日产24吨乙醇-水筛板精馏塔设计说明书-1，2024.12.17.docxVIP

设计说明书

前言

在设计过程中考虑到设计的精馏塔应具有较大的生产能力，并且满足工艺要求，另外还要节省能源，综合利用余热。经济合理，冷却水进出口温度的高低，一方面影响到冷却水用量，另一方面影响到所需传热面积的大小。即对操作费用和设备费用均有影响，因此，设计是否合理关系到生产过程的经济问题。

精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作，在化工、炼油、石油化工等工业得到广泛应用。精馏过程在能量计的驱动下，使气、液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各相分挥发度的不同，使挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移。实现原料混合物中各组分分离的过程是传质传热的过程。本次任务为设计一定处理量的分离乙醇和水混合物精馏塔。

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。

目录

TOC\o1-3\h\z\u前言 1

第一章方案设计 1

1.1操作条件的确定 1

1.1.1操作压力 1

1.1.2进料状态 1

1.1.3加热方式 1

1.1.4冷却剂与出口温度 2

1.1.5热能的利用 2

1.2确定设计方案的原则 3

1.2.1满足工艺和操作的要求 3

1.2.2满足经济上的要求 3

1.2.3保证安全生产 3

1.3工艺流程 4

第二章工艺设计及计算 5

2.1物料衡算 5

2.1.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 5

2.1.2原料液及塔顶塔底产品的平均摩尔质量 5

2.1.3进料热状况参数 5

2.1.4求最小回流比Rmin 6

2.1.5直接加热时全塔物料衡算 6

2.2理论塔板数估算 7

2.2.1常压下乙醇-水汽液平衡数据 7

2.2.2气液平衡线 8

2.2.3精馏段提馏段操作线 8

2.2.4图解法求理论板数 8

2.3各种操作条件及相关的物性估算 9

2.3.1操作温度估算 9

2.3.2平均摩尔质量估算 9

2.3.3液相平均粘度估算 10

2.3.4相对挥发度估算 11

2.3.5实际塔板数估算 12

2.3.6操作压力估算 12

2.3.7液相平均密度估算 13

2.3.8气相平均密度估算 14

2.3.9液相平均表面张力估算 15

2.4气液相负荷估算 16

2.4.1精馏段气液相负荷 16

2.4.2提馏段气液相负荷 16

第三章设备设计 18

3.1塔径和有效高度 18

3.1.1精馏段塔径 18

3.1.2提馏段塔径 18

3.1.3塔的有效高度 19

3.2塔板设计 19

3.2.1溢流装置设计 19

3.2.2塔板设计 22

3.3流体力学验算 23

3.3.1精馏段流体力学验算 23

3.3.2提馏段流体力学验算 25

3.4塔板负荷性能图 26

3.4.1精馏段塔板负荷性能图 26

3.4.2提馏段塔板负荷性能图 28

3.5接管设计 30

3.5.1进料管 30

3.5.2回流管 30

3.5.3塔底出料管 30

3.5.4塔顶蒸汽出料管 31

3.5.5塔底进气管 31

3.5.6法兰 31

3.6筒体与封头 31

3.6.1筒体 31

3.6.2封头 32

3.7其他塔附件 32

3.7.1裙座 32

3.7.2吊柱 32

3.7.3人孔 33

3.8塔总体高度设计 33

3.8.1塔的顶部空间 33

3.8.2塔的底部空间 33

3.8.3塔的立体高度 33

3.9附属设备 34

3.9.1冷凝器 34

3.9.2原料预热器 35

3.9.3进料泵 35

3.9.4回流泵 35

第四章设计结果 37

4.1物料衡算计算结果 37

4.2精馏塔工艺条件及有关物性数据计算结果 37

4.3精馏塔工艺设计结果 38

4.4接管尺寸计算结果 39

第五章附图