乙醇-水二元筛板精馏塔设计.docVIP

化 工 原 理 课 程 设 计 《化工原理课程设计》任务书 设计题目：乙醇-水二元筛板精馏塔设计 设计条件： 设计体系：乙醇-水 进料量： F=1845 进料状态：q=1，泡点进料 操作条件：常压操作，单板压降不大于0.7kpa；塔顶冷凝水采用钦州水源，温度T=25℃； 塔釜加热方法：间接蒸汽加热，采用120℃水蒸气； 分离要求：回流比 设计内容： （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）塔板负荷性能图 （8）精馏塔接管尺寸计算 （9）绘制生产工艺流程图 （10）绘制塔体及内件尺寸图 （11）对设计过程的评述和有关问题的讨论。 （12）撰写精馏塔的设计说明书。 目录 一、概述 1 1精馏与塔设备简介 1 2筛板塔的特点 1 3体系介绍 1 4设计要求 2 、 3 2.1设计单元操作方案简介 3 筛板塔设计须知 3 三设计计算书 4 1设计参数的确定 4 1.1进料热状态 4 1.2加热方式 4 1.3回流比（R）的选择 4 1.4 塔顶冷凝水的选择 4 .2流程简介及流程图 5 2.1流程简介 5 2.2工艺流程图 5 2.3 塔设备工艺条件图 6 7 3.3理论塔板数的计算与实际板数的确定 7 3..1物料恒算 7 3..2 q线方程 8 3..3 平衡线方程 8 10 3.3.5精馏段操作线方程 10 3..6提镏段操作线方程 10 3..7图解法求理论塔板数 11 3.实际塔板数确定 11 精馏塔工艺条件计算 13 4.1操作压强的选择 13 4.2操作温度的计算 13 4.3塔内物料平均分子量、张力、流量及密度的计算 13 4.3.1密度的计算 13 4.3.2混合液体表面张力的计算 16 4.3.3液体平均黏度计算 18 热量衡算 18 .1加热介质的选择 18 .2冷却剂的选择 18 .3比热容及气化潜热的计算 18 5热量衡算 20 21 6.1塔 21 6.1.1精馏段 21 6.2提镏段 22 塔 23 6.3整体塔高 24 6.4塔板主要参数确定 24 .4.1溢流装置 24 .4.2堰长 24 出口堰高 24 弓形降液管宽度和面积 25 降液管底隙高度 26 塔板 26 6.5.1边缘区宽度确定 26 2开孔区面积计算 26 3筛孔计算及开孔率 27 七、筛板的流体力学计算 27 .1塔板压降 27 .1.1干板阻力计算 27 .1.2气体通过液层的阻力h计算 28 .1.3克服液体表面张力压降相当的液柱高度计算 28 .2雾沫夹带量 的计算 29 .3漏液的验算 29 .4液泛验算 29 塔板负荷性能图 30 1液沫夹带线 30 .2液泛线 31 .3液相负荷上限线 32 .3.1漏液线 33 .4液相负荷下线 34 辅助设备及零件设计 38 .1塔 38 .1.1塔顶封头 38 .1.2塔顶空间 38 .1.3塔底空间 38 .1.4人孔 38 .1.5进料板处板间距 38 .1.6裙座 38 .2塔的接管 39 .2.1进料管 39 .2.2回流液管 39 .3塔底出料管 40 .3.1塔顶蒸汽出料管 40 .3.2塔底蒸汽出料管 40 .4塔的附属设计 40 .4.1冷凝器的选择 40 .4.2再沸器的选择 41 参考文献 41 42 一、概述　　 1精馏与塔设备简介 蒸馏是分离液体混合物的一种方法，是传质过程中最重要的单元操作之一，蒸馏的理论依据是利用溶液中各组分蒸汽压的差异，即各组分在相同的压力、温度下，其探发性能不同（或沸点不同）来实现分离目的。例如，设计所选取的乙醇-水体系，加热乙醇（沸点78℃）和水（沸点100℃）的混合物时,由于乙醇的沸点较水为低,即乙醇挥发度较水高,故乙醇较水易从液相中汽化出来。若将汽化的蒸汽全部冷凝，即可得到乙醇组成高于原料的产品，依此进行多次汽化及冷凝过程，即可将乙醇和水分离。这多次进行部分汽化成部分冷凝以后，最终可以在汽相中得到较纯的易挥发组分，而在液相中得到较纯的难挥发组分，这就是精馏。 塔设备是最常采用的精馏装置，无论是填料塔还是板式塔都在化工生产过程中得到了广泛的应用，在此我们作板式塔的设计以熟悉单元操作设备的设计流程和应注意的事项是非常必要的。塔