《乙醇和水混合液精馏塔课程设计报告》由会员分享，可在线阅读，更多相关《乙醇和水混合液精馏塔课程设计报告（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、.*工程学院化工原理课程设计说明书题目名称：年产量为8000t的乙醇-水混合液精馏塔的工艺设计系 部： 化学与环境工程系专业班级：化学工程与工艺13-1 学生： 彪 指导老师： 智勇 完成日期：2016.6.27-.格式及要求1、摘 要 1)摘要正文 (小四，宋体) 摘要容200300字为易，要包括目的、方法、结果和结论。2关键词 *；*；* (3个主题词) (小四，黑体) 2、目录格式目 录(三号，黑体，居中)1 *X小四，黑体 1 1.l *X(小四，宋体) 2 1.1.1 *X(同上) 33、说明书正文格式： 1. *X (三号，黑体)11 *X(四号，黑体)1.1.1 *X(小四，黑体
2、) 正文：*X(小四，宋体)页码居中4、 参考文献格式：列出的参考文献限于作者直接阅读过的、最主要的且一般要求发表在正式出版物上的文献。参考文献的著录，按文稿中引用顺序排列。参考文献容(五号，宋体)例如如下： 期刊序号作者1，作者2，作者n题(篇)名，刊名(版本)，出版年，卷次(期次)。图书序号作者1，作者2，作者n书名，版本，出版地，出版者，出版年。5、.纸型、页码及版心要求： 纸 型： A4，双面打印 页 码： 居中，小五版心距离：高：240mm(含页眉及页码)，宽：160mm相当于A4纸每页40行，每行38个字。6、量和单位的使用： 必须符合国家标准规定，不得使用已废弃的单位。量和单位不
3、用中文名称，而用法定符号表示。*工程学院课程设计任务书 2015-2016学年 第二学期 2016年6月27日专业化学工程与工艺班级化工工艺13-1课程名称化工原理设计题目年产量为8000t的乙醇-水混合液精馏塔的工艺设计指导教师智勇起止时间2016-6-206-27周数1周设计地点*工程学院设计目的：根据乙醇和水混合液的物性及工艺要求，通过查阅相关资料，进行一系列相关的计算，最终确定精馏塔的结构规格和工艺尺寸，然后从理论上的正确性、技术上的可行性和经济上的合理性等方面对设计结果进行评价，完成符合工艺要求的精馏塔结构设计。设计任务：完成精馏塔工艺优化设计，精馏塔结构优化设计以及有关附属设备的设
4、计和选用，绘制工艺流程图、塔板结构简图及塔板符合性能图，并编制工艺设计说明书。年产量：8000吨乙醇，料液初温：25，料液浓度：:40%(质量分率)，塔顶产品浓度：94% (质量分率)，乙醇回收率：99%，每天实际生产天数：330天，冷却水温度：30设计进度与要求：06.20-06.21 收集精馏塔有关资料并选型； 06.22-01.25 完成精馏塔物料衡算，塔结构工艺计算，塔板负荷性能图，工艺流程图 06.25-06.26完成设计说明书的编制，排版，打印06.26-06.27 完成答辩及成绩评定主要参考书及参考资料：1 王胜国编.化工原理课程设计.理工大学，20052 贾绍义,柴诚敬.化工原
5、理课程设计.*大学，20023 涂伟萍,佩珍,程达芳. 化工过程及设备设计.华南理工大学, 化学工业20004 国家医药管理局医药. 化工工艺设计手册. 第二版. 化学工业19965*大学化工原理教研室.化工原理修订版.*：*科技20066 谭天恩，窦梅等编.化工原理.下册. 第四版. :化学工业，2013-.摘要乙醇溶液是生活中常见的溶液，提高乙醇的纯度是化工工业中最重要的工艺，本次设计，为达到生产要求，通过物料衡算，物性参数的分析及乙醇溶液气液平衡图，设计出合理的板式精馏塔，以提高乙醇的纯度，并从流体力学和蒸馏原理出发，为精馏塔设计合适的冷凝器，泵，合适的塔板等，从经济方面考虑选用合适的塔
6、板，计算并绘制塔板负荷性能图，全方面认识精馏塔。而这一设计过程中的主要容有：物料衡算，热量衡算，塔体工艺设计，塔板工艺设计，塔板负荷性能图以及精馏工艺流程图的绘制，塔附属设备设计及选取。关键词：乙醇溶液 板式精馏塔 工艺计算-.目录任务书1一、前言21.设计简介22.设备选型23.工艺流程确定44.设计方案6二、设备工艺条件的计算71.精馏塔物料衡算71.1物料衡算71.2求得,71.3平均摩尔质量92.理论塔板数的确定92.1相对挥发度92.2回流比102.3操作线方程102.4实际塔板数123.物性参数123.1密度123.2混合物粘度133.3表面力13三、塔和塔板主要工艺结构尺寸的计算
7、141.塔径的确定142.精馏塔有效高度的计算153.塔板主要工艺尺寸的计算163.1 溢流装置计算163.2弓形降液管宽度Wd和截面积Af163.4 降液管底隙高度ho173.5 塔板布置174.筛板的流体力学验算184.1 塔板压降184.2液面落差194.3 液沫夹带194.4 漏液204.5 液泛205.塔板负荷性能图215.1漏液线215.2 液沫夹带线215.3液相负荷下限线225.4液相负荷上限线235.5 液泛线23四、附属设备25五、精馏塔参数汇总图表26总结28参考文献29-.任务书（一） 设计题目：乙醇-水混合液板式精馏塔设计 年产量：8000吨料液初温：25料液浓度：:
8、40%(质量分率)塔顶产品浓度：94% (质量分率)乙醇回收率：99%每天实际生产天数：330天冷却水温度：30（二） 操作条件（1） 操作压力：常压（2） 进料热状态：自选（3） 回流比：1.5Rmin（4） 塔底加热：连续蒸汽加热（5） 单板压降0.7 KPa（三） 设计容1设计说明书的容（1） 精馏塔的物料衡算；（2） 塔板数的确定；（3） 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算；（4） 精馏塔的塔体工艺尺寸计算；（5） 塔板主要工艺尺寸的计算；（6） 塔板的流体力学验算；（7） 塔板的负荷性能图；（8） 塔顶全凝器设计计算：热负荷， 载热体用量， 选型（9） 精馏塔接管尺寸计算；（10）
9、 对设计过程的评述和有关问题的讨论。 2、设计图纸要求：1绘制精馏塔装置图； 2相关图表-.一、前言1.设计简介蒸馏是工业上应用最广的液体混合物分离操作，广泛用于石油、化工、轻工、食品、冶金等部门。精馏操作按不同方法进行分类。根据操作方式，可分为连续精馏和间歇精馏。本设计主要研究连续精馏。塔设备是炼油、石油化工、精细化工、生物化工、食品、医药及环保部门等生产过程中广泛采用的气液传质设备。根据塔气液接触构件的结构形式可分为板式塔和填料塔两大类。板式塔设置一定数量的塔板，气体以鼓泡或喷射形式穿过板上的液层，液体横向流过塔板，而气体垂直穿过液层，气液两相成错流流动，进行传质与传热，但对整个板来说，两
10、相基本上成逆流流动。在正常操作下，气相为分散相，液相为连续相，气相组成呈阶梯变化，属逐级接触逆流操作过程。填料塔装有一定高度的填料层，液体自塔顶沿填料表面下流，气体逆流向上有时也采用并流向下流动，气液两相密切接触进行传质与传热。在正常操作条件下，气相为连续相，液相为分散相，气相组成呈连续变化，属微分接触逆流操作。板式塔的空塔速度较高，因而生产能力较高，本设计目的是分离乙醇-水混合液，处理量大；尽管塔板的流动阻力大，塔板效率不及高效填料塔高，但板式塔的效率稳定，造价低，检修、清理方便，应选板式塔。2.设备选型板式塔在工业上最早使用的是泡罩塔、筛板塔，其后，特别是在本世纪五十年代以后，随着石油、化
11、学工业生产的迅速发展，相继出现了大批新型塔板，如S型板、浮阀塔板、多降液管筛板、舌形塔板、穿流式波纹塔板、浮动喷射塔板及角钢塔板等。目前从国外实际使用情况看，主要的塔板类型为浮阀塔、筛板塔及泡罩塔，而前两者使用尤为广泛。塔板是板式塔的主要构件，分为错流式塔板和逆流式塔板两类，工业应用以错流式塔板为主，常用的错流式塔板主要有以下几种。1泡罩塔板泡罩塔板是工业上应用最早的塔板，其主要元件为升气管及泡罩。泡罩安装在升气管的顶部，分圆形和条形两种，国应用较多的是圆形泡罩。泡罩尺寸分为80mm、100mm、150mm三种，可根据塔径的大小选择。通常塔径小于1000mm，选用80mm的泡罩；塔径大于200
12、0mm的，150mm选用的泡罩。泡罩塔板的主要优点是操作弹性较大，液气比围大，不易堵塞，适于处理各种物料，操作稳定可靠。其缺点是结构复杂，造价高；板上液层厚，塔板压降大，生产能力及板效率低。近年来，泡罩塔板已逐渐被筛板、浮阀塔板所取代。在设计中除特殊需要如分离粘度大、易结焦等物系外一般不宜选用。2筛孔塔板筛孔塔板简称筛板，机构特点为塔板上开有许多均匀的小孔。根据孔径的大小，分为小孔径筛板孔径为38mm和打孔筛板孔径为1025mm两类。工业应用以小孔径筛板为主，大孔径筛板多用于某些特殊场合如分离粘度大、易结焦等物系。筛板的优点是结构简单，造价低；板上液面落差小，气体压降低，生产能力较大；气体分散
13、均匀，传质效率高，但假设设计和操作不当，易产生漏液，使得操作弹性减小，传质效率下降，故过去工业上应用较为谨慎。近年来，由于设计和控制水平的不断提高，可是筛板的操作非常精确，弥补了上述不足，故应用日趋广泛。在确保精确设计和采用先进控制手段的前提下，设计中可大胆选用。（3） 浮阀塔板 浮阀塔板是在泡罩塔板和筛孔塔板的基础上发展起来的，它吸收了两种塔板的优点。其结构特点是在塔板上开有假设干个阀孔，每个阀孔装有一个可以上下浮动的阀片。气流从浮阀周边水平地进入塔板上液层，浮阀可根据气流流量的大小而上下浮动，自行调节。浮阀的类型很多，国常用的有F1型、V4型及T型等，其中以F1行浮阀应用最为普遍。对比其他
14、塔板，具有以下优点：1生产能力大。由于浮阀塔板具有较大的开孔率，故生产能力比泡罩塔的答20%40%，而与筛板塔相近。2操作弹性大。由于阀片可以自由升降以适应气量的变化，故维持正常操作所容许的负荷波动围比泡罩塔和筛板塔的都宽。3塔板效率高。因上升气体以水平方向吹入液层，故气液接触时间较长而雾沫夹带量小，板效率较高。4塔板压降及液面落差较小。因为汽液流过浮阀塔板时所遇到的阻力较小，故气体的压降及板上的液面落差都比泡罩塔板的小。5塔的造价低。因构造简单，易于制造，浮阀塔的造价一般为泡罩塔的60%80%，而为筛板塔的120%130%。3.工艺流程确定1加料方式加料方式有两种：高位槽加料和用泵直接加料。采用高位槽加料，通过控制液位高度，可以得到稳定的流量和流速。通过重力加料，可以节省一笔动力费。但由于多了高位槽，建设费用相应增加；采用泵加料，受泵的影响，流量不太稳定，流速也忽大忽小，从而影响了传质效率，但结构
