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1、-*大学化学化工学院化工原理课程课程设计乙醇-水精馏塔说明书专业： 食品科学与工程 班级：学生：*：完成时间： 设计指导： 设计答疑： 评阅： 成绩：前言精馏塔是均相混合物分离过程的主要单元设备，精馏过程包括物料的预热、物料的部分冷凝和部分汽化、塔顶蒸汽的冷凝和釜液的汽化。因此精馏塔的设计除塔体设计计算和结构设计外，还包括预热器、冷凝器和再沸器等附属设备的设计计算。精馏塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设备之一。化工生产常需进行二元液相混合物的分离以达到提纯或回收有利用价值组分的目的。精馏是利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分液化或多次部分冷凝达到轻重组分分离
2、目的的方法。精馏操作在化工、石油化工或轻工等工业生产中占有重要的地位。板式精馏塔为逐级接触型气液传质设备，其种类繁多，根据塔板上气液接触元件的不同，可分为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、穿流多孔板塔、舌形塔、浮动舌形塔和浮动喷射塔等多种。其内部设置一定数目的塔板，气体以鼓泡或喷射形式穿过板上液层进行质热传递，气液相组成呈阶梯变化。本次设计的浮阀塔是化工生产中主要的气液传质设备。此设置针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。该设计方法被工程技术人员广泛采取。本设计主要是利用连续浮阀精馏塔将乙醇和水的混合物进行精馏分离。精馏所进行的是气、液两相之间的传质，而作为气
3、、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。为此，掌握气液相平衡关系，熟悉各种塔形的操作特性，对选择、设计和分析分离中的各种参数是非常重要的。本设计书所涉及的计算及图表尽量采用国际单位制，在设计过程中，严格按照常用数据，化工设备常用材料性能以及化工图例国标规定进行设计，同时查阅了其他关于板式精馏塔设计方面的文献。大部分的计算都按照板式精馏塔设计一书中的公式进行计算，并经过核对与验算，操作上可行，经济上有一定的合理性。目录前言 2目录 3符号表 7设计任务书14第一章 设计方案的确定 15 1.1设计方案说明 15 1.2确定设计方案的原则 15 1.
4、3设计方案的确定 161.3.1操作条件的确定 161.3.2进料热状况的选择 171.3.3塔釜料液的加热方式的选择 171.3.4热能的利用 181.3.5主要设备的形式 18第二章 精馏塔的工艺设计计算 20 2.1精馏塔的物料衡算 202.1.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数202.1.2原料液及塔顶、塔底的平均摩尔质量212.1.3物料衡算 21 2.2回流比与塔板数的确定 212.2.1回流比的确定 212.2.2理论塔板数 232.2.3总塔效率和实际塔板数 24第三章 精馏塔工艺条件及有关物性数据计算 26 3.1操作压力 26 3.2平均摩尔质量的计算 273.2.1塔顶混
5、合物平均摩尔质量的计算 273.2.2进料处混合物平均摩尔质量的计算 273.2.3塔釜混合物平均摩尔质量的计算 273.2.4精馏段混合物平均摩尔质量 283.2.5提馏段混合物平均摩尔质量 28 3.3液体平均黏度的计算 283.3.1塔顶液体平均黏度 283.3.2进料处液体平均黏度 283.3.3塔釜液体平均黏度 293.3.4精馏段、提馏段液体平均黏度29 3.4平均密度的计算 293.4.1塔顶、进料处、塔釜的液相平均密度293.4.2精馏段、提馏段汽相平均密度313.4.3精馏段、提馏段液相平均密度31 3.5液体平均表面*力的计算 323.5.1塔顶、进料处、塔釜的液体平均表面
6、*力323.5.2精馏段、提馏段的液体平均表面*力32第四章 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 33 4.1塔径的计算 334.1.1精馏段塔径 334.1.2提馏段塔径 34 4.2精馏塔的全塔高度 35第五章 塔板主要工艺尺寸计算 35 5.1精馏段溢流装置计算 365.1.1堰长365.1.2校核精馏段液体在降液管中的停留时间 365.1.3出口堰高375.1.4降液管底隙高度38 5.2提馏段溢流装置计算 385.2.1校核提馏段液体在降液管中的停留时间 385.2.2出口堰高385.2.3降液管底隙高度39 5.3精馏段塔板布置及浮阀数目与排列 395.3.1阀孔数 395.3.2塔板布置
7、39 5.4提馏段塔板布置及浮阀数目与排列 415.4.1阀孔数 415.4.2塔板布置 41第六章 塔板流体力学验算 42 6.1精馏段阻力计算 43 6.2提馏段阻力计算 43 6.3精馏段淹塔校核 44 6.4提馏段淹塔校核 45 6.5精馏段雾沫夹带校核 45 6.6提馏段雾沫夹带校核 46第七章 塔板负荷性能图 47 7.1精馏段塔板负荷性能图 477.1.1极限雾沫夹带线 477.1.2液泛线 487.1.3降液管液相负荷上限线 497.1.4液相下限线 497.1.5汽相负荷下限线 49 7.2提馏段塔板负荷性能图 517.2.1极限雾沫夹带线 517.2.2液泛线 517.2.
8、3液相下限线 527.2.4汽相负荷下限线 53第八章 热量衡算 54 8.1再沸器的热负荷和加热蒸汽消耗量 54 8.2冷凝器热负荷和冷却水消耗量 54第九章 塔结构设计 55 9.1总体结构 559.1.1基本结构 569.1.2塔体的主要尺寸 569.1.3筒体与封头 57 9.2塔板结构 57 9.3接管结构 589.3.1塔顶蒸汽出料管 589.3.2回流液管径 599.3.3加料管径 599.3.4釜液排出管径 599.3.5法兰 60第十章 数据总表 60参考文献63后记64符号表乙醇的摩尔质量（kg/kmol）水的摩尔质量（kg/kmol）塔顶的摩尔分数进料处的摩尔分数塔釜的摩尔分数塔顶的平均摩尔质量(kg/kmol)进料处的平均摩
