1、 I 化工原理课程设计化工原理课程设计 乙醇水混合液精馏塔设计 摘摘 要要 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
2、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。 关键词关键词：乙醇水精馏 浮阀塔 连续精馏 塔板设计 II 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
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 5.2、 管道设计39 燕京理工学院课程设计 III 第六章 控制方案42 第七章 设计心得与体会42 附录一 主要符号说明43 附录二 塔计算结果表45 附录三
4、 管路计算结果表47 文 献 综 述48 燕京理工学院课程设计 1 前前 言言 乙醇（C2H5OH） ，俗名酒精，是基本的工业原料之一，与酸碱并重，它作为 再生能源犹为受人们的重视。工业上常用发酵法（C6H10O5）n 和乙烯水化法制 取乙醇。乙醇有相当广泛的用途，除用作燃料，制造饮料和香精外，也是一种重 要的有机化工原料，如用乙醇制造乙酸、乙醚等；乙醇又是一种有机溶剂，用于 溶解树脂，制造涂料。 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
