化工原理课程设计--乙醇-水二元物系浮阀式精馏塔的设计

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1、化工原理课程设计题目乙醇-水二元物系浮阀式精馏塔的设计教学院专业班级学生姓名学生学号指导教师2013年12月12日化工原理课程设计任务书（一）设计题目乙醇—水二元物系浮阀式精馏塔的设计（二）设计条件塔顶压力为常压处理量：1200kg/h进料组成：0.46（质量分率）塔顶组成：0.90（质量分率）塔底组成：0.04（质量分率）加料状态：q=0.97塔顶设全凝器，泡点回流塔釜间接蒸汽加热回流比单板压降≤0.7kPa（三）设计内容(1)确定工艺流程。(2)精馏塔的物料衡算。(3)塔板数的确定。(4)精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算。(5)

2、精馏塔塔体工艺尺寸的计算。(6)塔板板面布置设计。(7)塔板的流体力学验算与负荷性能图。(8)精馏塔接管尺寸计算。(9)塔顶全凝器工艺设计计算和选型。(10)进料泵的工艺设计计算和选型。(11)带控制点的工艺流程图A3、塔板板面布置图、精馏塔设计条件图。(12)设计说明书。吉林化工学院化工原理课程设计目录摘要1绪论2第一章设计思路31.1设计流程31.2设计思路3第二章精馏塔的工艺设计52.1精馏段进料、塔顶和塔釜产品摩尔分数的计算52.2物料衡算52.3理论板数和进料位置的确定62.4平均温度,密度，摩尔质量的计算…………………………

3、………………………………..…72.5液体表面张力………………………………………………………………………………...…92.5平均粘度计算122.6平均相对挥发度的计算132.7全塔效率132.8实际板数和实际加料位置的确定13第三章精馏塔主要工艺尺寸的设计计算153.1塔的有关物性数据计算103.2精馏塔主要工艺尺寸的计算143.3筛板的流体力学验算193.4塔板负荷性能图213.5操作弹性24第四章热量衡算264.1比热容及汽化潜热的计算264.2热量衡算26第五章板式塔的结构计算275.1进料管275.2回流管275.3塔底出料管

4、275.4塔底蒸汽出料管285.5塔底蒸汽进料管28第六章塔的附属设备的设计286.1冷凝器的选择286.2再沸器的选择286.3泵的选型29主要符号说明30参考文献35附录37I吉林化工学院化工原理课程设计摘要精馏是一种最常用的分离方法，它依据多次部分汽化、多次部分冷凝的原理来实现连续的高纯度分离。本设计采用浮阀精馏塔，进行乙醇－水二元物系的分离，此设计针对二元物系的精馏问题进行分析、计算、核算、绘图，从而达到二元物系分离的目的。精馏操作在化工、石油化工、轻工等工业生产中中占有重要的地位。为此，掌握气液相平衡关系，熟悉各种塔型的操作特

5、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。通过对精馏塔的工艺设计计算可知：实际塔板数为22块，第15块板进料，最小塔径为0.5m，塔的实际高度为15.2m。根据所选参数在进行校核可知：精馏段液体在降液管停留时间为25.97s，降液管底隙高度为12.8mm，气相最大负荷为0.67m3/s，气相最小负荷为0.32m3/s，操作弹性为4.79。提馏段液体在降液管停留时间为12.15s，降液管底隙高度为19mm，气相最大负荷为0.7m3/s，气相最小负荷为0.15m3/s，操作弹性为4.7。这些值都符合实际要求，故所选的物性参数是

6、合理。根据物料衡算可知:进料带入的热量为,回流带入的热量为,塔顶蒸汽带出的热量为,残液带出的热量为,塔顶上升的热量为。由精馏塔的附属设备的计算可知：塔顶冷凝器的型号为：JB/T4714-92，塔底再沸器的型号：JB/T4714-92，进料泵的型号为:IS50-32-125关键词：精馏，精馏塔，精馏段,浮阀。37吉林化工学院化工原理课程设计绪论精馏过程的基础是传质，即在能量剂的驱动下（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

7、中各组分的分离。该过程是同时进行传质、传热的过程。在本设计中我们使用浮阀塔，浮阀塔是在泡罩塔的基础上发展起来的，它主要的改进是取消了升气管和泡罩，在塔板开孔上设有浮动的浮阀，浮阀可根据气体流量上下浮动，自行调节，使气缝速度稳定在某一数值。这一改进使浮阀塔在操作弹性、塔板效率、压降、生产能力以及设备造价等方面比泡罩塔优越。但在处理粘稠度大的物料方面，又不及泡罩塔可靠。浮阀塔广泛用于精馏、吸收以及脱吸等传质过程中。塔径从200mm到6400mm，使用效果均较好。国外浮阀塔径，大者可达10m，塔高可达80m，板数有的多达数百块。浮阀塔之所以这

8、样广泛地被采用，是因为它具有下列特点：(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