乙醇-水精馏塔课程设计浮阀塔

目录

设计任务书 (4)

第一章前言 (5)

第二章精馏塔过程的确定 (6)

第三章精馏塔设计物料计算 (7)

3.1水和乙醇有关物性数据 (7)

3.2 塔的物料衡算 (8)

3.2.1料液及塔顶、塔底产品及含乙醇摩尔分率 (8)

3.2.2平均分子量 (8)

3.2.3物料衡算 (8)

3.3塔板数的确定 (8)

3.3.1理论塔板数N T的求取 (8)

3.3.2求理论塔板数N T (9)

3.4塔的工艺条件及物性数据计算 (11)

3.4.1操作压强P m (12)

3.4.2温度t m (12)

3.4.3平均分子量M精 (12)

3.4.4平均密度ρM (13)

3.4.5液体表面张力σm (13)

3.4.6液体粘度μm L， (14)

3.4.7精馏段气液负荷计算 (14)

第四章精馏塔设计工艺计算 (15)

4.1塔径 (15)

4.2精馏塔的有效高度计算 (16)

4.3溢流装置 (16)

4.3.1堰长l W (16)

4.3.2出口堰高h W (16)

4.3.3降液管的宽度W d与降液管的面积A f (16)

4.3.4降液管底隙高度h o (17)

4.4塔板布置及浮阀数目排列 (17)

4.5塔板流体力学校核 (18)

4.5.1气相通过浮塔板的压力降 (18)

4.5.2淹塔 (18)

4.6雾沫夹带 (18)

4.7塔板负荷性能图 (19)

4.7.1雾沫夹带线 (19)

4.7.2液泛线 (20)

4.7.3液相负荷上限线 (20)

4.7.4漏液线（气相负荷下限线） (20)

4.7.5液相负荷下限线 (21)

4.8塔板负荷性能图 (22)

设计计算结果总表 (23)

符号说明 (24)

关键词 (25)

参考文献

(25)

课程设计心得 (26)

附录 (27)

附录一、水在不同温度下的黏度 (27)

附录二、饱和水蒸气表 (27)

附录三、乙醇在不同温度下的密度 (27)

精馏塔设计任务书

一、设计题目

乙醇—水溶液连续精馏塔设计

二、设计条件

（1）处理量：60000（吨/年）

（2）料液浓度：30（wt%）

（3）产品浓度：92.5（wt%）

（4）易挥发组分：99.9%

（5）每年实际生产时间：7200小时/年

（6）操作条件：

精馏塔塔顶压力常压

进料热状态自选

回流比自选

加热蒸汽压力低压蒸汽

单板压降不大于0.7kPa

乙醇-水平衡数据自查

（7）设备类型为浮阀塔

三、设计任务

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、塔板的流体力学验算

7、塔板负荷性能图（可以不画）

8、精馏塔接管尺寸计算

9、绘制工艺流程图

10、对设计过程的评述和有关问题的讨论

乙醇——水溶液连续精馏塔优化设计

第一章前言

乙醇在工业、医药、民用等方面，都有很广泛的应用，是很重要的一种原料。在很多方面，要求乙醇有不同的纯度，有时要求纯度很高，甚至是无水乙醇，这是很有困难的，因为乙醇极具挥发性，也极具溶解性，所以，想要得到高纯度的乙醇很困难。

要想把低纯度的乙醇水溶液提升到高纯度，要用连续精馏的方法，因为乙

醇和水的挥发度相差不大。精馏是多数分离过程，即同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程，因此可使混合液得到几乎完全的分离。化工厂中精馏操作是在直立圆形的精馏塔内进行的，塔内装有若干层塔板或充填一定高度的填料。为实现精馏分离操作，除精馏塔外，还必须从塔底引入上升蒸汽流和从塔顶引入下降液。可知，单有精馏塔还不能完成精馏操作，还必须有塔底再沸器和塔顶冷凝器，有时还要配原料液预热器、回流液泵等附属设备，才能实现整个操作。

浮阀塔与20世纪50年代初期在工业上开始推广使用，由于它兼有泡罩塔和筛板塔的优点，已成为国内应用最广泛的塔型，特别是在石油、化学工业中使用最普遍。浮阀有很多种形式，但最常用的形式是F1型和V-4型。F1型浮阀的结果简单、制造方便、节省材料、性能良好，广泛应用在化工及炼油生产中，现已列入部颁标准（JB168-68）内，F1型浮阀又分轻阀和重阀两种，但一般情况下都采用重阀，只有处理量大且要求压强降很低的系统中，才用轻阀。浮阀塔具有下列优点：1、生产能力大。2、操作弹性大。3、塔板效率高。4、气体压强降及液面落差较小。5、塔的造价低。浮阀塔不宜处理易结焦或黏度大的系统，但对于黏度稍大及有一般聚合现象的系统，浮阀塔也能正常操作。

第二章精馏流程的确定

乙醇——水溶液经预热至泡点后，用泵送入精馏塔。塔顶上升蒸气采用全冷凝后，部分回流，其余作为塔顶产品经冷却器冷却后送至贮槽。塔釜采用间接蒸汽再沸器供热，塔底产品经冷却后送入贮槽。其中工艺流程图见图。其中精馏塔选用F1型重阀浮阀塔。

图2-1乙醇-水精馏塔工艺流程简图

第三章精馏塔设计物料计算

在常压连续浮阀精馏塔中精馏乙醇——水溶液，要求料液浓度为30%，产品浓度为92.5%，易挥发组分回收率99.9%。年生产能力20000吨/年

操作条件：①间接蒸汽加热

②塔顶压强：4atm （绝对压强）

③进料热状况：泡点进料

3.1查阅文献，整理有关物性数据

⑴水和乙醇的物理性质 名称 分子式 相对分子质量 密度 20℃ 3/kg m 沸 点 101.33kP

a

℃

比热容 (20℃) Kg/(kg .℃)

黏度 (20℃) mPa.s 导热系数 (20℃) ω/(m.

℃)

表面 张力 3

σ⨯10 (20℃)

N/m 水

2H O

18.02 998 100 4.183 1.005 0.599 72.8 乙醇 25C H OH 46.07

789

78.3

2.39

1.15

0.172

22.8

⑵常压下乙醇和水的气液平衡数据，见表

常压下乙醇—水系统t —x —y 数据如表3—1所示。

表3—1 乙醇—水系统t —x —y 数据 沸点t/℃ 乙醇摩尔数/% 沸点t/℃

乙醇摩尔数/%

气相 液相 气相 液相

99.9 0.004 0.053 82 27.3 56.44 99.8 0.04 0.51 81.3 33.24 58.78 99.7 0.05 0.77 80.6 42.09 62.22 99.5 0.12 1.57 80.1 48.92 64.70 99.2 0.23 2.90 79.85 52.68 66.28 99.0 0.31 3.725 79.5 61.02 70.29 98.75 0.39 4.51 79.2 65.64 72.71 97.65 0.79 8.76 78.95 68.92 74.69 95.8 1.61 16.34 78.75 72.36 76.93 91.3 4.16 29.92 78.6 75.99 79.26 87.9 7.41 39.16 78.4 79.82 81.83 85.2 12.64 47.49 78.27 83.87 84.91 83.75 17.41 51.67 78.2 85.97 86.40 82.3 25.75 55.74 78.15 89.41 89.41

3.2 塔的物料衡算

3.2.1料液及塔顶、塔底产品及含乙醇摩尔分率 =+=18

/7046/3046

/30x F 0.144

=+=18

/5.746/5.9246

/5.92x D 0.828

=+=

18

/9.9946/1.046

/1.0x w 0.00039

3.2.2平均分子量

M F ==-+⨯18144.0146144.0）（22.03kmol kg

=-+

⨯=18828.0146828.0M ）（D 41.18kmol kg M w ==-+⨯1800039.014600039.0）（18.01kmol kg 3.2.3物料衡算

总物料衡算 7200/20000000''D =+W

易挥发组分的物料衡算 7200/200000003.0'001.0'D 925.0⨯=+W 联立以上二式得

h kg 8.2777'F = h km ol 09.12603.22/8.2777F == h kg 9.898'D = h km ol 83.2118.41/9.898D == h kg 9.1878'W = h km ol 26.10401.18/9.1878W ==

3.3塔板数的确定

3.3.1理论塔板数N T 的求取 （1）根据乙醇—水气液平衡表

（2）求取最小回流比R min 和操作回流比R

因为乙醇—水不是理想体系，当操作线与q 线的交点尚未落到平衡线上之前，操作线已经于平衡线相切，如图2-2点g 所示，此时恒浓区出现在g 点附近，对应回流比为最小回流比。由点（x D ，x D ）向平衡线做切线，切线斜率为

1min

min

+R

R 。

图3-2

R min =1..58，由工艺条件决定R=1.6R min 故取R=2.258

由于采用泡点进料，所以q=1 3.3.2求理论塔板数N T 回收率

乙醇的回收率为： %55.99%100=⨯=

F

D

Fx Dx H 水的回收率为： %56.96%100)

144.01(09.126)

00039.01(26.104)1()1(=⨯-⨯-⨯=--=

F W x F x W H

精馏段操作线方程为235.0717.0y +=x 提馏段操作线方程为000528.0'354.2'''''-=---=

x x W

L W

x W L L y W 采用直角梯级法求理论板层数，如图3-3所示，在塔底或恒沸点附近作图时需要

将图局部放大，如图3-4和3-5。

图3-3

图3-4

图3-5

图3-6

求解结果为：总理论板数N T =15.7 精馏段理论板数为12层 进料板为第13层 提馏段理论板数为3.7层 实际塔板数的确定

全塔效率 μm

T lg 616.017.0E -=

根据塔顶、塔底液相组成查图3-6，求得塔平均温度为89.18℃，该温度下的进

料液相平均粘度为：μμμ水

乙醇

）（144.01144.0m

-+=

334.03202.0)144.01418.0144.0m

=⨯-+⨯=（μ

46.0463.0334.0lg 616.017.0E T ≈=-= 实际塔板数 精馏段塔板数：2709.2612

E

N T

≈==

精

提馏段塔板数：

9

04.87

.3E

N T

≈==

提

总塔板数为36层

3.4塔的工艺条件及物性数据计算

以精馏段为例进行计算：

3.4.1操作压强P m

塔顶压强kPa 3.1053.1014P D =+=，取每层塔板压降kPa 7.0P =∆ 进料板压强kPa 2.1247.0273.105P F =⨯+= 精馏段平均操作压强kPa 75.1142

2

.1243.105P m =+=

3.4.2温度t m

根据操作压强，依据安托因方程及泡点方程

试差计算得：塔顶℃27.78t D =，进料板 则精馏段平均温度 ℃，精47.812

67

.8427.78t m =+=

℃67.84t F =

3.4.3平均分子量M 精 求平均相对挥发度

塔顶、进料板、塔底操作温度下纯组分的饱和蒸汽压P 0

表3-2

塔顶 24.227

.4533

.101P

P 0B

0A D ==

=α 进料板

20.268.5896

.128F ==

α 塔底 20.233

.10105

.223W ==

α

全塔平均相对挥发度为 22.220.224.2W

D

=⨯==

α

αα

相平衡方程x

22.11x

22.2x 11x y +=-+=

）（αα

（1）塔顶 828.0y x 1

D == 684.0x D =

kmol kg /18.4118)828.01(46828.0M VD =⨯-+⨯= kmol

kg /15.3718684.0146684.0M LD =⨯-+⨯=）（

（2）进料板 402.0y F

= 233.0x F =

kmol kg /26.2918402.0146402.0M VF =⨯-+⨯=）（ kmol kg /52.2418233.0146233.0M LF =⨯-+⨯=）（ 精馏段的平均摩尔质量 kmol kg /22.35226

.2918.41M V =+=，精

kmol kg /14.282

52

.2415.37M L =+=，精

3.4.4平均密度ρM （1）液相密度ρM

L ，

ρ

ωρ

ωρ

B

L B

A

L A

M

L 1

，，，+

=

塔顶：

5

.972075.0789925.01

M

L +=

ρ

， 3.800M L =ρ，kg/m 3

进料板上由进料板液相组成 233.0x A =

44.018233.0146233.046

233.0A =⨯-+⨯⨯=）（ω

2

.92444

.017.79644.01

M

L -+=

ρ

， 4.863M LF =ρ，kg/m 3

故精馏段平均液相密度85.8312

4.8633.800M L =+=

ρ

精

，kg/m 3

（2）气相密度ρM

V ，

37.147.81273314.822.3575.114RT

P M V =+⨯⨯=

=

）

（精精

，M ρ

kg/m 3

3.4.5液体表面张力 σm

σσ

i n

1

i i m

x ∑==

m /mN 85.1463.0828.018.17828.0D

m =⨯-+⨯=）（，σ

m /mN 20.462.0233.0116233.0F

m =⨯-+⨯=）（，σ

m /mN 53.92

20

.485.14m =+=

σ，精 3.4.6液体粘度μm

L ，

μμi

n

1

i i m

L x ∑==，

s mPa 519.037.0828.0155.0828.0D

L •=⨯-+⨯=）（，μ s mPa 302.029.0233.0134.0233.0L •=⨯-+⨯=）（，Ｆ

μ

s mPa 4105.02

302

.0519.0M L •=+=

μ

精

，

3.4.7精馏段气液负荷计算

h kmol RD L /19.5583.21258.2=⨯== h kmol D L V

/02.7783.2119.55=+=+=

00052.085

.831360014.2819.553600L m L L s M L =⨯⨯=

=

ρ精

，精

m 3

/s

55.037

.1360022.3502.773600V m V V s M V =⨯⨯=

=ρ

精

，，精

m 3

/s

第四章塔和塔板主要工艺尺寸计算4.1塔径

气体负荷系数

2.0

02

.0

20

⎪

⎭

⎫

⎝

⎛

=

σ

C

C,由图4-1史密斯关联图,查得

20

C，图中的横坐标为

0233

.0

37

.1

85

.

831

55

.0

00052

.02/1

V

L=

⎪

⎭

⎫

⎝

⎛

⨯

=

⎪

⎪

⎭

⎫

⎝

⎛

ρ

ρ

s

s

V

L

初取板间距离m

45

.0

H T=，取板上液层高度m

07

.0

h L=

故m

38

.0

h

H L

T

=

-

查图4-1可得075

.0

C20=，故065

.0

20

53

.9

0750

.0

20

2.0

20

2.0

=

⎪

⎭

⎫

⎝

⎛

⨯

=

⎪

⎭

⎫

⎝

⎛

=

σ

C

C

s

m

C

V

V

L/

6.1

37

.1

37

.1

85

.

831

065

.0

max

=

-

⨯

=

-

=

ρ

ρ

ρ

μ

可取安全系数0.7，则

s/

m

12

.1

6.1

7.0

7.0

u u max=

⨯

=

=m

V

D s791

.0

12

.1

55

.0

4

4

=

⨯

⨯

=

=

π

πμ

取标准塔径圆整为0.8m

塔截面积为 222503.08.04

4

m D A T =⨯=

=

π

π

实际空塔气速为

s m A V T s /093.1503

.055

.0==

=μ 4.2精馏塔的有效高度计算 精馏段有效高度为

m 7.1145.01271H N Z

T =⨯-=-=）（）（精精

提馏段有效高度为

m 6.345.0191H N Z

T =⨯-=

-=）（）（提提

在进料板上设一个人孔，高为0.6m ，提馏段设三个人

孔，高为0.6m

故精馏段有效高度为11.7+3.6+0.8⨯4=19.1m

4.3溢流装置

采用单溢流、弓形降液管、平行受液盘及平行溢流堰，不设进口堰 4.3.1堰长l W 取堰长

D 75.0l

W

= m 6.08.075.0D 75.0l W =⨯==

4.3.2出口堰高h W h h h OW L W -=

由75.08.06.0D l W ==，m 71.600052.03600w

6.0l L 5

.25.2S

=⨯=，查图4-1知E 为1.02，根据下式计算

m 0062.002.1100084

.2w s E 1000

84.26

.000052.03600L L h

3

2

3

2=⨯==⎪⎭

⎫ ⎝

⎛⨯⎪⎭

⎫ ⎝⎛OW

故m 06938.00062.007.0h w =-=

4.3.3降液管的宽度W d 与降液管的面积A f

由75.08.06.0D l W ==查图4-2得8.017.0D A A W T d ==f

，

故m 136.0D 17.0W d == ()04.04

08.0D A 2

==π

f m 2

液体在降液管中停留时间

s 6.3400052

.045

.004.0L

H

A S

T

=⨯=

=

f τ（〉5s 符合要求）

4.3.4降液管底隙高度h o

取液体通过降液管底隙的流速为0.08m/s 则m 011.008

.06.000052

.0u

l L h 'o

w S o =⨯=

⨯=

m 05838.0011.006938.0h

h o

w

=-=-（〉0.006m ）

符合要求。

4.4塔板布置及浮阀数目排列

取阀孔动能因子9F o = 孔速m/s 69.737

.19

m

V o

o F

u ==

=

ρ

， 浮阀数（个）6069

.7455

.04n 039

.0u

d V

2

o

2

S =⨯=

π

π

取无效区宽度 W C =0.06m 安定区宽度 W S =0.07m

开孔去面积⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡

+

-=-R x 180

x

2sin

R x R

A 1

22

2

a π

m 34.006.04.02D

R W C

=-=-= m 194.0)07.0136.04.02

D x W W S d =+-=+-=

（）（ 故

m sin 0.340.1940.34A 21222a 248.00.340.1941800.1942=⎥⎦

⎤⎢⎣⎡

+-=-π 浮阀排列方式采用等腰三角形叉排 取同一横排的孔心距m

075.0mm 75a ==

估算排间距m 06.0075

.060248

.0a

n h A

a

=⨯=

⨯=

s m N

d V s /68.74

20

0==

π

μ

00.900==V F ρμ

阀孔数变化不大，仍在9～12之间。 塔板开孔率=%14.12%10000

.9093.10=⨯=μμ

4.5塔板流体力学校核

4.5.1气相通过浮塔板的压力降 由下式

h f σ++=h h h c p

（1）干板阻力 液柱m g

L

o

v

u 027.081.985.831237.134.5234.569.7h 2

2

c

=⨯⨯⨯⨯==ρρ

（2）液层阻力x o 取充气系数5.0o =ε，有 液柱m h

L

o

f 035.007.05.0h =⨯==

ε

（3）液体表面张力所造成的阻力x o 此项可以忽略不计。 故气体流经一层浮阀塔塔板的压力降的液柱高度为： m 062.0035.0027.0h p =+=

常板压降 Pa 95.50581.985.831062.0g L

p p h P =⨯⨯==∆ρ（<0.7KPa ，符合

设计要求）

4.5.2淹塔

为了防止淹塔现象发生，要求控制降液管中清液层高度符合下式 ()h H H w

T

d +≤φ

其中 h h h H d L p d ++= 已知m 062.0h p =，按下式计算 m

0009.0153.0o w s 153.0011.06.000052.0h l L h 2

2

d ===⎪

⎭

⎫

⎝⎛⨯⎪⎭

⎫

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乙醇水连续浮阀式精馏塔的设计.doc

化工原理课程设计任务书 一设计题目：乙醇－水连续浮阀式精馏塔的设计 二任务要求 设计一连续筛板浮阀精馏塔以分乙醇和水 具体工艺参数如下： 原料加料量 F＝100kmol/h ＝273 进料组成 x F 馏出液组成 x ＝0.831 D ＝0.012 釜液组成 x w 塔顶压力 p＝100kpa 单板压降≤0.7 kPa 2 工艺操作条件：常压精馏，塔顶全凝器，塔底间接加热，泡点进料，泡点回流。三主要设计内容 1、设计方案的选择及流程说明 2、工艺计算 3、主要设备工艺尺寸设计 （1）塔径及提馏段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 4、设计结果汇总 5、工艺流程图及精馏塔工艺条件图

目录 3. 3. 3.

20 4 参考文献 (30)

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，是较完整的精馏设计过程。 通过逐板计算得出理论板数为16块，回流比为3.531,算出塔效率为0.518，实际板数为32块，进料位置为第11块，在板式塔主要工艺尺寸的设计计算中得出塔径为1米，有效塔高13.6米，浮阀数（提馏段每块76）。通过浮阀塔的流体力学验算，证明各指标数据均符合标准。本次设计过程正常，操作合适。 关键词：乙醇、水、二元精馏、浮阀连续精馏精馏塔、提馏段

第1章前言 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，上述部分气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B物质，而残液是沸点高的A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精馏塔对塔设备的要求 精馏设备所用的设备及其相互联系，总称为精馏装置，其核心为精馏塔。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： 一：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。 二：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。三：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。 四：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。 五：结构简单，造价低，安装检修方便。 六：能满足某些工艺的特性：腐蚀性，热敏性，起泡性等。 1.4常用板式塔类型及本设计的选型 常用板式塔类型有很多，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。近年来与浮阀塔一直成为化工生中主要的传质设备，浮阀塔多用

乙醇-水精馏塔设计

课程设计说明书 题目：乙醇-水连续精馏塔 设计人： sunrainbaby

序言 这次课程设计应该说做的很艰辛，因为一直以来我们都在学一些理论性的知识， 确切的可以说是“纸上谈兵”，但这次课程设计是需要多方面的知识的集合以及运用， 不仅用了理论，同时也联系了实际，真的很锻炼人！ 说到艰辛，也许是因为我们一直都没有完整的完成过一个设计而且自己一个人， 做的过程中有时真的做到头晕脑胀的，只能停下，第二天再做，从开始到现在做了将 近一个月了，需要毅力！ 这个课程设计不仅锻炼了我的毅力，而且也让我认识到和学习到了很多东西！这 是从别处得不到的！ 通过这次课程设计使我充分理解到化工原理课程的重要性和实用性，更特别是对 精馏原理及其操作各方面的了解和设计，对实际单元操作设计中所涉及的个方面要注 意问题都有所了解。通过这次对精馏塔的设计，不仅让我将所学的知识应用到实际中， 而且对知识也是一种巩固和提升充实。在老师和同学的帮助下，及时的按要求完成了 设计任务，通过这次课程设计，使我获得了很多重要的知识，同时也提高了自己的实 际动手和知识的灵活运用能力。 终于做完了，很开心、很幸福！还有很多不足的地方，希望老师提出批评! Sunrainbaby 2010年11月于大连

目录 序言 (2) 设计任务书 (5) 第一章概述 (6) 1.1精馏操作对塔设备的要求 (6) 1.2 板式塔的类型 (7) 1.2.1 泡罩塔 (7) 1.2.2 筛板塔 (8) 1.2.3 浮阀塔 (8) 1.3 精馏塔的设计任务及要求 (9) 1.3.1 精馏塔设计的内容 (9) 1.3.2 绘图要求 (9) 2.1塔形的选择 (10) 2.2 操作条件的确定 (10) 2.2.1操作压力 (10) 2.2.2 进料状态 (10) 2.2.3 加热方式 (10) 2.2.4 冷却剂与出口温度 (10) 2.2.5 热能的利用 (11) 2.3 确定设计方案的原则 (11) 2.4精馏流程的确定 (12) 第三章板式精馏塔的工艺计算 (13) 3.1物料衡算 (13) 3.1.1 料液及塔顶、塔底产品含乙醇摩尔分数 (13) 3.1.2平均摩尔质量 (13) 3.1.3物料衡算 (13) 3.2回流比的确定 (14) 3.3塔板数的确定 (14) 3.3.1精馏塔的气、液相负荷 (14) 3.3.2回收率 (15) 3.3.3操作线方程 (15) 3.3.4图解法理论板层数 (15) 3.3.5实际板层数的初步求取 (16) 3.3.6塔板总效率估计 (17) 3.4精馏塔有关物性计算 (18) 3.4.1精馏段的平均密度 (18) 3.4.2 液体平均表面张力计算 (19) 本章符号意义 (20) 第四章板式塔主要尺寸计算 (21) 4.1精馏塔的塔体工艺尺寸计 (21) 4.1.1塔径的计算 (21) 4.1.2精馏塔有效高度计算 (22) 4.2 塔板主要工艺尺寸的计算 (22) 3

乙醇-水溶液连续精馏塔(浮阀塔)优化设计(内含主体设备装配图和带控制点工艺流程图)

目录 精馏塔优化设计任务书 (1) 正文 前言 (2) 1、乙醇—水溶液连续精馏塔优化设计 (3) 1.1 操作条件 (3) 1.2精馏流程的确定3 2、乙醇—水溶液连续精馏塔优化设计计算 (3) 2.1 精馏塔全塔物料衡算 (3) 2.2 物性参数计算 (4) 2.2.1 温度的确定 2.2.3 密度的计算 2.2.4 混合液体表面张力的计算 2.2.5 混合物的粘度 2.2.6 相对挥发度 2.3理论塔板数及实际塔板数的计算 (11) 2.3.1 理论塔板数确定 2.3.2 实际塔板数的确定 2.4 热量衡算 (13) 2.4.1 加热介质的选择 2.4.2 冷却剂的选择 2.4.3 比热容及汽化潜热的计算 2.4.4 热量衡算 2.5 塔径的初步设计 (16) 2.5.1 汽液相体积流量的计算 2.5.2 塔径的计算与选择 2.6 溢流装置 (18) 2.6.1 堰长 2.6.2 弓形降液管的宽度和横截面 2.6.3 移液管底隙高度 2.7 塔板分布、浮阀数目与排列 (19) 2.7.1 塔板分布 2.7.2 浮阀数目与排列 2.8 塔板的流体力学计算 (21) 2.8.1 汽相通过浮阀塔板的压降 2.9 淹塔 (22) 2.10 雾沫夹带 (23) 3、塔板负荷性能图 (24) 3.1 雾沫夹带线 (24) 3.2 液泛线 (24) 3.3 液相负荷上限线 (25) 3.4 漏液线 (25)

3.5 液相负荷下限 (25) 4、塔总体高度利用下式计算 (27) 4.1 塔顶封头 (27) 4.2 塔顶空间 (28) 4.3 塔底空间 (28) 4.4人孔 (28) 4.5 进料板处板间距 (28) 4.6 裙座 (28) 5、塔的接管 (29) 5.1 进料管 (29) 5.2 回流管 (29) 5.3 塔底出料管 (29) 5.4 塔顶蒸汽出料管 (29) 5.5 塔底蒸汽进气管 (29) 6、塔的附属设计 (30) 6.1 冷凝器的选择 (30) 6.2 再沸器的选择 (30) 7、参考文献 (31) 8、课设心得 (31) 9、附图 (32)

化工原理课程设计(乙醇-水溶液连续精馏塔优化设计).

精馏塔优化设计任务书 一、设计题目 乙醇—水溶液连续精馏塔优化设计二、设计条件 1．处理量： 15000 （吨/年） 2．料液浓度： 35 （wt%） 3．产品浓度： 93 （wt%） 4．易挥发组分回收率： 99% 5．每年实际生产时间：7200小时/年 6. 操作条件： ①间接蒸汽加热； ②塔顶压强：1.03 atm（绝对压强）③进料热状况：泡点进料； 三、设计任务 a 流程的确定与说明； b 塔板和塔径计算； c 塔盘结精馏塔优化设计计算 在常压连续浮阀精馏塔中精馏乙醇——水溶液，要求料液浓度为35%，产品浓度为93%，易挥发组分回收率99%。年生产能力15000吨/年操作条件：①间接蒸汽加热 ②塔顶压强：1.03atm （绝对压强） ③进料热状况：泡点进料 一精馏流程的确定 乙醇——水溶液经预热至泡点后，用泵送入精馏塔。塔顶上升蒸气采用全冷凝后，部分回流，其余

作为塔顶产品经冷却器冷却后送至贮槽。塔釜采用间接蒸汽再沸器供热，塔底产品经冷却后送入贮槽。工艺流程图见图 二塔的物料衡算 1. 查阅文献，整理有关物性数据 ⑴水和乙醇的物理性质 ⑵常压下乙醇和水的气液平衡数据，见表 常压下乙醇—水系统t —x —y 数据如表1—6所示。 乙醇相对分子质量：46；水相对分子质量：18 25℃时的乙醇和水的混合液的表面张力与乙醇浓度之间的关系为： σ=67. 83364-2. 9726x +0. 09604x 2-0. 00163x 3+1. 348?10-5x 4-4. 314?10-8x 5 式中σ——25℃时的乙醇和水的混合液的表面张力，N ／m ； x ——乙醇质量分数，％。 其他温度下的表面张力可利用下式求得

分离乙醇-水混合液的浮阀精馏塔设计25页

分离乙醇-水混合液的浮阀精馏塔设计 1 设计题目：分离乙醇-水混合液的浮阀精馏塔设计 2 原始数据及条件 生产能力：年处理乙醇-水混合液11.0万吨（开工率300天/年） 原料：乙醇含量为20%（质量百分比，下同）的常温液体 分离要求：塔顶乙醇含量不低于95% 塔底乙醇含量不高于0.2% 建厂地址：海南 3.4.2 塔板的工艺设计 1 精馏塔全塔物料衡算 F ：原料液流量（s kmol /） F x ：原料组成（摩尔分数，下同） D ：塔顶产品流量（s kmol /） D x ：塔顶组成 W ：塔底残液流量（s kmol /） W x ：塔底组成 原料乙醇组成： %91.818/8046/2046 /20=+= F x 塔顶组成： %14.8818 /546/9546 /95=+=D x 塔底组成： %078.018 /8.9946/2.046 /2.0=+=W x 进料量： ()[]s m o l F /k 2071.03600 2430018/2.0146/2.0101011/0.1134=??-+???= =年万吨 物料衡算式： W D F += W D F Wx Dx Fx += 联立代入求解：D s kmol /0208.0=， W s kmol /1863.0=

2 常压下乙醇-水气液平衡组成（摩尔）与温度关系 温度/℃ 液相 气相 温度/℃ 液相 气相 温度/℃ 液相 气相 100 0 0 82.7 23.37 54.45 79.3 57.32 68.41 95.5 1.90 17.00 82.3 26.08 55.80 78.74 67.63 73.85 89.0 7.21 38.91 81.5 32.73 59.26 78.41 74.72 78.15 86.7 9.66 43.75 80.7 39.65 61.22 78.15 89.43 89.43 85.3 12.38 47.04 79.8 50.79 65.64 84.1 16.61 50.89 79.7 51.98 65.99 1温度 利用表中数据由拉格朗日插值可求得W D F t t t 、、 ①F t ：21.791.80 .8966.921.77.860.89--=--F t F t ℃41.87= ②D t ：43.8914.8815 .7872.7443.8941.7815.78--=--D t D t ℃17.78= ③W t ：0 078.0100 90.105.95100--=--W t W t ℃82.99= ④精馏段平均温度：79.82217 .7841.8721=+=+=D F t t t ℃ ⑤提馏段平均温度：61.932 2=+=W F t t t ℃ 2 密度 已知：混合液密度： B B A A L a a ρρρ+ = 1 （a 为质量分数，M 为平均相对分子质量） 混合气密度：0 04.22Tp p T v M = ρ

化工原理课程设计-乙醇-水溶液连续精馏塔优化设计

化工原理课程设计-乙醇-水溶液连续精馏塔优化设计

化工原理课程设计 题目乙醇-水溶液连续精馏塔优 化设计

目录 1.设计任务书……………………………………………………………… 2.英文摘要前言…………………………………………………………… 3.前言 (1) 4.精馏塔优化设 计 (5) 5.精馏塔优化设计计算 (5) 6.设计计算结果总表 (22) 7.参考文献 (23) 8.附录 (23) 9.致谢………………………………………………………………… 10.课程设计心得……………………………………………………………

精馏塔优化设计任务书 一、设计题目 乙醇—水溶液连续精馏塔优化设计 二、设计条件 1．处理量： 40000 （吨/年） 2．料液浓度： 35 （wt%） 3．产品浓度： 90 （wt%） 4．易挥发组分回收率： 99.5% 5．每年实际生产时间：7200小时/年 6. 操作条件： ①间接蒸汽加热； ②塔顶压强：1.03 atm（绝对压强） ③进料热状况:泡点进料 三、设计任务 a) 流程的确定与说明； b) 塔板和塔径计算； c) 塔盘结构设计 i. 浮阀塔盘工艺尺寸及布置简图； ii. 流体力学验算； iii. 塔板负荷性能图。 d) 其它 i. 加热蒸汽消耗量；

ii. 冷凝器的传热面积及冷却水的消耗量 e) 有关附属设备的设计和选型，绘制精馏塔系统工艺流程图和精馏塔装 配图，编写设计说明书。 乙醇——水溶液连续精馏塔优化设计 摘要：设计一座连续浮阀塔，通过对原料，产品的要求和物性参数的确定及对主要尺寸的计算，工艺设计和附属设备结果选型设计，完成对乙醇-水精馏工艺流程和主题设备设计。 关键词：精馏塔，浮阀塔，精馏塔的附属设备。 （Department of Chemistry,University of South China,Hengyang 421001） Abstract: The design of a continuous distillation valve column, in the material, product requirements and the main physical parameters and to determine the size, process design and selection of equipment and design results, completion of the ethanol-water distillation process and equipment design theme. Keywords: rectification column, valve tower, accessory equipment of the rectification column. 前言 乙醇在工业、医药、民用等方面，都有很广泛的应用，是很重要的一种原料。在很多方面，要求乙醇有不同的纯度，有时要求纯度很高，甚至是无水乙醇，这是很有困难的，因为乙醇极具挥发性，也极具溶解性，所

分离乙醇水精馏塔设计(含经典实用工艺流程图和塔设备图)

分离乙醇-水的精馏塔设计 设计人员： 所在班级：化学工程与工艺成绩： 指导老师：日期：

化工原理课程设计任务书 一、设计题目：乙醇---水连续精馏塔的设计 二、设计任务及操作条件 （1）进精馏塔的料液含乙醇35％（质量分数，下同），其余为水； （2）产品的乙醇含量不得低于90％； （3）塔顶易挥发组分回收率为99％； （4）生产能力为50000吨/年90％的乙醇产品； （5）每年按330天计，每天24小时连续运行。 （6）操作条件 a）塔顶压强 4kPa （表压） b）进料热状态自选 c）回流比自选 d）加热蒸汽压力低压蒸汽（或自选） e）单板压降 kPa。 三、设备形式：筛板塔或浮阀塔 四、设计内容： 1、设计说明书的内容 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）塔板的流体力学验算； 7）塔板负荷性能图； 8）精馏塔接管尺寸计算； 9）对设计过程的评述和有关问题的讨论； 2、设计图纸要求； 1）绘制生产工艺流程图（A2 号图纸）； 2）绘制精馏塔设计条件图（A2 号图纸）； 五、设计基础数据： 1.常压下乙醇---水体系的t-x-y 数据； 2.乙醇的密度、粘度、表面张力等物性参数。 一、设计题目：乙醇---水连续精馏塔的设计 二、设计任务及操作条件：进精馏塔的料液含乙醇35％（质量分 数，下同），其余为水；产品的乙醇含量不得低于90％；塔 顶易挥发组分回收率为99％，生产能力为50000吨/年90％ 的乙醇产品；每年按330天计，每天24小时连续运行。塔顶 压强 4kPa （表压）进料热状态自选回流比自选加热蒸汽 压力低压蒸汽（或自选）单板压降≤0.7kPa。 三、设备形式：筛板塔 四、设计内容： 1）精馏塔的物料衡算： 原料乙醇的组成 xF＝＝0.1740

乙醇-水精馏塔浮阀塔课程设计

化工原理课程设计 乙醇——水混合液精馏塔设计 刘入菡 应用化学专业应化1104班学号110130106 指导教师顾明广 摘要 本设计为分离乙醇—水混合物，采用筛板式精馏塔。精馏塔是提供混合物气、液两相接触条件，实现传质过程的设备。它是利用混合物中各组分挥发能力的差异,通过液相和气相的回流，使混合物不断分离，以达到理想的分离效果。 选择精馏方案时因组分的沸点都不高所以选择常压，进料为泡点进料，回流是泡点回流。塔顶冷凝方式是采用全凝器，塔釜的加热方式是使用再沸器。 精馏过程的计算包括物料衡算，热量衡算，塔板数的确定等。然后对精馏塔进行设计包括：塔径、塔高、溢流装置。最后进行流体力学验算、绘制塔板负荷性能图. 乙醇精馏是生产乙醇中极为关键的环节，是重要的化工单元。其工艺路线是否合理、技术装备性能之优劣、生产管理者及操作技术素质之高低，均影响乙醇生产的产量及品质。工业上用发酵法和乙烯水化法生产乙醇，单不管用何种方法生产乙醇，精馏都是其必不可少的单元操作.浮阀塔具有下列优点：1、生产能力大。2、操作弹性大。3、塔板效率高.4、气体压强降及液面落差较小.5、塔的造价低。浮阀塔不宜处理易结焦或黏度大的系统,但对于黏度稍大及有一般聚合现象的系统,浮阀塔也能正常操作。 关键词：乙醇水精馏浮阀塔连续精馏塔板设计

目录 前言 (1) 第一章设计任务书 (2) 1.1、设计条件 (2) 1。2、设计任务 (2) 1。3、设计内容 (3) 第二章设计方案确定及流程说明 (5) 第三章塔板的工艺设计 (7) 3。1、全塔物料衡算 (7) 3。2、塔内混合液物性计算 (8) 3。3、适宜回流比 (15) 3。4、溢流装置 (21) 3。5、塔板布置与浮阀数目及排列 (22) 3.6、塔板流体力学计算 (25) 3。7、塔板性能负荷图 (29) 3。8、塔高度确定 (33) 第四章附属设备设计 (35) 4.1、冷凝器的选择 (35) 4。2、再沸器的选择 (36) 第五章辅助设备的设计 (38) 5。1、辅助容器的设计……………………………………………… 38

乙醇-水精馏塔课程设计浮阀塔

目录 设计任务书 (4) 第一章前言 (5) 第二章精馏塔过程的确定 (6) 第三章精馏塔设计物料计算 (7) 3.1水和乙醇有关物性数据 (7) 3.2 塔的物料衡算 (8) 3.2.1料液及塔顶、塔底产品及含乙醇摩尔分率 (8) 3.2.2平均分子量 (8) 3.2.3物料衡算 (8) 3.3塔板数的确定 (8) 3.3.1理论塔板数N T的求取 (8) 3.3.2求理论塔板数N T (9) 3.4塔的工艺条件及物性数据计算 (11) 3.4.1操作压强P m (12)

3.4.2温度t m (12) 3.4.3平均分子量M精 (12) 3.4.4平均密度ρM (13) 3.4.5液体表面张力σm (13) 3.4.6液体粘度μm L， (14) 3.4.7精馏段气液负荷计算 (14) 第四章精馏塔设计工艺计算 (15) 4.1塔径 (15) 4.2精馏塔的有效高度计算 (16) 4.3溢流装置 (16) 4.3.1堰长l W (16) 4.3.2出口堰高h W (16) 4.3.3降液管的宽度W d与降液管的面积A f (16) 4.3.4降液管底隙高度h o (17) 4.4塔板布置及浮阀数目排列 (17)

4.5塔板流体力学校核 (18) 4.5.1气相通过浮塔板的压力降 (18) 4.5.2淹塔 (18) 4.6雾沫夹带 (18) 4.7塔板负荷性能图 (19) 4.7.1雾沫夹带线 (19) 4.7.2液泛线 (20) 4.7.3液相负荷上限线 (20) 4.7.4漏液线（气相负荷下限线） (20) 4.7.5液相负荷下限线 (21) 4.8塔板负荷性能图 (22) 设计计算结果总表 (23) 符号说明 (24) 关键词 (25) 参考文献

化工原理课程设计-乙醇-水精馏塔设计

大连民族学院 化工原理课程设计说明书 题目：乙醇—水连续精馏塔的设计 设计人：1104 系别：生物工程 班级：生物工程121班 指导教师：老师 设计日期：2021 年10 月21 日~ 11月3日 温馨提示：本设计有一小局部计算存在错误，但步骤应该没问题

化工原理课程设计任务书一、设计题目 乙醇—水精馏塔的设计。 二、设计任务及操作条件 1.进精馏塔的料液含乙醇30%〔质量〕，其余为水。 2.产品的乙醇含量不得低于92.5%〔质量〕。 3.残液中乙醇含量不得高于0.1%〔质量〕。 4.处理量为17500t/a，年生产时间为7200h。 5.操作条件 〔1〕精馏塔顶端压强 4kPa〔表压〕。 〔2〕进料热状态泡点进料。 〔3〕回流比R=2R min。 〔4〕加热蒸汽低压蒸汽。 〔5〕单板压降≯0.7kPa。 三、设备型式 设备型式为筛板塔。 四、厂址 厂址为大连地区。 五、设计内容 1.设计方案确实定及流程说明 2.塔的工艺计算 3.塔和塔板主要工艺尺寸的设计 〔1〕塔高、塔径及塔板结构尺寸确实定。 〔2〕塔板的流体力学验算。 〔3〕塔板的负荷性能图。 4.设计结果概要或设计一览表 5.辅助设备选型与计算 6.生产工艺流程图及精馏塔的工艺条件图 7.对本设计的评述或有关问题的分析讨论

目录 前言 (1) 第一章概述 (1) 1.1塔型选择 (1) 1.2操作压强选择 (1) 1.3进料热状态选择 (1) 1.4加热方式 (2) 1.5回流比的选择 (2) 1.6精馏流程确实定 (2) 第二章主要根底数据 (2) 2.1水和乙醇的物理性质 (2) 2.2常压下乙醇—水的气液平衡数据 (3) 2.3 A,B,C—Antoine常数 (4) 第三章设计计算 (4) 3.1塔的物料衡算 (4) 3.1.1 料液及塔顶、塔底产品含乙醇摩尔分率 (4) 3.1.2 平均分子量 (4) 3.1.3 物料衡算 (4) 3.2塔板数确实定 (4) 的求取 (4) 3.2.1 理论塔板数N T 3.2.2 全塔效率E 的求取 (5) T 3.2.3 实际塔板数N (6) 3.3塔的工艺条件及物性数据计算 (6) 3.3.1操作压强P (6) m (6) 3.3.2温度t m 3.3.3平均摩尔质量M (6) m 3.3.4平均密度ρ (7) m 3.3.5液体外表张力σm (8) 3.3.6液体粘度μL m (8)

乙醇水-板式精馏塔-课程设计

1.引言 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，上述部分气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B物质，而残液是沸点高的A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.精馏塔对塔设备的要求 精馏设备所用的设备及其相互联系，总称为精馏装置，其核心为精馏塔.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 常用板式塔类型有很多,如：筛板塔、泡罩塔、舌型塔、浮阀塔等。 由于浮阀塔有如下优点: ①生产能力大,由于塔板上浮阀安排比较紧凑,其开孔面积大于泡罩塔板，生产能力比泡罩塔板大20％～40％，与筛板塔接近。 ②操作弹性大，由于阀片可以自由升降以适应气量的变化，因此维持正常操作而允许的负荷波动范围比筛板塔，泡罩塔都大。 ③塔板效率高，由于上升气体从水平方向吹入液层，故气液接触时间较长，而雾沫夹带量小,塔板效率高. ④气体压降及液面落差小，因气液流过浮阀塔板时阻力较小，使气体压降及液面落差比泡罩塔小。 ⑤塔的造价较低,浮阀塔的造价是同等生产能力的泡罩塔的 50％～80％，但是比筛板塔高 20％～30。 而且近几十年来,人们对浮阀塔的研究越来越深入，生产经验越来越丰富，积累的设计数据比较完整,因此设计浮阀塔比较合适.

化工原理课程设计乙醇—水板式精馏塔设计

摘要 本设计采用板式精馏塔（浮阀塔）分离乙醇—水溶液，年处理量10620吨，进料组成（质量分数）35.4%，塔顶产品组成92.5%，塔底产品组成0.05%。首先找出乙醇—水溶液的气液平衡数据，然后利用Excel作图，求出最小回流比为3.23,，再建立总费用和最小回流比之间的关系，求出实际回流比为6.46，逐板计算确定理论板数，利用塔板效率求出实际板数，然后对塔和塔板的工艺尺寸进行计算，计算圆整得塔径D T=1.2m，塔高H=30.2m。进而对塔的流体力学性能进行验算，利用塔设备的强度要求确定塔体壁厚，再利用产量和分离要求确定塔的附属设备及其尺寸，使之符合要求。 关键词：浮阀塔；回流比；实际板数；工艺尺寸 Abstract The design use the float valve tower distilling and separating the ethanol-water solution, the handing capacity is 10620 tons ,the feed composition (wt%) is 35.4%, the composition of top product is 92.5% and the bottom is 0.05%.At first , we find some necessary date and then use “Excel” to make a drawing and obtain our minimum reflux ratio. Next , we establish the pattern between the reflux ratio and the total cost to select our optional reflux ratio .The reflux ratio is 6.46, and the theoretical and practical plate number of our tower is 13 and 26. We also calculated the size of the tower and the plate and we obtain that the diameter of the tower is 1.2 meters, the height of the tower is 30.2 meters. After the liquid mechanic calculation of the tower, it is suitable to the capable of this floating valve tower. By calculating the intensity of the tower , we can get the thickness of the tower ,then use the production and separation requirements to determine the size of the ancillary equipments of the tower. Keywords: ethanol-water solution; float valves; optional reflux ratio; liquid mechanic calculation; technology dimension

化工原理课程设计乙醇水连续浮阀精馏塔的设计

化工原理课程设计乙醇水 连续浮阀精憾塔的设计Newly compiled on November 23, 2020

化工原理课程设计 乙醇•水连续精馆塔的设计 姓名 学号 年级 专业化学工程与工艺系（院）化学化工学院 指导教师张杰 2013年6月

第一章绪论 第二章塔板的工艺设计 (3) 精憾塔全塔物料衡算 (3) 常压下乙醇-水气液平衡组成（摩尔）与温度关系 (3) 理论塔板的计算 (8) 2.4塔径的初步计算 (10) 溢流装置 (11) 塔板布置及浮阀数目与排列 (12) 第三章塔板的流体力学计算 (14) 气相通过浮阀塔板的压降 (14) 淹塔 (15) 液沬夹带 (15) 塔板负荷性能图 (16) 第四章附件设计 (20) 接管 (21) 筒体与封头 (22) 除沬器 (22) 裙座 (22) 吊柱 (22)

人孔 (23) 第五章塔总体高度的设计23

第六章塔附属设备设计 (23) 确定冷凝器的热负荷2 (23) 冷凝器的选择 (24) 参考书目 (24) 主要符号说明 (25) 结束语26

（-）设计题目 乙醇-水连续精锚塔的设计 （-）设计任务及操作条件 1）进精锚塔的料液含乙醇30% （质量分数，下同），其余为水； 2）产品的乙醇含量不得低于93% ；3）残液中乙醇含量不得高于％；4）每年实际生产时间：7200小时/年，处理量：80000 0$/年； 5）操作条件 а）塔顶压力：常压b）进料热状态：饱和液体进料（或自选） c）回流比：R= d）加热方式：直接蒸汽e）单板压降：＜ （三）板类型 浮阀塔 （四）厂址 临沂地区 （五）设计内容 1、设计说明书的内容 1）精锚塔的物料衡算； 2）塔板数的确定； 3）精锚塔的工艺条件及有关物性数据的计算； 4）精锚塔的塔体工艺尺寸计算； 5）塔板主要工艺尺寸的计算； б）塔板的流体力学验算；

化工原理课程设计乙醇水精馏塔设计浮阀塔

化工原理课程设计乙醇水精馏塔设 计浮阀塔 化工原理课程设计：乙醇水精馏塔设计浮阀塔 引言 乙醇是一种广泛应用的有机化合物，其处理往往伴随着醇类分离、纯化和精制等步骤。其中，对乙醇的蒸馏是最基本的处理方法之一。由于乙醇和水的沸点很接近，所以在蒸馏过程中需要使用高效的分离塔，以充分分离乙醇和水。 本文以设计浮阀塔进行乙醇水精馏为案例，介绍了乙醇水精馏塔的设计流程和具体实现方法，以及浮阀塔在乙醇水精馏中的优点和局限性。 一、浮阀塔的概念及优点 浮阀塔是目前常用的塔板设备之一。其根据液位高低自动控制阀板开度，使液量自动调节，从而实现了自动调节的效果。它不仅可以减少运行成本，而且可以提高分离效率，是一种高效的精馏设备。 与其他塔板设备相比，浮阀塔有以下优点： 1. 较高的承载能力：浮阀塔可以承载高负荷，因为其在 塔板上的负荷更加均匀。

2. 自动调节的效果：由于准确的液位控制，浮阀塔可以自动调节输入的液位和输出的液位，从而保证了稳定的操作状态。 3. 优异的分离效果：浮阀塔的逐个塔板上都设置有流分离孔，可以更有效地冷却和分离不同种类的液体。 二、乙醇水精馏塔的设计要点 2.1 分离原理 乙醇和水具有接近的表面张力、质量和沸点，因此在精馏过程中分离较难。在浮阀塔精馏中，由于塔板上呈波浪形的流形状，液体的流动不断加速和减速，从而促进了液体分离。同时，浮阀可以减小气液流动的阻力，从而有利于提高精馏效率。 因此，乙醇水精馏采用了浮阀塔的精馏过程来分离乙醇和水，不仅能够有效地分离乙醇和水，并且能够节约能源和提高生产效率。 2.2 浮阀塔的设计计算 在浮阀塔的设计过程中，需要考虑以下因素： 1. 塔板情况：塔板以及塔板上的流分离孔和浮阀应设计和选用合适的形状和大小。 2. 分离塔高：塔的高度越高，分离效果越好，但成本也相应增加。

分离乙醇水精馏塔设计(含经典实用工艺流程图和塔设备图)

分离乙醇—水的精馏塔设 计 设计人员： 所在班级：化学工程与工艺成绩： 指导老师：日期：

化工原理课程设计任务书 一、设计题目：乙醇—--水连续精馏塔的设计 二、设计任务及操作条件 （1）进精馏塔的料液含乙醇35％（质量分数,下同），其余为水; （2）产品的乙醇含量不得低于90％； （3）塔顶易挥发组分回收率为99％; （4）生产能力为50000吨/年90％的乙醇产品； （5）每年按330天计,每天24小时连续运行。 （6）操作条件 a）塔顶压强 4kPa （表压） b）进料热状态自选 c）回流比自选 d）加热蒸汽压力低压蒸汽（或自选) e）单板压降 kPa。 三、设备形式：筛板塔或浮阀塔 四、设计内容： 1、设计说明书的内容 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）塔板的流体力学验算； 7）塔板负荷性能图; 8）精馏塔接管尺寸计算； 9）对设计过程的评述和有关问题的讨论； 2、设计图纸要求; 1）绘制生产工艺流程图（A2 号图纸)； 2）绘制精馏塔设计条件图（A2 号图纸）； 五、设计基础数据： 1.常压下乙醇---水体系的t-x-y 数据； 2.乙醇的密度、粘度、表面张力等物性参数。 一、设计题目:乙醇-—-水连续精馏塔的设计 二、设计任务及操作条件：进精馏塔的料液含乙醇35％（质量分 数,下同），其余为水;产品的乙醇含量不得低于90%；塔顶易 挥发组分回收率为99％，生产能力为50000吨/年90％的乙 醇产品;每年按330天计,每天24小时连续运行。塔顶压强 4kPa （表压）进料热状态自选回流比自选加热蒸汽压力 低压蒸汽（或自选）单板压降≤0.7kPa。 三、设备形式：筛板塔 四、设计内容： 1）精馏塔的物料衡算： 原料乙醇的组成 xF＝＝0。1740 原料乙醇组成 xD0.7788