酒精连续精馏塔的工艺设计说明

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1、西安交通大学能源与动力工程学院酒精连续精馏塔的设计化工61刘敬军060380162009/6/2839目录第一章设计任务书2第二章概述3第三章设计方案的选定4一、主要设备选型4二、操作条件的确定4第四章工艺计算6一、物料衡算6二、回流比、理论塔板数的确定7三、全塔效率10四、实际塔板数11五、热量衡算12第五章精馏塔结构设计计算13一、塔径的计算14二、提馏段塔盘设计计算15三、精馏段塔盘设计计算18四、塔高的计算22第六章流体力学验算及操作负荷性能图23一、流体力学验算23二、操作负荷性能图26第七章接管尺寸设计31一、进料管31二、塔顶升气管31三、回流管31四、塔釜

2、气相回流管32五、塔釜液相排出管32第八章附属设备设计及选用33一、冷凝器33二、再沸器3339三、进料泵33四、换热器34第九章设计体会3539第一章设计任务书一、设计目的：以设定压力的饱和蒸汽在塔釜间接加热，塔顶采用冷凝冷却器，用水作为冷却剂。二、设计题目：酒精连续精馏塔的工艺设计三、设计条件： 生产能力（产量）6160吨／年 操作周期      8000  小时／年 进料组成      进料含乙醇37.6%，其余为水（质量分率，下同） 塔顶产品（乙醇）组成    ≥81.6％ 塔底产品（乙醇）组成    ≤0.5%  四、操作条件1.加热方式：间接蒸汽加热2.塔顶压

3、强：1个大气压（绝对压强）；3.进料热状况：泡点进料4.回流比：计算确定5.冷却水进出口温度为20和35度五、酒精和水溶液的表面张力：精馏段18达因/厘米；提馏段：60达因/厘米六、其它条件自选。七、设计内容：1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算3、主要设备工艺尺寸设计  （1）塔径及提馏段塔板结构尺寸的确定  （2）塔板的负荷性能图  （3）总塔高、总压降及接管尺寸的确定4、辅助设备选型与计算6、工艺流程图及精馏塔工艺条件图7、设计体会和评述8、参考文献39第二章39第一章概述课程设计是《化工原理》课程的一个总结性教学环节，是培养学生综合运用本门课程及有关选修课程的

4、基本知识去解决某一设计任务的一次训练。在整个教学计划中，它也起着培养学生独立工作能力的重要作用。通过课程设计，学生应该注重以下几个能力的训练和培养：1、查阅资料，选用公式和搜集数据（包括从已发表的文献中和从生产现场中搜集）的能力；2、树立既考虑技术上的先进性与可行性，又考虑经济上的合理性，并注意到操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思想，在这种设计思想的指导下去分析和解决实际问题的能力；3、迅速准确的进行工程计算的能力；4、用简洁的文字，清晰的图表来表达自己设计思想的能力。化工设备设计包括工艺设计和机械设计两部分。工艺设计是根据生产任务提供的工业条件（包括工作压力、温度、

5、产量、物料性能等），确定设备的结构形式、接管方位以及设备的主要尺寸等。机械设计是在工艺设计的基础上进行强度、刚度和稳定性设计或校核计算，对设备的内、外附件进行选型和结构设计计算，最好绘制设备的装配图和零部件工作图。作为化学工程与工艺的学生，本次《化工原理》课程设计主要是进行工艺设计。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。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。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

6、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。第二章39第一章设计方案的选定一、主要设备选型精馏设备（气液传质设备）主要分为填料塔和板式塔，板式塔为逐级接触型气－液传质设备，其种类繁多，根据塔板上气－液接触元件的不同，可分为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、穿流多孔板塔、舌形塔、浮动舌形塔和浮动喷射塔等多种。填料塔和板式塔的比较：●填料塔是连续式的气液传质设备，气液两相间呈连续逆流接触并进行传质和传热，气液两相组分的浓度沿塔高呈连续变化。●板式塔中气液两相间逐层逆流接触并进行传质和传热，气液两相组分

7、的浓度沿塔高呈阶梯式变化。板式塔是目前我们酒精生产中使用最多的塔型，浮阀塔是在泡罩塔的基础上发展起来的，它主要的改进是取消了升气管和泡罩，在塔板开孔上设有浮动的浮阀，浮阀可根据气体流量上下浮动，自行调节，使气速度稳定在某一数值。这一改进使浮阀塔在操作弹性、塔板效率、压降、生产能力以及设备造价等方面比泡罩塔优越。浮阀塔板具有泡罩塔板和筛孔塔板的优点，其优点是结构简单、造价低，生产能力大，操作弹性大，塔板效率较高；缺点是处理易结焦、高粘度的物料时，阀片易与塔板粘结；在操作过程中有时会发生阀片脱落或卡死等现象，使塔板效率和操作弹性下