分离乙醇-水筛板精馏塔的设计

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1、化工原理课程设计化工原理课程设计题目分离乙醇-水筛板精馏塔的设计系（院）化学与化工系专业材料化学班级2009级1班学生姓名学号指导教师职称讲师2012年6月1日滨州学院32化工原理课程设计课程设计任务书一、课题名称乙醇——水分离板式精馏塔设计二、课题条件（原始数据）原料：乙醇、水溶液处理量：583.3Kg/h原料组成：28%（乙醇的质量分率）料液初温：26℃操作压力、单板压降：自选回流比：R/Rmin=1.8进料状态：冷液体进料塔顶产品浓度：78%（质量分率）塔底釜液含乙醇含量不高于0.04%（质量

2、分率）塔顶：全凝器塔釜：饱和蒸汽间接加热塔板形式：筛板生产时间：300天/年，每天24h运行设备形式：筛板塔厂址：滨州市目录32化工原理课程设计第一章概述11.1精馏操作对塔设备的要求11.2板式塔类型2第二章设计方案的确定32.1操作条件的确定32.2确定设计方案的原则4第三章塔的工艺尺寸得计算53.1精馏塔的物料衡算53.1.1摩尔分率53.1.2平均摩尔质量63.1.3物料衡算63.1.4回收率63.2塔板数的确定63.2.1理论板层数N的求取63.2.1.1最小回流比及操作回流比计算63.2

3、.1.3逐板法求塔板数93.2.2实际板层数的求取93.3精馏塔有关物性数据的计算103.3.1操作压力计算103.3.2操作温度计算103.3.3平均摩尔质量计算113.3.3.1精馏段的平均摩尔质量113.3.3.2提馏段平均摩尔质量113.3.4平均密度计算113.3.5液体平均表面张力计算123.3.5.1精馏段液体平均表面张力133.3.5.2提馏段精馏段液体平均表面张力133.3.6液体平均黏度计算1332化工原理课程设计3.4精馏塔的塔体工艺尺寸设计133.4.1塔径的计算143.4.

4、2精馏塔有效高度的计算163.5塔板主要工艺尺寸的计算173.5.1溢流装置计算173.5.1.1堰长173.5.1.2溢流堰高度173.5.1.3弓形降液管宽度和截面积183.5.1.4降液管底隙高度183.5.2塔板布置193.5.2.1塔板的分块193.5.2.2边缘区宽度确定203.5.2.3开孔区面积计算203.5.2.4筛孔计算及其排列203.6筛板的流体力学验算213.6.1塔板压降213.6.1.1干板阻力计算213.6.1.2气体通过液层的阻力计算223.6.1.3液体表面张力的阻

5、力计算223.6.2液面落差233.6.3液沫夹带233.6.4漏液233.6.5液泛243.7塔板负荷性能图243.7.1漏液线243.7.2液沫夹带线253.7.3液相负荷下限线263.7.4液相负荷上限线263.7.5液泛线2732化工原理课程设计第四章设计小结31参考文献3232化工原理课程设计32化工原理课程设计第一章概述乙醇~水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

6、。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.

7、1精馏操作对塔设备的要求精馏所进行的是气(汽)、液两相之间的传质，而作为气(汽)、液两相传质所用的塔设备，首先必须要能使气(汽)、液两相得到充分的接触，以达到较高的传质效率。但是，为了满足工业生产和需要，塔设备还得具备下列各种基本要求：（1）气(汽)、液处理量大，即生产能力大时，仍不致发生大量的雾沫夹带、拦液或液泛等破坏操作的现象。（2）操作稳定，弹性大，即当塔设备的气(汽)、液负荷有较大范围的变动时，仍能在较高的传质效率下进行稳定的操作并应保证长期连续操作所必须具有的可靠性。（3）流体流动的阻力小

8、，即流体流经塔设备的压力降小，这将大大节省动力消耗，从而降低操作费用。对于减压精馏操作，过大的压力降还将使整个系统无法维持必要的真空度，最终破坏物系的操作。（4）结构简单，材料耗用量小，制造和安装容易。（5）耐腐蚀和不易堵塞，方便操作、调节和检修。32化工原理课程设计（6）塔内的滞留量要小。实际上，任何塔设备都难以满足上述所有要求，况且上述要求中有些也是互相矛盾的。不同的塔型各有某些独特的优点，设计时应根据物系性质和具体要求，抓住主要矛盾，进行选型。1.2板式塔类型气