化工原理（含化工设备机械基础）课程设计-板式精馏塔设计

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1、板式精馏塔优化设计化工原理（含化工设备机械基础）课程设计板式精馏塔设计专业班级：化工工艺06-3班本组成员：指导老师：设计时间：2009年4月27日至2009年5月15日40板式精馏塔优化设计目录1、摘要……………………………………………………………………22、设计任务书……………………………………………………………33、前言………………………………………………………………44、回流比优化…………………………………………………………64、塔板的工艺设计……………………………………………………85、塔板的流体力学计算………………………………………………186、

2、塔附件设计……………………………………………………257、塔总体高度的设计………………………………………………278、附属设备设计…………………………………………………279、精馏塔主体设备机械设计…………………………………………2810、参考文献…………………………………………………………3611、附录…………………………………………………………3940板式精馏塔优化设计摘要：本设计采用筛板塔精馏分离乙醇-水溶液，利用VB语言优化回流比，并算出理论塔板数为40，最优回流比2.66。对塔的工艺尺寸进行计算得出塔径为0.8米，塔总高42米。对塔的流体力学进行验

3、证后，符合筛板塔的操作性能。经过对塔设备的强度计算，12mm满足设计要求。本次设计内容对提高化工原理课程设计的能力有明显作用。关键词：筛板塔、乙醇、最小回流比、经济衡算40板式精馏塔优化设计精馏塔优化设计任务书1、设计任务：年处理2.8万吨乙醇-水溶液系统2、设计条件：l料液含乙醇13wt%；l馏出液含乙醇不少于94wt%；l残液含乙醇不大于0.05wt%。3、操作条件：l泡点进料，回流比由经济衡算优化；l塔釜加热方式及蒸汽压力：间接，0.2Mpa（表压）；l塔顶全凝器冷却水进口温度20℃，出口温度50℃；l常压操作，年工作日300天，每天工作24小时；l塔

4、板形式：筛板塔；l安装地点：合肥。4、主要设计内容：l工艺流程的确定；l塔和塔板的工艺尺寸计算；l塔板的流体力学验算及复合性能图；l主体设备的机械设计；l辅助设备的计算设备的机械设计。前言40板式精馏塔优化设计精馏是通过汽液两相的直接接触，利用组分挥发度的不同，使易挥发组分由液相向气相传递，难挥发组分由气相向液相传递，来达到分离液相混合物的一种常用操作。蒸馏操作在化工，石油化工，轻工等工业生产中占有重要的地位。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。蒸馏过程按操作方式可分为间歇蒸馏和连续过程。间歇

5、蒸馏时一种不稳定操作，主要应用于批量生产或某些有特殊要求的场合；连续蒸馏为稳态的连续过程，是化工生产常用的方法。蒸馏过程按蒸馏方式可分简单蒸馏，平衡蒸馏，精馏和特殊精馏等。简单蒸馏是一种单级蒸馏操作，常以间歇方式进行。平衡蒸馏又称闪蒸，也是一种单级蒸馏操作，常以连续方式进行。简单蒸馏平衡蒸馏一般用于较易分离的体系或分离要求不高的体系。对于较难分离的体系可采用精馏，用普通精馏不能分离体系则可采用特殊精馏。特殊精馏是在物系中加入第三组分，改变被分离组分的活度系数，增大组分间的相对挥发度，达到有效分离的目的。特殊精馏有萃取精馏、恒沸精馏和盐溶精馏等。精馏过程按操作

6、压强可分为常压精馏、加压精馏和减压精馏。一般来说，当总压强增大时，平衡时气相浓度接近，对分离不利，但对在常压下为气态的混合物，可采用加压精馏;沸点高又是热敏性的混合液，可采用减压精馏。精馏过程所用的设备及其相互联系，总称为精馏装置，其核心是精馏塔。常用的精馏塔又是板式塔和填料塔两大类，统称塔设备。和其它传质过程一样，精馏对塔设备的要求大致包括：（1）生产能力大：即单位塔截面可通过较大的气、液相流率，不会长生液泛等不正常流动。（2）效率高：汽、液相在塔内流动时保持充分的接触，具有较高的塔板效率或较大的传质速率。（3）流动阻力小：流体通过塔设备的阻力降小，可以节

7、省动力费用，在减压操作时易于达到所要求的真空度。（4）有一定的操作弹性：当汽液相流率有一定波动时，两相均能维持正常的流动，且不会使效率产生较大的变化。（5）结构简单，造价低，安装检修方便。（6）能满足物性的工艺特性，如腐蚀性，热敏性，起泡性等特殊要求。分离乙醇——40板式精馏塔优化设计水溶液用的是板式精馏塔，板式塔大致可分为两类，一类是有降液管的塔板，如泡罩、浮阀、筛板、导向筛板、新型垂直板、舌形、S形、多降液管塔板等；另一类是无降液管塔板，如穿流式筛板、穿流式波纹板等。工业应用较多的是有降液管的浮阀、筛板和泡罩塔板等。基于本次设计中我们采用的是筛板塔，下面

8、主要介绍筛板塔。筛板塔：筛板是在塔板上有均布的筛孔，