年产3万吨乙醇-水筛板精馏塔设计说明书2024.12.25.docxVIP

年产3万吨（乙醇）乙醇-水精馏塔

设计计算设计书

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目录

TOC\o1-3\h\z\u第一节绪论 1

1.1塔设备简介 2

第二节设计方案 3

2.1确定设计方案原则 3

2.2设计步骤 3

2.3设计方案的内容 4

2.4操作压力 4

2.5加热方式 4

2.6进料状态 4

2.7回流比 5

2.8热能利用 5

2.9精馏塔工艺简图 6

第三节物性参数计算 7

3.1物料衡算 7

3.1.1原料液及塔顶、塔底的平均摩尔质量 7

3.1.2全塔物料衡算 8

3.1.3回收率计算 8

3.2物性参数计算 8

3.2.1操作温度 11

3.2.2气液相平均摩尔质量计算 12

3.2.3气液相组成计算 13

3.2.4密度计算 14

3.2.5表面张力计算 16

3.2.6粘度的求取 17

3.2.7相对挥发度的求取 18

3.3塔板数的确定 19

3.3.1理论塔层数NT的求取 19

3.3.2理论板数计算 21

3.3.3实际板层数的求取 22

3.3.4操作压力 23

3.3.5气液相体积流量计算 24

3.4物性结果设计汇总表 25

第四节工艺设计计算 27

4.1塔体工艺尺寸计算 27

4.1.1塔径计算 27

4.1.2精馏塔有效高度计算 30

4.2塔板工艺尺寸计算 30

4.2.1溢流装置的计算 30

4.2.2弓形降液管宽度和截面积 31

4.2.3降液管底隙高度 33

4.3塔板分布 33

4.3.1开孔区求取 33

4.3.2筛孔计算与排列 34

4.4流体力学核算 36

4.4.1塔板压降 36

4.4.2液面落差 39

4.4.3雾沫夹带 39

4.4.4漏液 40

4.4.5液泛 40

4.5塔板负荷性能图 41

4.5.1雾沫夹带线 41

4.5.2液相负荷下限 42

4.5.3液相负荷上限 43

4.5.4漏液线 43

4.5.5液泛线 44

第五节结构设计计算 49

5.1冷凝器的选择 49

5.1.1热负荷Q 49

5.1.2冷却剂用量 49

5.1.3平均温差 49

5.1.4传热系数K 50

5.1.5换热面积 50

5.2再沸器的选择 50

5.2.1热负荷Q 50

5.2.2加热蒸汽用量 51

5.2.3传热系数K 51

5.2.4平均温差 51

5.2.5换热面积 51

5.3进料泵的选择 52

5.4塔附件的计算 53

5.4.1接管 53

5.4.2法兰 55

5.4.3封头 55

5.4.4除沫器 57

5.4.5裙座 57

5.4.6吊柱 57

5.4.7人孔或手孔 58

5.5塔总体高度 58

5.5.1塔顶空间高度 58

5.5.2塔底空间高度 59

5.5.3塔体高度 59

第六节总结 60

参考文献 61

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第一节绪论

生产中所处理的原料，中间产物，粗产品几乎都是由若干组分组成的混合物，而且其中大部分是均相物质。生产中为了满足储存，运输，加工和使用的需求，时常需要将这些混合物分离为较纯净或几乎纯态的物质。

蒸馏装置包括精馏塔、原料预热器、蒸馏釜（再沸器）、冷凝器、釜液冷却器、和产品冷却器等设备。蒸馏过程按操作方式的不同，分为直接蒸馏和间接蒸馏两种流程。直接蒸馏具有生产能力大，产品质量稳定等优点，工业生中以连续蒸馏为主。间歇蒸馏具有操作灵活、适应性强等特点，适合于小规模、多品种或多组分物系的初步分离。精馏是分离混合液体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组分挥发度的不同，是挥发组分有液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移。实现原料混合物中各组成分离该过程是同时进行传质传热的过程。

图1-1精馏塔工作流程示意图

1.1塔设备简介

塔设备是化工、石油等工业中广泛使用的重要生产设备，用以实现蒸馏的他设备称为蒸馏塔，这类塔设备的基本功能在于提供气、液两相充分接触的机会，使质、热两种传递过程能够迅速有效地进行，还要能使接触之后的气液两相及时分开，互不夹带。

根据塔内气液接触部件的结构形式，可