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1、D 制药 091 化工原理课程设计说明书淮海工学院化工原理课程设计说明书题目：乙醇水混合液浮阀精馏塔的设计系部：化学工程学院专业：环境工程班级：D 制药 091姓名：陈宇学号：5109406312011年 12月 27日第1页共31页D 制药 091 化工原理课程设计说明书目录1 绪论 32 塔板的工艺设计 421 精馏塔的物料衡算 422 常压下乙醇 - 水气液平衡组成与温度的关系523 理论塔板数的确定 132 4 塔径的初步设计 1425 溢流装置 1526塔板分布，浮阀数目与排列 163 塔板的流体力学计算 1831 气相通过浮阀塔的压降 1832 淹塔1933 雾沫夹带203 4 塔
2、板负荷性能图224 塔附件设计 2341 接管 2342 筒体与封头254 3 除沫器2544 裙座 264 5 吊柱 264 6 人孔 265塔总体高度的设计26第2页共31页D 制药 091 化工原理课程设计说明书51 塔的顶部空间高度 2652 塔的底部空间高度 265 3 塔的立体高度 276 附属设备设计 2761 冷凝器的选择 2762 再沸器的选择 277 课程设计总结 28 绪论乙醇在工业、 医药、民用等方面， 都有很广泛的应用， 是一种很重要的原料。 在很多方面，要求乙醇有不同的纯度，有时要求纯度很高，甚至是无水乙醇，这是很有困难的，因为乙醇极具挥发性，所以，想得到高纯度的乙
3、醇很困难。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，塔内装有若干层塔板和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。浮阀塔与 20 世纪 50 年代初期在工业上开始推广使用， 由于它兼有泡罩塔和筛板塔的优点，已成为国内应用最广的塔形
4、，特别是石油，化学工业中使用最普遍。浮阀有很多形式，但最常用的是 FI 型和 V4 型。 FI 型浮阀的结构简单，制造方便，节省材料，性能良好，广泛应用在化工及炼油生产中，现已列入部颁标准（ JB168-38）内， FI 型浮阀又分轻阀和重阀两种，但一般情况下都采用重阀，只有处理量大且要求压强降很低的系统中，采用轻阀，浮阀塔具有下列优点： 1. 生产能力大。 2. 操作弹性大。 3. 塔板效率高。 4. 气体压强降及液表面落差较小。 5. 塔的造价低。浮阀塔不宜处理结焦或粘度大的系统，但对于粘度稍大及有一般聚合现象的系统，浮阀塔也能正常操作。目前，浮阀塔板是各国广泛应用塔型。它综合了泡罩塔板和
5、筛孔塔板的优点，在每个开孔处装有一个可上下浮动的浮阀代替了升气管和泡罩。 塔板上所开的孔径较大 （标准孔径为 39mm），避免了孔道堵塞。常用的浮阀有 F1 型（重阀）、V-4 型及 T 型。浮阀的升降位置可根据气量的大第3页共31页D 制药 091 化工原理课程设计说明书小进行调节。当气量较小时，浮阀的开度小，但通过阀片与塔盘之间环隙气速仍足够大，避免了过多的漏液；气量较大时，阀片被顶起、上升，浮阀开度增大，通过环隙的气速也不会太高，使阻力不致增加太多。因此浮阀塔板保持了泡罩塔板操作弹性大的优点，而塔板效率，气压压降大致与筛孔塔板相当，且具有生产能力大等优点。所以自此种塔型问世以来，一直在工
6、业生产中广泛应用。塔板的工艺设计.1精馏塔的物料衡算F: 进料量（ kmol/s ）xF :原料组成（摩尔分数，下同）D：塔顶产品流量 （ kmol/s ）xD ：塔顶组成W：塔顶产品流量（ kmol/s） xW ：塔底组成原料乙醇组成： xF0.25/ 4611.54 0.75/180.25/ 460.96 / 4690.38%塔顶组成： xD0.96 / 460.04 /180.02 / 460.79%塔底组成： xW0.02 / 460.98 / 18进料量： F=30 万吨 / 年= 30104 103 0.25 / 46 (1 0.25) /180.5452 kmol/s300243
7、600物料衡算式为： F=D+WFxFD xD WxW联立代入求解： D=0.0654 kmol/s ,W=0.4798kmol/s2.2常压下乙醇 - 水气液平衡组成（摩尔）与温度关系温度 t/ 液相组成 x/%气相组成 y/%1000095.51.9017.0089.07.2138.9186.79.6643.7585.312.3847.0484.116.6150.8982.723.3754.4582.326.0855.80第4页共31页D 制药 091 化工原理课程设计说明书81.532.7359.2680.739.6561.2279.850.7965.6479.751.9865.9979
8、.357.3268.4178.7467.6373.8578.4174.7278.1578.1589.4389.43221 温度利用表中数据由插值法可求得tF 、 tD 、 tW 。 t F ： 86.7 85.3 9.66 12.38 t D ： 78.1578.4189.4374.72 tW ： 10095.501.90精馏段平均温度：提馏段平均温度：t F86.7 ，tF =85.75 11.549.66tD78.15，t D =78.13 90.3889.43tD100 ，tW =98.12 0.790t1tFtD85.7578.13281.942t2t FtW85.75 98.12291.935 2222 密度已知：混合液密度：1a AaB（a 为质量分数，为平均相对分子质量）LAB混合气密度：vT0 p22.4Tp0塔顶温度： t D78.13 气相组成 yD :78.4178.1578.1378.15 ， yD 90.30%78.1589.43100 yD89.43
