乙醇-水板式精馏塔设计

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1、河曲嗲棟;HexiUniversity化工原理课程设计题目:板式精馈塔设计学院:专业：化学工程与工艺学号:_姓名:_指导教师:_化学化工学院2014210017毛利明邱东2016年12月2日化工原理课程设计任务书一、设计题目乙醇-水板式精馏塔设计二、设计任务及操作条件1.设计任务生产能力(进料量)60000吨/年操作周期.进料组成320天/年36%(乙醇质量分率，下同)塔顶产品组成彡94%塔底产品组成<1%2.操作条件操作压力4kpa进料热状态25°C加热蒸汽低压蒸汽3.设备型式筛板塔4.厂址天津市三、设计内容1.设计方案的选择及流程说明2.塔的工艺计算3.主要设备工

2、艺尺寸设计(1)塔径、塔高及塔板结构尺寸的确定(2)塔板的流体力学校核(3)塔板的负荷性能图(4)总塔高、总压降及接管尺寸的确定4.辅助设备选型与计算5.设计结果汇总6.工艺流程图及设备图7.设计评述目录设计任务书目录设计任务书1継11.1塔板性质11.2筛板塔的特点如下11.3精馏的作用11.4设计方案21,5设汁思路22塔板的工艺设计32.1精馏塔全塔物料衡算32.1.1操作温度的计算42.1.2平均摩尔质量的计算42.1.3平均密度的计算52.1.4平均表面张力的计算72.1.5"I*"V(102.1.6和对挥发度的计算112.2理论塔的计算112.3塔径的初步

3、设计132.3.1气、液相体积流量计算132.3.2空塔气速142.3.3塔高的计算162.4溢流装置162.4.1堰长么162.4.2弓降液管的宽度和横截面积2.4.3降液管底隙高度2.5.2.筛孔数目及排列17•••••••••1718，塔板的流体力学验算193.1塔板压降193.1.1气体通过十板的阻力压降4193.1.2气体通过板上液层的压降203.1.3气体克服液体表面张力产生的压降么213.1.4液体通过每层筛板的压降AP213.2馳縫213.2.1雾沬夹带量&的验算223.2.2223.2.3液泛的验算22233.3塔板负荷性能阁3.3.1物沫夹带线23

4、3.3.2液泛线24333才目"IkF―P艮253.3.4漏液线（气相负荷下限线）263.3.5液相负荷下限线274.塔附件设计294.1磯294.1.1进料管294.1.2回流管294.1.3塔底出料管294.1.4ioT贞lLi304.1.5塔底进气管304.1.6筒体30•1•""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""34.2除沫器304.3髓314.4ffi柱314.5A?L315.塔总体高度的设计315.1塔的顶部空间高度315.2塔的底部空间高度325.3塔总体高度326.附属设备设计326.1冷凝

5、器的选择326.2再沸器的选择327.设计结果一览表338•设计评述35in1.概述1.1塔板性质此设计的塔型为筛板塔。筛板塔是很早出现的一种板式塔。五十年代起对筛板塔进行了大量工业规模的研宄，逐步掌握了筛板塔的性能，并形成了较完善的设计方法。与泡罩塔相比，筛板塔具有下列优点：生产能力大20~40%,塔板效率高10~15%，压力降低3(f50%,而且结构简单，塔盘造价减少40%左右，安装、维修都较容易。从而一反讼期的冷落状况，获得了广泛应用。近年来对筛板塔盘的研究还在发展，出现了大孔径筛板(孔径可达2(f25mm)，导向筛板等多种形式。作为主要用于传质过程的塔设备，首

6、先必须使气(汽)液两相充分接触，以获得较高的传质效率。此外，为了满足工业生产的需要，塔设备还得考虑T列各项传质效率。此外，为了满足工业生产的需要，塔设备还得考虑生产能力大、操作弹性大、流体流动的附力小、结构简单、耐腐蚀、方便操作等要求。事实上，对于现有的任何一种塔型，都不可能完全满足上述所有要求，仅是在某些方面具有独到之处。筛板塔盘上分为筛孔区、无孔区、溢流堰及降液管等几部分.工业塔常用的筛孔孔径为3~8mm，按正三角形排列。空间距与孔径的比为2.5~5。近年来有大孔径(l(T25mm)筛板的，它具有制造容易，不易堵塞等优点，只是漏夜点低，操作弹性小。1.2筛板塔的特

7、点如下结构简单、制造维修方便。(2)生产能力大，比浮阀塔还高。(3)塔板压力降较低，适宜于真空蒸馏。(4)塔板效率较高，但比浮阀塔稍低。(5)合理设计的筛板塔可是具有较高的操作弹性，仅稍低与泡罩塔。(6)小孔径筛板易堵寒，故不宜处理脏的、粘性大的和带有同体粒子的料液。1.3精馏的作用化工生产中所处理的原料中间产品几乎都是由若干组分组成的混合物。其中大部分是均相混合物。生产中为满足要求需将混合物分离成较纯的物质。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。精馏过程在能量剂的驱动下(有时加