1、 化工原理化工原理 课课 程程 设设 计计 题目题目 乙醇乙醇- -水二元物系浮阀式精馏塔的设计水二元物系浮阀式精馏塔的设计 教教 学学 院院 专业班级专业班级 学生姓名学生姓名 学生学号学生学号 指导教师指导教师 20201313 年年 1212 月月 1212 日日 化工原理课程设计任务书化工原理课程设计任务书 （一）（一） 设计题目设计题目 乙醇水二元物系浮阀式精馏塔的设计 （二）设计条件（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
2、塔釜间接蒸汽加热 回流比 m i n )0.21.1(RR 单板压降 0.7kPa （三）设计内容（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)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。 I 目 录 摘 要 1 绪 论 2 第一章 设计思路 3 1.1 设计流
3、程 4 1.2 设计思路 3 第二章 精馏塔的工艺设计 5 2.1 精馏段进料、塔顶和塔釜产品摩尔分数的计算 5 2.2 物料衡算 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 2.3 理论板数和进料位置的确定 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 2.4 平均温度,密度，摩尔质量的计算7 2.5 液体表面张力.9 2.5 平均粘度计算 . 12 2.6 平均相对挥发度的计算 . 13 2.7 全塔效率 . 13 2.8 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 . 15 3.1 塔的有关物性数据计算 . 15 3.2 精馏塔主要工艺尺寸的计算 . 16 3.3
4、 筛板的流体力学验算 . 20 3.4 塔板负荷性能图 . 23 3.5 操作弹性 . 25 第四章 热量衡算 . 26 4.1 比热容及汽化潜热的计算 . 26 4.2 热量衡算 . 26 第五章 板式塔的结构计算 . 27 5.1 进料管 . 27 5.2 回流管 . 27 5.3 塔底出料管 . 27 5.4 塔底蒸汽出料管 . 28 5.5 塔底蒸汽进料管 . 28 第六章 塔的附属设备的设计 . 28 6.1 冷凝器的选择 . 28 6.2 再沸器的选择 . 28 6.3 泵的选型 . 29 主要符号说明 . 30 参考文献 . 35 附 录 . 37 1 摘摘 要要 精馏是一种最常
5、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.
6、8mm，气相最大负荷为 0.67m 3/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 12.15 s，降液管底隙高度为 19mm，气相最大 负荷为 0.7m 3/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 的物性参数是合理。 根据物料衡算可知: 进料带入的热量为h/KJ 1082.3 5 ,回流带入的热量为h/KJ 1052.3 5 ,塔顶蒸汽带 出的热量为h/KJ 108.1 5 ,残液带出的热量为h/KJ 102.2 5 ,塔顶上升的热量为h/KJ 1092.1 6 。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
