1、 1 化工原理课程设计化工原理课程设计 题目：乙醇题目：乙醇- -水混合液精馏塔设计水混合液精馏塔设计 学学 院：化学与材料工程学院院：化学与材料工程学院 专专 业：高分子材料与工程业：高分子材料与工程 姓姓 名：名： 学学 号：号： 指导教师：指导教师： 20122012 年年 1212 月月 2525 日日 2 化工原理课程设计工艺条件化工原理课程设计工艺条件 一、设计目的和要求一、设计目的和要求 课程设计是化工原理课程教学中综合性和实践性较强的教学环节， 是理论系 实际的桥梁。通过课程设计，培养学生查阅资料、选用公式和搜索数据的能力； 熟悉工程设计基本内容，掌握化工单元操作设计的主要程序
2、及方法；锻炼和提高 学生综合运用理论知识和技能的能力、独立工作和创新能力；培养学生能用简洁 的文字清晰的图表来表达自己设计思想的能力。 二、设计任务二、设计任务 完成精馏塔工艺设计，运用最优化方法确定最佳操作条件；精馏设备设计， 有关附属设备的设计和选用；绘制带控制点工艺流程图，塔板结构简图和塔板负 荷性能图，编制设计说明书；等。 三、设计题目设计题目 题目二：乙醇-水混合液精馏塔设计 四、设计条件四、设计条件 年处理量：8000 吨/年 料液浓度（质量%） ：40% 料液初温：30 塔顶产品浓度：94%（质量分率） 塔底乙醇含量不高于 0.3%（以质量计） 精馏塔塔顶压强：4kPa(表压)
3、进料状态：泡点进料 回流比：自选 单板压降0.7 k pa 冷却水温度：30 设备形式：筛板塔 饱和水蒸汽压力：2.5kgf/cm2(表压) （1kgf/=98.066kPa） 每年实际生产天数：330 天，每天 24 小时连续运转 3 目目 录录 一 设计方案简介 4 二 物料流程说明 4 三 设计说明书 . 5 3.1. 气液相平衡数据 . 5 3.2 全塔物料衡算 . 6 3.3 工艺条件及物性数据计算 6 3.3.1 操作温度: 7 3.3.2 操作压强 7 3.3.3 平均分子量的计算 8 3.3.4 平均密度 9 3.3.5 混合液体表面张力 10 3.3.6 液体粘度.11 3.
4、3.7 塔的物性数据列表 12 3.4 实际塔板数的计算 12 3.4.1 计算最小回流比 . 错误错误!未定义书签。未定义书签。2 3.4.2 精馏塔内汽液负荷计算. 错误错误!未定义书签。未定义书签。3 3.4.3 操作线方程 错误错误!未定义书签。未定义书签。3 3.4.4 逐板法计算塔板数 错误错误!未定义书签。未定义书签。4 3.4.5 塔板效率 15 3.4.6 计算实际塔板数 . 15 3.5 塔和塔板主要工艺尺寸计算 15 3.5.1 塔径的设计 15 3.5.2 塔高的设计计算 . 16 3.5.3 溢流装置 17 3.5.4 塔板布置和筛孔数目与排列 18 3.6 流体力学
5、验算 . 19 3.6.1 塔板压降 19 3.6.2 液面落差 错误错误!未定义书签。未定义书签。0 3.6.3 液泛验算 错误错误!未定义书签。未定义书签。0 3.6.4 漏液. 21 3.6.5 物沫夹带 21 3.7.塔板负荷性能图 . 21 3.7.1 漏液线 . 21 3.7.2 液沫夹带线 22 3.7.3 液相负荷下限线 . 22 3.7.4 液相负荷上限线 . 22 3.7.5 液泛线 . 22 3.7.6 操作性能负荷图 . 23 四 筛板塔设计结果概要 24 4 五 塔附件设计 25 5.1 接管管径计算 . 25 5.2 换热器的计算与选型 . 27 5.3 储槽 .
6、28 5.4 泵的选型与计算 29 六 设计体会及改进意见 30 七 参考文献 . 31 八 主要符号说明 31 5 一、一、设计方案简介设计方案简介 乙醇水体系是工业上最常见的溶剂，也是非常重要的化工原料 之一，是无色、无毒、无致癌性、污染性和腐蚀性小的液体混合物。 因其良好的理化性能， 因而被广泛的应用于化工、 日化、 医药等行业。 近年来， 由于燃料价格的上涨，乙醇燃料越来越有取代传统燃料的趋 势。 长期以来，乙醇多用于蒸馏法生产，但是由于乙醇水体系有共 沸现象，由于乙醇水体系形成共沸物，在常压下，共沸物的组成为 4.43%的水，95.57%的乙醇，共沸温度为 78.15，此时乙醇组成 M x=0.894(摩尔分数，且此时溶液的气液组成（平衡组成）相等，这 就无法用普通的精馏的方法来将乙醇溶液再浓缩， 既得不到纯度高于 95.6%的乙醇。 本实验塔顶产品浓度要求为 94%（质量分率） ，普通精馏便可以 得到需要产品，不用再进行吸附分离提纯。 二、物料流程说明二、物料流程说明 乙醇
