乙醇-水混合液浮阀精馏塔设计

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1、.河西学院HexiUniversity化工原理课程设计题目:乙醇-水混合液浮阀精馏塔设计学院:化学化工学院专业:化学工程与工艺学号:2014210010姓名:李雪梅指导教师:魏玉娟2016年11月22日..化工原理课程设计任务书一、设计题目乙醇—水混合液筛板(浮阀)精馏塔设计二、设计任务及操作条件1.设计任务生产能力90000吨/年，（进料量）t/h操作周期小时/年（年工作330天检修一月）进料组成38%（乙醇质量分率，下同）塔顶产品组成≥94.5%（乙醇）塔底产品组成≤0.5%（乙醇）单板压降≤700Pa2.操作条件操作压力塔顶4kPa(表压)进料热状态自选（料液初温20

2、℃）加热蒸汽0.25MPa(表压)3.设备型式筛板或浮阀塔板4.厂址山东地区三、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.绘制生产工艺流程图及精馏塔设计条件图7.设计评述..目录摘要11前言11.1精馏原理及其在化工生产上的应用11.2精馏塔对塔设备的要求11.3常用板式塔类型及本设计的选型21.4本设计所选塔的特性21.5流程的确定和说明32塔板的工艺设计32.1精馏塔全塔物料衡算

3、32.2温度的计算42.3密度的计算42.4液体的平均表面张力的计算62.5混合物黏度的计算72.6相对挥发度82.7气、液相体积流量计算82.8理论板数NT的计算以及实际板数的确定102.8.1塔的汽、液相负荷102.8.2操作线方程102.8.3理论板的计算102.8.4实际理论板层数112.9塔径的初步设计122.10溢流装置132.11塔板布置及浮阀数目与排列143塔板的流体力学计算163.1气相通过浮阀塔板压降163.2淹塔173.3雾沫夹带线183.4塔板负荷性能图19..4浮阀塔工艺设计计算结果225塔附件设计235.1接管235.2筒体与封头245.3除沫器

4、255.4裙座255.5吊柱255.6人孔265.7塔高计算265.8冷凝器的选择265.9再沸器的选择276总结27参考文献28致谢29..乙醇-水溶液浮阀精馏塔设计李雪梅摘要：本设计是以乙醇-水物系为设计物系，以浮阀塔为精馏设备分离乙醇和水。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乙醇-水的精馏问题进行分析，选取，计算，核算，绘图等，是比较完整的精馏设计过程。通过逐板计算得出理论板数为13块，回流比为2.757，算出塔板效率39.39%，实际板数为33块，进料位置为第10块，在浮阀塔主要工艺尺寸的设计计算中得出塔径为2米，有效塔高15.8米，每层浮阀数目

5、为410个。通过浮阀塔的流体力学验算，证明各指标数据均符合标准。同时还对精馏塔的辅助设备进行了选型计算。本次设计过程正常，操作合适。关键词：乙醇；水；连续精馏；浮阀塔1前言1.1精馏原理及其在化工生产上的应用实际生产中，在精馏柱及精馏塔中精馏时，上述部分汽化和部分冷凝是同时进行的。对理想液态混合物精馏时，最后得到的馏液(气相冷却而成)是沸点低的物质，而残液是沸点高的物质，精馏是多次简单蒸馏的组合。精馏塔底部是加热区，温度最高；塔顶温度最低。精馏结果，塔顶冷凝收集的是纯低沸点组分，纯高沸点组分则留在塔底。1.2精馏对塔设备的要求精馏所用的设备及其相互联系，总称为精馏装置，其核

6、心为精馏塔。常用的精馏塔有板式塔和填料塔两类，通称塔设备，和其他传质过程一样，精馏塔对塔设备的要求大致如下[1]：①生产能力大：即单位塔截面大的气液相流率，不会产生液泛等不正常流动。②效率高：气液两相在塔内保持充分的密切接触，具有较高的塔板效率或传质效率。③流体阻力小：流体通过塔设备时阻力降小，可以节省动力费用，在减压操作是时，易于达到所要求的真空度。④有一定的操作弹性：当气液相流率有一定波动时，两相均能维持正常的流动，而且不会使效率发生较大的变化。⑤结构简单，造价低，安装检修方便。⑥能满足某些工艺的特性：腐蚀性，热敏性，起泡性等。..1.3常用板式塔类型及本设计的选型常用

7、板式塔类型有很多，如：筛板塔、泡罩塔、舌型塔、浮阀塔等。而浮阀塔具有很多优点，且加工方便，故有关浮阀塔板的研究开发远较其他形式的塔板广泛，是目前新型塔板研开发的主要方向。近年来浮阀塔一直成为化工生产中主要的传质设备，浮阀塔多用不锈钢板或合金。实际操作表明，浮阀在一定程度的漏夜状态下，使其操作板效率明显下降，其操作的负荷范围较泡罩塔窄，但设计良好的塔其操作弹性仍可达到满意的程度。浮阀塔塔板是在泡罩塔板和筛孔塔板的基础上发展起来的，它吸收了两者的优点。所以在此我们使用浮阀塔，浮阀塔的突出优点是结构简单，造价低，制造方便