乙醇水分离筛板式精馏塔_化工原理课程设计

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1、目录1设计任务书11.1设计题目11.2工艺条件11.3塔板类型11.4生产制度11.5设计内容12设计方案22.1设计方案简介22.2设计方案的确定及工艺流程的说明23工艺计算33.1塔板的工艺计算33.1.1物料衡算33.1.2q线方程43.1.3R的确定53.1.4总物料恒算63.1.5回收率73.1.6操作线方程73.1.7图解法求理论板层数73.1.8实际板层数的求取83.2精馏塔工艺条件及计算93.2.1操作压力93.2.2操作温度93.2.3平均摩尔质量93.2.4液体的平均密度103.2.5

2、液体表面张力计算113.3精馏塔的塔体工艺尺寸计算123.3.1塔径的计算123.3.2精馏塔有效高度计算143.4塔板主要工艺尺寸计算143.4.1溢流装置计算143.4.2塔板布置163.5筛板的流体力学验算173.5.1精馏段校核173.5.2　提馏段校核193.6塔板负荷性能图213.6.1精馏段213.6.2提馏段244板式塔的塔体总高度的计算264.1塔顶空间HD264.2塔底空间HB264.3人孔274.4裙座274.5筒体与封头274.5.1筒体274.5.2封头284.6塔体总高度285精

3、馏塔附属设备的选型及相关计算285.1换热器的选型与核算285.1.1估算传热面积，初选换热器型号285.1.2确定物性数据295.1.3估算传热面积295.1.4换热器核算315.2接管345.2.1进料管345.2.2回流管345.2.3塔底出料管345.2.4塔顶蒸汽出料管355.2.5塔底蒸汽进料管355.4泵的计算与选型366计算结果一览表387设计感想评价及有关问题的分析讨论398参考文献399绘制塔顶全凝器设备图391设计任务书1.1设计题目：乙醇-水常压分离过程筛板式精馏塔工艺设计1.2工艺

4、条件：生产能力：乙醇-水混合液处理量5.0万吨/年进料状况：冷液进料原料组成：乙醇的含量20（wt%）塔顶组成：乙醇的含量91（wt%）塔底组成：乙醇的含量0.3（wt%）进料温度：适宜回流比R：R=1.3Rmin塔顶压力：单板压降：加热蒸汽压力:加热方式：塔底直接加热1.3塔板类型：筛板式精馏塔1.4生产制度：年开工300天，每天24小时连续生产1.5设计内容：1）精馏塔的物料衡算；2）塔板数的确定；3)精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算；4)精馏塔的塔体工艺尺寸计算；5)塔板主要工艺尺寸的计算；6)塔

5、板的流体力学验算；7)塔板负荷性能图；8）塔体总高度的计算；9）精馏塔附属设备的选型及相关计算；10)计算结果一览表11)对设计过程的评述和有关问题的讨论；12）参考文献；4013）绘制精馏塔及换热器的设备图2设计方案2.1设计方案简介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、

6、舌形塔板、网孔塔板、垂直塔板等等,本次课程设计是筛板塔。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筛板塔。具有以下

7、特点：(1)筛板塔的操作弹性小，对物料的流量要求非常平稳精确，不利于实际生产中使用(2)筛板塔盘较浮阀塔盘的优点是结构简单抗堵，压降较小，造价便宜。(3)筛板塔盘现在很少用了，比浮阀塔的效率低，操作弹性小。(4)筛板塔盘也有溢流堰和降液管。优点是结构简单，压降较小，造价便宜，抗堵性强。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

8、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。2.2设计方案的确定及工艺流程的说明40本设计任务为分离乙醇-水混合物。对于该二元混合物的分离，应采用常压下的连续精馏过程。本设计为23℃进料即冷液进料，塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷却器