1、 1 化工原化工原理课程理课程设计设计 -乙醇乙醇-水的精馏塔设计水的精馏塔设计 2 目录 $1 $1 精馏塔精馏塔任务书任务书 1.1 1.1 生产任务生产任务 1.2 1.2 操作条件操作条件 1.3 1.3 设计内容设计内容 $2 $2 精馏塔计算精馏塔计算 2.1 2.1 乙醇乙醇- -水的汽液平衡组成水的汽液平衡组成 2.2 2.2 全塔物料计算全塔物料计算 $3 $3 精馏段精馏段计算计算 3.1 3.1 精馏段相关物性计算精馏段相关物性计算 3.2 3.2 精馏段工艺尺寸计算精馏段工艺尺寸计算 3.3 3.3 精馏段塔板流体力学校核精馏段塔板流体力学校核 3.4 3.4 精馏段塔
2、板负荷性能图精馏段塔板负荷性能图( (可选可选) ) $4$4 提馏段计算提馏段计算 3.1 3.1 提馏段相关物性计算提馏段相关物性计算 3.2 3.2 提提馏段工艺尺寸计算馏段工艺尺寸计算 3.3 3.3 提提馏段塔板流体力学校核馏段塔板流体力学校核 3.4 3.4 提提馏段塔板负荷性能图馏段塔板负荷性能图( (可选可选) ) $5$5 塔高的确定（可选）塔高的确定（可选） 5.15.1 塔顶空间塔顶空间 HaHa 的确定的确定 5.2 5.2 塔底空间塔底空间 HbHb 的确定的确定 3 5.35.3 有效塔高有效塔高 HpHp 的确定的确定 5.45.4 塔顶封头塔顶封头 H HF F
3、 的确定的确定 5.55.5 裙座高度裙座高度 H Hs s 的确定的确定 5.65.6 人孔人孔 $6$6 精馏塔的附属设备及选型（可选）精馏塔的附属设备及选型（可选） $7$7 塔的主要接管尺寸的选取塔的主要接管尺寸的选取( (可选可选) ) $8 $8 $8 $8 输送泵的选取输送泵的选取( (可选可选) ) $9 $9 设计结果汇总表设计结果汇总表 $10 $10 设计方案评价与总结设计方案评价与总结 参考文献参考文献 4 1 板式精馏塔板式精馏塔设计任务书设计任务书 1.1 生产任务生产任务 将来自上游的粗馏塔得到的乙醇-水混合物进行精馏。 要求：塔顶产品为浓度 95.0%（质量分率
4、）的医用乙醇，塔底残液中乙醇的浓 度不大于 0.03(质量分率)。 生产能力：年产量为 3000 吨。 设备形式：板式精馏塔 1.2 操作条件操作条件 1、进料：温度 90的乙醇-水混合物的饱和蒸汽； 2、常压操作，P1 atm（绝压） ； 3、塔顶采用全凝器，泡点回流； 4、塔釜采用饱和水蒸气加热（加热方式自选） ； 5、操作回流比 R=(1.12.0) min R 6、每年按 300 天计，每天 24 小时连续运行 1.3 设计设计内容内容 1、完成该精馏塔工艺设计，包括辅助设备及进出口接管的计算和选型。 2、画出带控制点的工艺流程示意图，t-x-y 相平衡图，塔板负荷性能图， 筛孔布置图
5、以及塔的工艺条件图。 3、写出该精馏塔的设计说明书，包括设计结果汇总和对自己设计的评价。 $2 板式精馏塔的工艺板式精馏塔的工艺计算计算 说明：以下所有数据中说明：以下所有数据中 A 代表乙醇，代表乙醇，B 代表水。代表水。 2.1 乙醇和水的汽液平衡组成乙醇和水的汽液平衡组成 1.查表，列出乙醇和水的饱和蒸汽压数据，根据数据画出乙醇-水的 t-x-y 和 x-y图 2.计算塔顶、塔底、进料处相对挥发度 5 塔顶：顶顶= 塔底：底底= 加料板：加料板 加料板= 3.计算乙醇水的平均相对挥发度： 乙醇水的相对挥发度一般用几何平均值或算术平均值表示 2.2 全塔物料计算全塔物料计算 1. 原料液中物料的计算 设 A 组分乙醇; B 组分水 乙醇的摩尔质量：M 乙=46.07 kg/kmol 水的摩尔质量
