乙醇-水混合液精馏塔设计

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1、河西学院HexiUniversity化工原理课程设计题目:乙醇-水混合液精馏塔设计学院:化学化工学院专业:_化学工程与工艺学号:2014210040姓名:赵哲指导教师:杨自嵘2016年12月1日化工原理课程设计任务书一、设计题目乙醇-水混合液精馏塔设计二、设计任务及操作条件1.设计任务生产能力（进料量）140000吨/年操作周期7200小时/年进料组成20%（质量分率，下同）塔顶乙醇浓度不低于95%塔底乙醇浓度不高于0.2%2.操作条件操作压力塔顶4kPa（表压）进料热状态泡点进料3.设备型式浮阀塔4.厂址浙江杭州三、设

2、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.工艺流程图及精馏工艺条件图7.设计评述目录1概述12设计方案的选择及流程说明（附以流程简图）22.1设计方案的选择和论证22.1.1设计思路22.1.2选定设计方案的原则22.2确定设计方案22.2.1精馏方式的选定22.2.2加热方式的选取32.2.3操作压力的选取32.2.4回流比的选择

3、32.2.5塔顶冷凝器的冷凝方式与冷却介质的选择32.2.6板式塔的选择32.2.7关于附属设备的设计42.3流程说明43工艺计算53.1物料衡算53.2热量衡算53.2.1温度的计算63.2.2密度的计算63.2.3混合液体的表面张力83.2.4混合物的粘度113.2.5相对挥发度114主体设备工艺尺寸计算124.1塔板数的计算124.1.1求最小回流比124.1.2求操作线方程124.1.4求塔板效率154.1.5实际塔板数154.2塔径的计算154.2.1气液相体积流量计算154.2.2精馏段164.2.3提馏段1

4、74.3溢流装置174.3.1堰长174.3.2弓形降液管的宽度和横截面184.3.3降液管底隙高度184.4塔板分布和浮阀数目与排列194.4.1塔板分布194.5塔板的流体力学计算204.5.1塔板压降204.5.2液泛214.5.3物沫夹带224.5.4塔板负荷性能图235 辅助设备计算与选型275.1接管275.1.1原料进料管275.1.2回流管275.1.3塔顶蒸汽出料管275.1.4塔釡出料管275.1.5塔底进气管285.1.6法兰285.2筒体与封头285.2.1筒体285.2.2封头295.3人孔29

5、5.4裙座295.5冷凝器295.6再沸器305.7预热器305.8除沫器315.9塔总体高度的计算325.9.1塔顶部空间高度325.9.2塔底部空间高度325.9.3塔总体高度326设计结果一览表327设计评述338参考文献33致谢35附图35乙醇－水混合液精馏塔设计赵哲摘要:化工生产常需进行二元液相混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的，精馏是利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和多次部分冷凝达到轻重组分分离目的的方法。精馏操作在化工、石油化工、轻工等工业生产中占有重要的地位。为此，掌握气液相

6、平衡关系，熟悉各种塔型的操作特性，对选择、设计和分析分离过程中的各种参数是非常重要的。塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备类型之一。本次设计的浮阀塔是化工生产中主要的气液传质设备。此设计针对二元物系的精馏问题进行分析、选取、计算、核算、绘图等，是较完整的精馏设计过程，该设计方法被工程技术人员广泛的采用。本设计书对丙酮和水的分离设备─浮阀精馏塔做了较详细的叙述，主要包括：工艺计算，辅助设备计算,塔设备等的附图。采用浮阀精馏塔，塔高33.38米，塔径2米，按作图法理论板数为26。算得全塔效率为0.431。塔顶使用全凝器，部分

7、回流。精馏段实际板数为53，提馏段实际板数为5。实际加料位置在第56块板(从上往下数)，操作弹性为1.9。通过板压降、漏液、液泛、雾沫夹带的流体力学验算，均在安全操作范围内。塔的附属设备中，所有管线均采用无缝钢管。再沸器采用浮头式换热器。用110℃饱和蒸汽加热，用20℃循水作冷凝剂。饱和蒸汽走管程，釜液走壳程。关键词：乙醇－水、精馏、浮阀塔、负荷性能图、精馏塔设备结构1概述乙醇（C2H5OH），俗名酒精，是基本的工业原料之一，与酸碱并重，它作为再生能源犹为受人们的重视。工业上常用发酵法（C6H10O5）n和乙烯水化法制取

8、乙醇。乙醇有相当广泛的用途，除用作燃料，制造饮料和香精外，也是一种重要的有机化工原料，如用乙醇制造乙酸、乙醚等；乙醇又是一种有机溶剂，用于溶解树脂，制造涂料。众所周知，在医药卫生方面，乙醇作为消毒杀菌剂而造福于人类。人类餐饮饭桌上饮用各种酒品，乙醇也是其中不可或缺的组成部分，如：啤酒含3％～5％，葡萄酒含6％～20％