乙醇水精馏化工原理课程设计

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1、 1 课程设计说明书课程设计说明书 题 目： 分离乙醇-水溶液的精馏系统设 计 精馏塔设计 指导者： 评阅者： 2012 2012 年年 9 9 月月 2 目录目录 1 1. .前言前言 4 4 2.2.设计任务书设计任务书 5 5 3.3.设计方案的确定设计方案的确定 6 6 3.1 塔的类型的选择. 6 3.2 塔板类型选择. 6 3.3 塔压的确定. 6 3.4 进料热状况的选择. 6 3.5 塔釜加热方式的确定. 6 3.6 塔顶冷凝方式. 6 3.7 适宜回流比的选取. 7 4.4.塔的工艺设计塔的工艺设计 7 7 4.1 精馏塔全塔物料浓度计算. 7 4.2 理论板的计算. 8 4

2、.3 平均参数的计算. 11 4.4 塔径的初步设计. 19 5.5.塔板结构的设计塔板结构的设计 2121 5.1 溢流装置的计算. 22 5.2 塔板及浮阀设计. 23 5.3 塔板流体力学验算. 26 6.6.塔板负荷性能图塔板负荷性能图 2929 6.1 雾沫夹带线. 29 6.2 液泛线 29 6.3 液相负荷上限线. 30 6.4 漏液线 30 6.5 液相负荷下限线 31 6.6 塔板负荷性能图. 31 7.7.塔的附属设备选型及校核塔的附属设备选型及校核 3333 7.1 接管. 33 7.2 法兰. 34 7.3 人孔. 34 7.4 除沫器 35 7.5 吊柱. 35 7.

3、6 裙座. 35 8.8.精馏塔精馏塔 3636 3 8.1馏塔塔体 36 8.2 封头 36 8.3 塔高的计算. 37 9 9强度校核及开孔补强强度校核及开孔补强 3838 10.10.参考文献参考文献 3838 11.11.课程设计小结课程设计小结 3939 附录附录 4040 4 1 1.前言前言 精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置，又称为蒸馏塔。有板式塔与填 料塔两种主要类型。根据操作方式又可分为连续精馏塔与间歇精馏塔。 蒸气由塔底进入，与下降液进行逆流接触，两相接触中，下降液中的易挥发 (低沸点)组分不断地向蒸气中转移， 蒸气中的难挥发(高沸点)组分不断地向下降 液中转移，蒸气

4、愈接近塔顶，其易挥发组分浓度愈高，而下降液愈接近塔底，其 难挥发组分则愈富集，达到组分分离的目的。由塔顶上升的蒸气进入冷凝器，冷 凝的液体的一部分作为回流液返回塔顶进入精馏塔中， 其余的部分则作为馏出液 取出。塔底流出的液体，其中的一部分送入再沸器，热蒸发后，蒸气返回塔中， 另一部分液体作为釜残液取出。 精馏塔的工作原理是根据各混合气体的汽化点（或沸点）的不同，控制塔各节的 不同温度，达到分离提纯的目的。 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

5、计和分析分离过程中的各 种参数是非常重要的。 要想把低纯度的乙醇水溶液提升到高纯度，要用连续精馏的方法，因为乙醇和水 的挥发度相差不大。精馏是多数分离过程，即同时进行多次部分汽化和部分冷凝 的过程，因此可使混合液得到几乎完全的分离。化工厂中精馏操作是在直立圆形 的精馏塔内进行的，塔内装有若干层塔板或充填一定高度的填料。为实现精馏分 离操作， 除精馏塔外， 还必须从塔底引入上升蒸汽流和从塔顶引入下降液。 可知， 单有精馏塔还不能完成精馏操作，还必须有塔底再沸器和塔顶冷凝器，有时还要 配原料液预热器、回流液泵等附属设备，才能实现整个操作。 本次设计的筛板塔是化工生产中主要的气液传质设备。 此设计针

6、对二元 物系的精馏问题进行分析、选取、计算、核算、绘图等，是较完整的精馏设计过 程。 本设计包括设计方案的选取，主要设备的工艺设计计算物料衡算、 热量衡算、工艺参数的选定、设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算，辅助设备 的选型，工艺流程图，主要设备的工艺条件图等内容。通过对精馏塔的运算，调 试出塔的工艺流程、生产操作条件及物性参数，以保证精馏过程的顺利进行并使 效率尽可能的提高。 5 2.设计任务书设计任务书 一设计题目 乙醇-水精馏系统的设计 精馏塔设计 二设计任务 1.处理能力：20000kg/h； 2.进料组成：30%（质量） ，20； 3.工艺要求：塔顶产品含乙醇 88%，残液乙醇含量3%； 4.操作条件：常压，泡点进料； 5.设备型式：浮阀塔 三设计内容 1.设计方案的确定和流程说明 2.精馏塔的工艺设计 3.精馏塔的结构设计 4.精馏塔的强度设计 5.其他主要设备的选型 四设计要求 1.设计说明书一份； 2.设计图纸： a.工艺流程图一张（采用 AutoCAD 绘制） ； b主要设备总装