[工学]食品工程原理课程设计乙醇-水.docVIP

化工原理课程设计任务书 班级 姓名 学号 设计题目：乙醇—水连续精馏塔的设计 一、设计任务： 试设计一连续浮阀精馏塔以分离苯-甲苯混合物。具体工艺参数如下： 1、生产能力：原料处理量 58100 吨乙醇产品。 2、原料液中含乙醇 33.5 %（质量），其余为水。 3、产品要求：馏出液中的乙醇含量为 91 %（质量）。 釜液中的乙醇含量不高于 2 %（质量）。 设备的年运行时间平均为300天。 二、设计条件： 1、加热方式：直接蒸汽加热，蒸汽压力为 1.0~2.0kg/cm2。 2、操作压力：常压。 3、进料状况： 泡点进料 。 4、冷却水进口温度： 25 ℃，出口温度自定。 5、塔板形式：浮阀塔板。 三、应完成的工作量： 1、确定全套精馏装置的流程，绘制工艺流程示意图，标明所需的设备、管线及有关控制或观测所需的主要仪表与装置。 2、精馏塔的工艺设计，塔的结构尺寸设计。 3、辅助装置的设计和选型；估算冷却水用量和冷凝器的换热面积、水蒸气用量。 4、编写设计说明书一份。 5、绘制精馏塔的装配图一张（一号图纸）。 指导老师： 年 月 日 前 言 本设计书是介绍精馏装置――板式塔（浮阀塔板）的设计，包括设计方案的确定，塔主要设备的工艺设计计算、辅助设备的选型、工艺流程图以及主要设备的工艺条件图等五个内容。 本设计装置应用于分离乙醇和水混合物，然后用板式塔对其进行精馏分离，在已经设计好的数据基础上进行设备的设计和验算，使本设计能安全使用，有一定的工作效益。因为精馏所进行的是汽－液两相之间的传质和传热，而作为汽－液两相传质用的设备，首先必须要能使汽液两相能得到充分的接触，以达到较传质效率。没有这一条，则失去了其存在的基础。为了满足工业上生产的要求，塔设备还得具备下列各种基本要求： 1、处理能力大，即生产能力大时，仍不致发生大量的雾沫夹带、拦液或液泛等破坏操作的现象。 2、操作稳定，操作弹性大， 3、流体流动的阻力小，即流体经塔设备的压力降小，这将大大节省动力消耗，从而降低在较高的传质效率下进行稳定的操作，并应保证长期连续操作所必须具有的可靠性。 4、结构简单，材料耗用量小，制造和安装容易。 5、耐腐蚀和不易堵塞，方便操作、调节和检修。 6、塔内的滞留量要小。 实际上，任何塔设备都难以满足上述所有要求，况且上述要求中有些也是互相矛盾的。不同的塔型的各有某些独特的优点，设计时应根据物系性质和具体要求，抓住主要矛盾，符合实际根据进行选型。 本设计书的每项计算按照以上书中的公式进行，并经过核对和验算，基本上可行和合符经济的合理性。 用于蒸馏（精馏）和吸收的塔器分别称为蒸馏塔和吸收塔。塔设备是化工、石油化工、生物、制药等生产过程中广泛采用的气液传质设备。 蒸馏和吸收作为分离过程，虽基于不同的物理化学原理，但均属于气、液两相的传质过程，有着共同特点，可在同样的设备中进行操作。 为获得最大的传质速率，塔设备应该满足两条基本原则： 使气、液两相充分接触，适当湍动，以提供尽可能大的传质面积和传质系数，接触后两相又能及时完善分离； 在塔内使气、液两相具有最大限度的接近逆流，以提供最大的传质推动力。板式塔的各种结构设计、新型高效填料的开发，均是这两条原则的体现和展示。 从工程目的出发，塔设备性能的评价指标如下： 通量—单位塔截面的生产能力，表征塔设备的处理能力和允许空塔气速； 分离效率—单位压降塔的分离效果，对板式塔以板效率表示，对填料塔以等板高度表示； 适应能力—操作弹性，表现为对物料的适应性及负荷波动的适应性。 塔设备在兼顾通量大、效率高、适应性强的前提下，还应满足流动阻力低、结构简单、金属耗量少、造价低、易于操作控制等要求。 一般来说，通量、效率和压强是互相影响甚至是互相矛盾的。对于工业大规模生产来说，应在保持高通量前提下，争取效率不过于降低；对于精密分离来说，应优先考虑高效率，而通量和压强则放在第二位。 本次设计包括三部分： 第一部分：工艺流程的选择及示意图 第二部分：精馏塔的工艺设计计算 第三部分：精馏塔的结构设计 在设计过程中，严格按照常用数据算图，化工设备常用材料性能以及化工图例国标规定进行设计，查阅了相关资料与文献，进行了充分的讨论，以达到设计要求及标准，反应设计的科学性与可行性，即节约经济又符合生产要求。 目 录 化工原理课程设计任务书……………………………………………………1 前言……………………………………………………………………………2 一、精馏流程的确定………………………