.820.180.5130.850.8550.200.5250.8940.8940.250.5510.900.8980.

7、300.5750.950.9420.350.5951.01.0二：计算过程1.塔型选择根据生产任务，若按年工作日300天，每天开动设备24小时计算，产品流量为，由于产品粘度较小，流量较大，为减少造价，降低生产过程中压降和塔板液面落差的影响，提高生产效率，选用浮阀塔。2.操作条件的确定392.1操作压力由于乙醇~水体系对温度的依赖性不强，常压下为液态，为降低塔的操作费用，操作压力选为常压其中塔顶压力为塔底压力2.2进料状态虽然进料方式有多种，但是饱和液体进料时进料温度不受季节、气温变化和前段工序波动的影响，塔的操作比较容易控制；此外，饱和液体进料时精

8、馏段和提馏段的塔径相同，无论是设计计算还是实际加工制造这样的精馏塔都比较容易，为此，本次设计中采取饱和液体进料2.3加热方