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广州大学化学化工学院 《化工原理》课程设计 精馏塔设计 设计项目：乙醇—水混合溶液连续精馏塔设计 姓名： 班级： 学号： 指导教师：郑文芝、陈胜洲、王振平 设计日期：2015年1月 前 言 5 化工原理课程设计任务书 5 第一章 设计方案的确定 6 1.1 概述 6 1.2 基本原理 7 1.3 确定设计方案原则 7 1.4 设计步骤 8 1.5 设计方案的内容 8 1.6 操作压力 8 1.7 加热方式 9 1.8 进料状态 9 1.9 回流比 9 1.10 热能利用 10 1.11 工艺流程示意图 10 第二章 精馏塔的工艺设计计算 12 2.1 设计任务和条件 12 2.2 工艺计算 13 2.2.1 精馏塔的物料衡算 13 2.2.2 塔板数的确定 14 第三章 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 18 3.1 操作压力 18 3.2 操作温度 18 3.3 平均摩尔质量 18 3.4 平均密度 19 3.5 液体平均表面张力 21 第四章 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 22 4.1 塔径的计算 22 4.2 精馏塔有效高度计算 24 第五章 浮阀塔的选定及工艺尺寸的确定 24 5.1 溢流装置计算 24 27 第六章 塔板流体力学验算 29 6.1 精馏段流体力学验算 29 6.1.1 气相通过浮阀塔的压降 29 6.1.2 淹塔校核 30 6.1.3 雾沫夹带校核 31 6.2 提馏段流体力学验算 32 6.1.1气相通过浮阀塔的压降 32 6.1.2 淹塔校核 33 6.1.3 雾沫夹带校核 33 第七章 塔板负荷性能图 34 7.1 精馏段塔板负荷性能图 34 7.1.1雾沫夹带线 34 7.1.2 液泛线 35 7.1.3 液相负荷上限线 36 7.1.4 漏液线 36 7.1.5 液相负荷下限线 36 7.2 提馏段塔板负荷性能图 38 7.2.1 雾沫夹带线 38 7.2.2 液泛线 39 7.2.3 液相负荷上限线 39 7.2.4 漏液线 40 7.2.5 液相负荷下限线 40 第八章 热量衡算 43 8.1.1冷凝器热负荷和冷却水消耗量 44 8.1.2塔顶冷却器 44 8.1.3塔顶全凝器 45 8.2再沸器 45 8.2.1再沸器的热负荷和加热蒸汽消耗量 46 8.2.2塔釜残液冷凝器 46 8.3进料预热器 47 8.4 接管的尺寸以及选型 48 8.4.1进料管 48 8.4.2 回流管 48 8.4.3 塔顶蒸汽出料管 49 8.4.5釜液出口管 49 8.4.6加热蒸汽管（再沸器返塔蒸汽管） 49 8.3.6全凝器冷凝水管 50 第九章 塔结构设计 51 9.1 总体结构 51 9.1.1基本结构 52 9.1.2塔体的主要尺寸 52 9.1.3 筒体与封头 53 9.1.4塔体总有效高度 53 9.2 塔板结构 54 9.2.1 法兰 55 参考文献 57 结束语 57 附录 58 前 言 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。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。 塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备类型之一。本设计是针对工业生产中的乙醇—水溶液这一二元物质中进行乙醇的提纯精馏方案，根据给出的原料性质及组成、产品性质及组成，对精馏塔进行设计和物料衡算。通过设计核算及试差等计算初步确定精馏塔的进料、塔顶、塔底操作条件及物料组成。同时对精馏的基本结构包括塔的主要尺寸进行了计算和选型，对塔顶冷凝器。塔底再沸器。相关管道尺寸及储罐等进行了计算和选型。在计算设计过程中参考了有关《化工原理》、《化学工程手册》、《冷换设备工艺计算手册》等方面的资料。为精馏塔的设计计算提供了技术支持和保证。 通过对精馏塔进行设计和物料衡算等方面的计算，进一步加深了对化工原理、石油加工单元过程原理等的理解深度，开阔了视野，提高了计算、绘图、计算机的使用等方面的知识和能力。 化工原理课程设计任务书 姓名： 朱志豪 学号： 1205200018 一、题目：酒精连续精馏板式塔设计 二、设计原始数据： 1、乙醇－水混合物，含乙醇 15 %（质量），温度控制在接近饱和温度 ℃; 2、产品：馏出液含乙醇 81 %（质量），温度 控制在接近饱和温度 ℃;按间接蒸汽加热计; 3、塔底出料: 塔底液含乙醇 0.1 %（质量） 4、生产能力：年产酒精（指馏出