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1、 课程 设 计设计题目 乙醇-水浮阀塔精馏工艺设计学生姓名 学 号 专业班级 高分子84班 指导教师 201年1 月 21 日设计题目乙醇水浮阀塔精馏工艺设计成绩课程设计主要内容级jj指导教师评语建议:从学生的工作态度、工作量、设计(论文)的创造性、学术性、实用性及书面表达能力等方面给出评价。签 名： 200 年 月 日化工原理课程设计任务书专业 高分子 班级 08-4 姓名 严泽武 学号 设计题目：板式精馏塔设计设计时间:2011年1月1日 至 200年1月21日指导老师：姚运金老师。设计任务：年处理 1。15万 吨乙醇-水溶液系统1. 料液含乙醇 272t% ，馏出液含乙醇不少于4 wt%
2、，残液含乙醇不大于0。05wt2. 操作条件：（1） 泡点进料，回流比= 1。5 Rmi。（2） 塔釜加热蒸汽压力：间接0. Ma（表压）,直接0.1 MPa(绝压).（3） 塔顶全凝器冷却水进口温度20,出口温度5。（4） 常压操作.年工作日3002 d，每天工作24。（5） 设备形式(筛板塔、浮阀塔、泡罩塔等）自选.（6） 安装地点：合肥任务来源：合肥酒厂设计主要内容：工艺流程的确定，塔和塔板的工艺尺寸计算，塔板的流体力学验算及负荷性能图,辅助设备的计算与选型，主体设备的机械设计。关键词: 浮阀塔 乙醇 设计乙醇-水浮阀塔精馏工艺设计摘要:本设计是以浮阀塔为精馏设备分离乙醇水混合溶液.先找
3、出乙醇和水的有关数据,以此利用Aoad作图求出最小回流比2。22和理论塔板数25。7块，然后对塔和塔板的工艺尺寸进行计算，确定了塔高为3。07m,塔径1.8。对塔的流体力学进行验证后，符合浮阀塔的操作性能.经过对塔设备的强度计算，壁厚12m,满足设计要求。关键词: 浮阀塔 乙醇 设计英文摘要Abstrac: Itis dsign，the float vave owers used to dstl adsepaate the eanol-ate solution. Fstly， theesential dat of atrnd hano wn，a th minium eflx rtio 2223
4、 nd te thoretical platenumbr257 a obtaiedtrougte agrm dwed yesofwarAocad.Afer aclti the size ofthe tower nd plte ，the diameter of th ter ad t hgtof the tower s etrmied,d th rsutas man 3207 m， escively. At lt, accding to he liquid mhic calulation o he towr， t wssabeo th cable o peratingof his floting
5、vlve owe. Bycalculatin the intnstyfte twer，the hnes of the toer wago,and e thicksssholdeet he indenity quirmn.Kewod: foat vavl toer eao desgn 目 录 化工原理课程设计任务书3摘要4一、设计任务及方案简介1.1 设计任务10。 设计方案论证及确定1二、工艺流程草图及说明122。1工艺草图122.2工艺流程说明12三、精馏塔工艺的设计及计算33.1塔的物料衡算：1331。1 液料及塔顶，塔底产品含乙醇摩尔分数13。12平均摩尔质量1331。3 物料衡算33。
6、2 塔板数的确定：132.1理论塔板数的求取153.2求最小回流比及操作回流比R163。求理论塔板数163. 塔的平均温度：1734 密度34.1 精馏段173。4。2 提馏段18。4。 不同温度下乙醇和水的密度185 混合物的粘度193。6 相对挥发度161 精馏段挥发度193.。2 提馏段挥发度193。7 气液相体积流量计算203。7。1 精馏段23.7.2 提馏段203.8 混合溶液表面张力20v3 精馏段218。2 提馏段2239全塔效率及实际塔板数2四、工艺计算及主体设备的设计23。1管径的初步设计23411精馏段24。1。2 提馏段4。2 溢流装置254.21 堰长254。2。2
7、方形降液管的宽度和横截面264。3 降液管底隙高度24.3 塔板分布及浮阀数目及排列264.1塔板分布24.3。2浮阀数目与排列264。4 塔板的流体力学计算24。4.1 气相通过浮阀塔板的压降294。5 淹塔04.1精馏度。52 提馏段3046 物沫夹带1。6. 精馏段314。6。2提馏段4.塔板负荷性能图324。. 物沫夹带线32. 液泛线324。8 液相负荷上限33.9 液漏线34。10 液相负荷下限性34五、塔的附属设备选型及校核5。1接管35。1。1 进料管35。1.回流管36。1。3塔釜出料管65。1。 塔顶蒸汽出料管31。5塔釜进气管7.1。6 法兰375。2 筒体与封头385。
8、2。1 筒体385。2。 封头39。3 除沫器395。4 裙座395.吊柱4.人孔405.7 塔总体高度的计算05。71 塔的顶部空间高度405。.2 塔的底部空间高度405.7。 塔立体高度405。8附属设备设计4158.1 冷凝器的选择458。2 再沸器的选择4六、 塔的各项指标校验261风载荷及风弯矩4261. 风载荷22 风弯矩42.3离心泵选型43. 塔体的强度和稳定性校核446.4。1 塔底危险截面11轴向应力计算46。 质量载荷46. 塔底抗压强度校核45661 塔底11截面抗压强度及轴向稳定性校核467 裙座的强度及稳定性校核45裙座底部0截面的轴向应力计算56。8 焊缝强度4
9、6.1水压试验时,塔体11截面的强度条件49。水压试验时裙裾底部11截面的强度和稳定性验算47七、设计结果概要及汇总4771全塔工艺设计结果总汇477. 主要符号说明50八、总结528。1 总结28。 心得九、主要参考文献54绪论本设计书介绍的是浮阀塔精馏的设计，其中包括设计方案的确定、塔主要设备的工艺设计计算、辅助设备的选型、工艺流程图及草图及说明、设计结果概要及一览表等几大内容。本设计主要用于分离酒精和水的混合物，利用浮阀塔将其进行精馏分离。精馏所进行的是精馏所进行的是气、液两相之间的传质，而作为气、液两相传质所用的塔设备，首先必须要能使气、液两相得到充分的接触,以达到较高的传质效率。在本
10、设计过程中,严格按照常用数据算图，化工设备常用材料性能以及化工图例国标规定进行设计，同时查阅了大量的有关资料。每一步的计算都严格按照化工原理课程设计一书中的公式进行计算,并经过核对与验算,总体来说有一定的合理性.由于本组所有成员能力水平有限,设计书中难免会存在不完善的地方，在此,诚恳地希望老师批评改正,让我们能更进一步的努力.一、设计任务及方案简介1。1 设计任务.1 设计题目：年处理1.5万吨乙醇水溶液系统11。2 设计条件：液料含乙醇7.2wt，馏出液含乙醇不少于9wt,残液含乙醇不大于0.05w%。.3 操作条件：(1)泡点进料，回流比。（2）塔釜加热蒸汽压力,间接0.2Ma（表压），直
11、接0。p(绝压)。（）塔顶全凝器冷却水进口温度20C，出口温度。(4)常压操作,年工作日00d,每天工作24h。()设备形式：浮阀塔安装地点：合肥任务来源:合肥酒厂设计主要内容：工艺流程的确定,塔和塔板的工艺尺寸计算，塔板的流体力学验算及负荷性能图,辅助设备的计算和选型,主体设备的机械设计.1。2 设计方案论证及确定1。.1 生产时日及处理量的选择：设计要求塔年处理1.5万吨乙醇水溶液系统，年工作日0d，每天工作24。1.2。 选择用板式塔不用填料塔的原因：因为精馏塔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
12、内保持充分的密切接触，具有较高的塔板效率或传质效率。 （3）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。 （4）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. (5）结构简单,造价低,安装检修方便。(6）能满足某些工艺的特性：腐蚀性，热敏性,起泡性等。 故选用板式塔。12.3 板式精馏塔选择浮阀塔的原因：(1)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，生产能力比泡罩塔板大200，与筛板塔接近. （2)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。 (4）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。(5)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200。 12。4 选择泡点进料的原因：在供热量一定的情况下,热量应尽可能从塔底输入，使产生的气相回流在全塔发挥作用。为使塔的操作稳定,免受季节气温影响，精、提馏段采用相同塔径以便于制造，则常采用泡点进
