化工原理课程设计-乙醇－水连续精馏筛板塔的设计

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1、化工原理课程设计任务书2一设计题目：乙醇－水连续精馏筛板塔的设计2二设计任务2三操作条件2四设计要求2五设计说明书的要求2六时间及地点2第一章前言3第二章绪论32.1设计方案32.2选塔依据42.3设计思路4第三章塔板的工艺设计53.1物料衡算53.2塔板数的确定53．3热量衡算93.4精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算103.5精馏塔的塔体工艺尺寸计算133.6塔板主要工艺尺寸16第四章筛板的流体力学验算184.1塔板压降184.2液沫夹带量204.3漏液204.4液泛204.5塔板负荷21第五章附属设备及主要附件的选型和计算2

2、45.1附属设备设计245.2其它构件25第六章塔总体高度的设计276.1塔的顶部空间高度276.2塔的底部空间高度276.3塔总体高度27第七章筛板塔的工艺设计结果汇总27第八章设计评述及心得29第九章参考文献3030化工原理课程设计任务书一设计题目：乙醇－水连续精馏筛板塔的设计二设计任务(1)原料液中乙醇含量：质量分率=27%（质量），其余为水。(2)塔顶产品中乙醇含量不得低于94%（质量分率）。(3)残液中乙醇含量不得高于0.2%（质量分率）。(4)生产能力：45000t/y乙醇产品，年开工330天。三操作条件（1）精馏塔塔顶

3、压强：4.0kPa(表压)（2）进料热状态：（3）回流比：（4）单板压降：（5）冷凝器冷却剂：水（6）冷却剂温度（7）再沸器加热剂：饱和水蒸气，压力：P=3atm(表压)，热损失：四设计要求(1)对精馏过程进行描述(2)对精馏过程进行物料衡算和热量衡算(3)对精馏塔进行设计计算(4)对精馏塔的附属设备进行选型(5)画一张精馏塔的装配图。(6)编制设计说明书五设计说明书的要求（1）目录（2）设计题目及原始数据（任务书）（3）简述精馏过程的生产流程及特点（4）精馏过程的有关计算（物料衡算、热量衡算、理论塔板数、回流比、塔高、塔径、塔板设

4、计、接管设计等）（5）附属设备的选型（裙座、再沸器、冷凝器等）（6）设计结果概要（主要设备尺寸、衡算结果等）（7）设计评述（8）参考文献六时间及地点时间：2010.6.14-2010.6.27(第十六、十七周)地点：博学楼E208、E301、E302教室30第一章前言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（有时加质量剂），使气、液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各组分挥发度的不同，使易挥

5、发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移，实现原料混合液中各组分的分离。该过程是同时进行传质、传热的过程。在本设计中我使用了筛板塔，筛板塔的突出优点是结构简单、造价低。当有合理的设计和适当的操作，筛板塔能满足分离要求的操作弹性，而且效率高。筛板塔是最早应用于工业生产的设备之一，五十年代之后通过大量的工业实践逐步改进了设计方法和结构，近年来与浮阀塔一起成为化工生中主要的传质设备。为减少对传质的不利影响，可将塔板的液体进入区制成突起的斜台状，这样可以降低进口处的速度，从而使塔板上气流分布均匀。筛板塔多用不锈钢板或合金制成，使用

6、碳钢的比率较少。它的主要优点是：结构简单，易于加工，造价为泡罩塔的60%左右，为浮阀塔的80%左右；在相同条件下，生产能力比泡罩塔大20%～40%；塔板效率较高，比泡罩塔高15%左右，但稍低于浮阀塔；气体压力降较小，每板降比泡罩塔约低30%左右。同时它也有缺点，其缺点是：小孔筛板易堵塞，不适宜处理脏的、粘性大的和带固体粒子的料液；操作弹性较小（3左右）。精馏是最常用的分离液液混合物方式之一，是组成化工生产过程的主要单元操作，也是典型的化工操作设备之一。进行此次课程设计，我的目的是培养自己综合运用所学知识的能力,以及解决实际化工问题的

7、能力,做到能独立进行化工设计初步训练，为以后从事设计等化工工作打下坚实的基础。第二章绪论2.1设计方案本设计任务为分离乙醇-水混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。设计中采用进料，将原料液通过预热器加热至50℃后送入精馏塔内。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷凝器冷却后送至储罐。塔釜采用再沸器加热，塔底产品经冷却后送至储罐。30图2-1流程图2.2选塔依据筛板塔是现今应用最广泛的一种塔型，设计比较成熟，具体优点如下：（1）结构简单、金属耗量少、造价低廉。（2）气体压降小、板上液面

8、落差也较小。（3）塔板效率较高，改进的大孔筛板能提高气速和生产能力，且不易堵塞塞孔。2.3设计思路1、精馏方式的选定2、塔的选择3、操作压力的选取4、加料状态的选择5、回流比的选择6、冷凝方式及介质选择7、加热方式的选择图2-2设计思