年处理108万吨乙醇-水筛板精馏塔设计说明书2025.7.2.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全塔物料衡算 5

2.2理论塔板数估算 6

2.2.1常压下乙醇-水汽液平衡数据 6

2.2.2气液平衡线 7

2.2.3进料热状况参数 8

2.2.4求最小回流比Rmin 10

2.2.5实际回流比 10

2.2.6精馏段提馏段操作线 11

2.2.7图解法求理论板数 11

2.3各种操作条件及相关的物性估算 13

2.3.1操作温度估算 13

2.3.2平均摩尔质量估算 15

2.3.3液相平均粘度估算 15

2.3.4相对挥发度估算 17

2.3.5实际塔板数估算 17

2.3.6操作压力估算 18

2.3.7液相平均密度估算 18

2.3.8气相平均密度估算 20

2.3.9液相平均表面张力估算 20

2.4气液相负荷估算 22

2.4.1精馏段气液相负荷 22

2.4.2提馏段气液相负荷 22

2.5热量衡算 22

2.5.1加热介质的选择 22

2.5.2冷凝剂的选择 23

2.5.3物性数据 23

2.5.4进入系统的热量 23

2.5.5离开系统的热量 24

2.5.6热量衡算表 24

第三章设备设计 25

3.1塔径和有效高度 25

3.1.1精馏段塔径 25

3.1.2提馏段塔径 25

3.1.3塔的有效高度 26

3.2塔板工艺设计 26

3.2.1溢流装置设计 26

3.2.2塔板设计 29

3.3流体力学验算 30

3.3.1精馏段流体力学验算 30

3.3.2提馏段流体力学验算 32

3.4塔板负荷性能图 33

3.4.1精馏段塔板负荷性能图 33

3.4.2提馏段塔板负荷性能图 35

3.5接管设计 38

3.5.1进料管 38

3.5.2回流管 38

3.5.3塔底出料管 39

3.5.4塔顶蒸汽出料管 39

3.5.5塔底进气管 39

3.5.6法兰 40

3.6筒体与封头 40

3.6.1筒体 40

3.6.2封头 40

3.7其他塔附件 41

3.7.1裙座 41

3.7.2吊柱 41

3.7.3人孔 41

3.8塔总体高度设计 41

3.8.1塔的顶部空间 41

3.8.2塔的底部空间 42

3.8.3塔的立体高度 42

3.9附属设备计算和选型 42

3.9.1冷凝器 42

3.9.2