课程设计---乙醇水_板式精馏塔

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1、1. 引引言言 1.1. 精馏原理及其在化工生产上的应用 实际生产中，在精馏柱及精馏塔中精馏时，上述部分气化和部分冷凝是同时进行的。对理想液态混 合物精馏时，最后得到的馏液(气相冷却而成)是沸点低的 B 物质，而残液是沸点高的 A 物质，精馏是多 次简单蒸馏的组合。精馏塔底部是加热区，温度最高；塔顶温度最低。精馏结果，塔顶冷凝收集的是纯 低沸点组分，纯高沸点组分则留在塔底。 1.2. 精馏塔对塔设备的要求 精馏设备所用的设备及其相互联系，总称为精馏装置，其核心为精馏塔。常用的精馏塔有板式塔和 填料塔两类，通称塔设备，和其他传质过程一样，精馏塔对塔设备的要求大致如下： 生产能力大：即单位塔截面大

2、的气液相流率，不会产生液泛等不正常流动。 效率高：气液两相在塔内保持充分的密切接触，具有较高的塔板效率或传质效率。 流体阻力小：流体通过塔设备时阻力降小，可以节省动力费用，在减压操作是时，易于达 到所要求的真空度。 有一定的操作弹性：当气液相流率有一定波动时，两相均能维持正常的流动，而且不会使 效率发生较大的变化。 结构简单，造价低，安装检修方便。 能满足某些工艺的特性：腐蚀性，热敏性，起泡性等。 1.3 常用板式塔类型及本设计的选型 常用板式塔类型有很多，如：筛板塔、泡罩塔、舌型塔、浮阀塔等。 由于浮阀塔有如下优点： 生产能力大，由于塔板上浮阀安排比较紧凑，其开孔面积大于泡罩塔板，生产能力比

3、泡罩塔板大 20%40%，与筛板塔接近。 操作弹性大， 由于阀片可以自由升降以适应气量的变化， 因此维持正常操作而允许的负荷波动范 围比筛板塔，泡罩塔都大。 塔板效率高，由于上升气体从水平方向吹入液层，故气液接触时间较长，而雾沫夹带量小，塔板 效率高。 气体压降及液面落差小，因气液流过浮阀塔板时阻力较小，使气体压降及液面落差比泡罩塔小。 塔的造价较低， 浮阀塔的造价是同等生产能力的泡罩塔的 50%80%， 但是比筛板塔高 20%30。 而且近几十年来，人们对浮阀塔的研究越来越深入，生产经验越来越丰富，积累的设计数据比较完 整，因此设计浮阀塔比较合适。 2. 设计条件与任务设计条件与任务 在一常

4、压操作的连续板式精馏塔(自选塔板类型)内分离乙醇-水混合物,直接蒸汽加热。生产能力和 产品的质量要求见下表。 组号 处理量/t.a-1 料液组成 (质量分数)/% 塔顶产品浓度 (质量分数)/% 塔釜产品浓度 (质量分数)/% 9 20 000 45 92.5 5 操作条件：塔顶压力：4kPa(表压)； 进料热状态：自选； 回流比：自选； 单板压降 0.7kPa。 工作日：每年 300 天，每天 24 小时。 厂址：武汉地区。 3. 设计方案的确定设计方案的确定 3.1. 设计思路 确定设计方案总的原则是在可能的条件下， 尽量采用科学技术上的最新成就， 使生产达到技术上最 先进、经济上最合理的要求，符合优质、高产、安全、低消耗的原则。为此，必须具体考虑如下几点： (1) 满足工艺和操作的要求 所设计出来的流程和设备，首先必须保证产品达到任务书上规定的要求，而且质量要稳定，这就要 求各流体流量和压头稳定，入塔料液的温度和状态稳定。其次，设计方案需要有一定的操作弹性，各处 流量应能在一定范围内进行调节，必要时传热量也可进