化工原理课程设计-分离乙醇—水二元物系浮阀式精馏塔的设计

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1、化工原理课程设计任务书1.设计题目：分离乙醇—水二元物系浮阀式精馏塔的设计2.原始数据及条件：生产能力：年处理乙醇—水混合液7.92千吨(开工率为3000/天)原料：来自原料罐，温度20℃，乙醇含量为48%（质量分率,下同）分离要求：塔顶乙醇含量不低于92%塔底乙醇含量不高于0.03%塔顶压力P=105KPa进料状态为泡点进料塔釜为饱和蒸汽直接加3.设计任务：1.完成该精馏塔的各工艺设计，包括设备设计及辅助设备选型。2.画出带控制点的工艺流程图、塔板版面布置图、精馏塔设计条件图。3.写出该精馏塔的设计说明书，包括设计结果汇总

2、和设计评价。IV摘要本次设计针对二元物系的精馏问题进行分析、计算、核算、绘图，是较完整的精馏设计过程。精馏设计包括设计方案的选取，主要设备的工艺设计计算、辅助设备的选型、工艺流程图的制作、主要设备的工艺条件图等内容。通过对精馏塔的核算，以保证精馏过程的顺利进行并使效率尽可能的提高。本次设计结果为：理论板数为20块，塔效率为42.2%，精馏段实际板数为40块，提馏段实际板数为5块，实际板数45块。进料位置为第17块板，在板式塔主要工艺尺寸的设计计算中得出塔径为0.8米，设置了四个人孔，塔高22.19米，通过浮阀板的流体力学验算

3、，证明各指标数据均符合标准。关键词：二元精馏、浮阀精馏塔、物料衡算、流体力学验算。IV第一章绪论5第二章塔板的工艺设计72.1精馏塔全塔物料衡算72.2乙醇和水的物性参数计算72.2.1温度72.2.2密度82.2理论塔板的计算11第三章塔体的工艺尺寸计算123.1塔径的初步计算123.2溢流装置143.3塔板分布、浮阀数目与排列15第四章筛板的流体力学验算164.1气相通过浮阀塔板的压降164.2淹塔174.3物沫夹带18第五章塔板负荷性能曲线195.1物沫夹带线195.2液泛线195.3液相负荷上限205.4漏液线205

4、.5液相负荷下限20第六章塔附件的设计216.1接管216.2筒体与封头236.3除沫器236.4裙座246.5人孔24第七章塔总体高度的设计247.1塔的顶部空间高度247.3塔总体高度24第八章附属设备的计算248.1热量衡算248.1.10℃的塔顶气体上升的焓Qv248.1.2回流液的焓QR258.1.3塔顶馏出液的焓QD258.1.4冷凝器消耗的焓QC258.1.5进料口的焓QF258.1.6塔釜残液的焓QW268.1.7再沸器QB268.2冷凝器的设计268.3冷凝器的核算278.4泵的选择27浮阀塔工艺设计计算结

5、果列表28主要符号说明29IV参考文献31致谢31IV第一章绪论精馏的基本原理是根据各液体在混合液中的挥发度不同，采用多次部分汽化和多次部分冷凝的原理来实现连续的高纯度分离。在现代的工业生产中已经广泛地应用于物系的分离、提纯、制备等领域，并取得了良好的效益。其中主要包括板式塔和填料塔，而板式塔的塔板类型主要有泡罩塔板、浮阀塔板、筛板塔板、舌形塔板、网孔塔板、垂直塔板等等,本次课程设计是浮阀塔。精馏过程与其他蒸馏过程最大的区别，是在塔两端同时提供纯度较高的液相和气相回流，为精馏过程提供了传质的必要条件。提供高纯度的回流，使在相

6、同理论板的条件下，为精馏实现高纯度的分离时，始终能保证一定的传质推动力。所以，只要理论板足够多，回流足够大时，在塔顶可能得到高纯度的轻组分产品，而在塔底获得高纯度的重组分产品。精馏广泛应用于石油,化工,轻工等工业生产中,是液体混合物分离中首选分离方法本次课程设计是分离乙醇——水二元物系。在此我选用连续精馏浮阀塔。具有以下特点：(1)处理能力大，比同塔径的泡罩塔可增加20～40％，而接近于筛板塔。(2)操作弹性大，一般约为5～9，比筛板、泡罩、舌形塔板的操作弹性要大得多。(3)塔板效率高，比泡罩塔高15％左右。(4)压强小，在

7、常压塔中每块板的压强降一般为400～660N/m2。(5)液面梯度小。(6)使用周期长。粘度稍大以及有一般聚合现象的系统也能正常操作。(7)结构简单，安装容易，制造费为泡罩塔板的60～80％,为筛板塔的120～130％。本次设计针对二元物系的精馏问题进行分析、计算、核算、绘图，是较完整的精馏设计过程。精馏设计包括设计方案的选取，主要设备的工艺设计计算——物料衡算、工艺参数的选定、设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算、辅助设备的选型、工艺流程图的制作、主要设备的工艺条件图等内容。通过对精馏塔的运算，可以得出精馏塔的各种设计如塔的

8、工艺流程、生产操作条件、物性参数及接管尺寸是合理的，以保证精馏过程的顺利进行并使效率尽可能的提高。工科大学生应具有较高的综合能力，解决实际生产问题的能力，课程设计是一次让我们接触实际生产的良好机会，我们应充分利用这样的时机认真去对待每一项任务，为将来打下一个稳固的基础。而先进的设计思想、科