乙醇-水课程设计---乙醇——水筛板式精馏塔的设计

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1、 I 化工原理课程设计任务书化工原理课程设计任务书 设计题目：设计题目：乙醇水筛板式精馏塔的设计 设计条件：设计条件：常压：P=1atm(绝压)； 原料来自粗馏塔，为 9596饱和蒸汽，由于沿途热损失，进精馏塔时， 原料温度约为 91； 塔顶浓度为含乙醇 92.41%（质量分率） ，产量为 25 吨/天； 塔釜为饱和蒸汽直接加热，从塔釜出来的残液中乙醇浓度要求不大于 0.03% （质量分率） ； 塔顶采用全凝器，泡点回流，回流比：R=（1.12.0）Rmin 。 设计任务：设计任务：1.完成该精馏塔工艺设计（包括塔顶冷凝器及进出口管路的设计与选型） 。 2.画出带控制点的工艺流程图、塔板负荷性

2、能图、精馏塔工艺条件图。 3.写出该精馏塔设计说明书，包括设计结果汇总及设计评价。 1 化工原理课程设计任务书化工原理课程设计任务书 . I 摘摘 要要 5 前前 言言 6 绪绪 论论 9 1.1 设计背景 9 1.2 设计方案 . 9 1.3 设计思路 9 1.4 选塔依据3 10 第二章 精馏塔的工艺设计 . 11 2.12.1 全塔工艺设计计算全塔工艺设计计算 11 2.1.1 产品浓度的计算和进料组成确定 . 11 2.1.2 Q线方程的确定： 11 2.1.3 平均相对挥发度的计算 11 2.1.4 最小回流比和适宜回流比的选取 . 12 2.1.5 物料衡算 . 12 2.1.6

3、精馏段和提馏段操作线 13 2.1.7 逐板法确定理论板数 13 2.1.8 全塔效率 . 13 2.1.9 实际塔板数及实际加料位置 14 第三章 板式塔主要工艺尺寸的设计计算 15 2 3.1 塔的工艺条件及物性数据计算 . 15 3.1.1 操作压强 P 15 3.1.2 操作温度 T . 15 3.1.3 塔内各段气、液两相组分的平均分子量 15 3.1.4 精馏段和提馏段各组分的密度8 16 3.1.5 液体表面张力的计算 17 3.1.6 液体粘度M 17 3.1.7 气液负荷计算 . 18 精馏段气液负荷计算 18 提馏段气液负荷计算 18 3.2 塔和塔板的主要工艺尺寸的计算

4、19 3.2.1 塔径 D . 19 3.2.2 液流形式、降液管及溢流装置等尺寸的确定 21 3.2.3 塔板布置 . 21 3.2.4 筛孔数 N 及 开孔率 22 3.2.5 塔有效高度 Z 23 3.2.6 塔高的计算5 23 3.3 筛板塔的流体力学校核2 23 3.3.1 板压降的校核 . 23 3.3.2 液沫夹带量EV 的校核 25 3.3.3 溢流液泛条件的校核 25 3.3.4 液体在降液管内停留时间的校核 . 26 3 3.3.5 漏液点的校核 . 26 3.4 塔板负荷性能图2 . 27 3.4.1 液相负荷下限线 27 3.4.2 液相负荷上限线 27 3.4.3 漏

5、液线（气相负荷下限线） 27 3.4.4 过量液沫夹带线（气相负荷上限线） 28 3.4.5 溢流液泛线 . 29 3.4.6 塔气液负荷性能图 29 3.4.7 热量衡算： 30 进入系统的热量. 30 离开系统的热量. 31 热量衡算式： . 31 第四章 塔的附属设备的计算 . 32 4.1 塔顶冷凝器设计计算 32 4.1.1 确定设计方案 32 4.1.2 确定物性数据 32 4.1.3 热负荷 Q 的计算 32 4.1.4 传热面积的计算 32 4.1.5 换热器工艺结构尺寸 . 33 4.1.6 核算总传热系数 K0. 34 1.管程表面传热系数计算： . 34 2.计算壳程对流

6、传热系数 . 35 4 3.确定污垢热阻 RS . 35 4.核算总传热系数 K0 . 35 5.传热面积裕度： 36 4.1.7 壁温核算. 36 4.1.8 换热器内流体的流动阻力（压降） 37 4.2 接管设计 37 4.2.1 进料管 37 4.2.2 回流管 37 4.2.3 釜液出口管 . 38 4.2.4 塔顶蒸汽管 . 38 4.2.5 加热蒸汽管 . 38 4.2.6 管线设计结果表. 38 4.3 泵的选型 39 第五章 设计结果汇总 . 40 结束语 . 42 参考文献 . 43 主要符号说明 44 附 录 . 46 5 摘摘 要要 化工生产常需进行液体混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的，精馏是利用 液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和部分冷凝达到轻重组分分离的 方法。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