化工原理课程设计--乙醇水连续精馏塔优化设计

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1、 乙醇与水连续精馏塔 课程设计 题目：乙醇水连续精馏塔优化设计 目录 第一章 设计方案的确定及流程说明. 3 1.1 塔型选择 3 1.2 操作流程 3 第二章 塔的工艺计算. 4 2.1 整理有关数据并绘制相关表格 4 2.2 全塔物料衡算 5 2.3 最小回流比与操作回流比 6 2.4 理论塔板数的确定 7 2.5 全塔效率的估算 7 2.6 实际塔板数的求取 . 10 第三章 塔的工艺条件及物性计算 11 3.1 操作压强 Pm. 11 3.2 温度 tm. 12 3.3 平均摩尔质量 . 错误错误!未定义书签。未定义书签。2 3.4 平均密度 . 13 3.5 液体表面张力 . 16

2、3.6 平均粘度的计算 . 17 3.7 汽液相体积流率 . 18 3.8 塔径的计算 . 19 3.9 精馏塔高度的计算 . 20 第四章 塔板主要工艺尺寸的计算 21 4.1 溢流装置 21 4.2 塔板布置 24 第五章 塔板的流体力学验算 . 245 5.1 气体通过塔板的压力降 hp 液柱 . 27 5.2 液面落差 . 267 5.3 液沫夹带（雾沫夹带） . 267 5.4 漏液 . 278 5.5 液泛 28 第六章 塔板负荷性能图. 289 6.1 漏液线 289 6.2 液沫夹带线 . 29 6.3 液相负荷下限线 . 30 6.4 液相负荷上限线 . 30 6.5 液泛线

3、 . 30 第七章 各接管尺寸的确定及选型 33 7.1 进料管尺寸的计算及选型 . 33 7.2 釜液出口管尺寸的计算及选型 . 33 7.3 回流管尺寸的计算及选型 . 33 7.4 塔顶蒸汽出口径及选型 . 34 第八章 精馏塔的主要附属设备 34 8.1 冷凝器 . 34 8.2 预热器 . 35 8.3 再沸器 . 35 设计结果一览表. 36 参考文献. 36 第一章、设计方案的确定及流程说明第一章、设计方案的确定及流程说明 1.1 塔型选择塔型选择 根据生产任务，若按年工作日 330 天，每天开动设备 24 小时计算，产品流量 为 140kmol/h，由于产品粘度较小，流量较大，

4、为减少造价，降低生产过程中压 降和塔板液面落差的影响，提高生产效率，选用筛板塔。 1.2 操作流程操作流程 乙醇水溶液经预热至泡点后，用泵送入精馏塔。塔顶上升蒸气采用全冷 凝后，部分回流，其余作为塔顶产品经冷却器冷却后送至贮槽。塔釜采用间接蒸 汽再沸器供热，塔底产品经冷却后送入贮槽。 精馏装置有精馏塔、原料预热器、再沸器、冷凝器、釜液冷却器和产品冷却 器等设备。热量自塔釜输入，物料在塔内经多次部分气化与部分冷凝进行精馏分 离，由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走。 乙醇水混合液原料经预热器加热到泡点温度后送入精馏塔进料板，在进料 板上与自塔上部下降的的回流液体汇合后，逐板溢流，最后流入塔底。在每层板 上，回流液体与上升蒸汽互相接触，进行热和质的传递过程。 流程示意图如下图（图一） 第二章、塔的工艺计算第二章、塔的工艺计算 2.1 整理有关数据并绘制相关表格：整理有关数据并绘制相关表格： 2.1.1 乙醇和水的汽液平衡数据（101.3KPa 即 760mmHg） 不同温度下乙醇和水的汽液平衡组成数据如下 （见化工原理课本下册 P269）（表 1） 液相摩尔 分数 x 气相