酒精连续精馏塔的工艺设计说明

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1、西安交通大学能源与动力工程学院酒精连续精馏塔的设计化工61刘敬军060380162009/6/2839目录第一章设计任务书2第二章概述3第三章设计方案的选定4一、主要设备选型4二、操作条件的确定4第四章工艺计算6一、物料衡算6二、回流比、理论塔板数的确定7三、全塔效率10四、实际塔板数11五、热量衡算12第五章精馏塔结构设计计算13一、塔径的计算14二、提馏段塔盘设计计算15三、精馏段塔盘设计计算18四、塔高的计算22第六章流体力学验算及操作负荷性能图23一、流体力学验算23二、操作负荷性能图26第七章接管尺寸设计31一、进料管31二、塔顶升气管3

2、1三、回流管31四、塔釜气相回流管32五、塔釜液相排出管32第八章附属设备设计及选用33一、冷凝器33二、再沸器3339三、进料泵33四、换热器34第九章设计体会3539第一章设计任务书一、设计目的：以设定压力的饱和蒸汽在塔釜间接加热，塔顶采用冷凝冷却器，用水作为冷却剂。二、设计题目：酒精连续精馏塔的工艺设计三、设计条件： 生产能力（产量）6160吨／年 操作周期      8000  小时／年 进料组成      进料含乙醇37.6%，其余为水（质量分率，下同） 塔顶产品（乙醇）组成    ≥81.6％ 塔底产品（乙醇）组成    ≤0.5%  

3、四、操作条件1.加热方式：间接蒸汽加热2.塔顶压强：1个大气压（绝对压强）；3.进料热状况：泡点进料4.回流比：计算确定5.冷却水进出口温度为20和35度五、酒精和水溶液的表面张力：精馏段18达因/厘米；提馏段：60达因/厘米六、其它条件自选。七、设计内容：1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算3、主要设备工艺尺寸设计  （1）塔径及提馏段塔板结构尺寸的确定  （2）塔板的负荷性能图  （3）总塔高、总压降及接管尺寸的确定4、辅助设备选型与计算6、工艺流程图及精馏塔工艺条件图7、设计体会和评述8、参考文献39第二章39第一章概述课程设计是《化工原

4、理》课程的一个总结性教学环节，是培养学生综合运用本门课程及有关选修课程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练。在整个教学计划中，它也起着培养学生独立工作能力的重要作用。通过课程设计，学生应该注重以下几个能力的训练和培养：1、查阅资料，选用公式和搜集数据（包括从已发表的文献中和从生产现场中搜集）的能力；2、树立既考虑技术上的先进性与可行性，又考虑经济上的合理性，并注意到操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思想，在这种设计思想的指导下去分析和解决实际问题的能力；3、迅速准确的进行工程计算的能力；4、用简洁的文字，清晰的图表来表达自己设计思想的能力。化工

5、设备设计包括工艺设计和机械设计两部分。工艺设计是根据生产任务提供的工业条件（包括工作压力、温度、产量、物料性能等），确定设备的结构形式、接管方位以及设备的主要尺寸等。机械设计是在工艺设计的基础上进行强度、刚度和稳定性设计或校核计算，对设备的内、外附件进行选型和结构设计计算，最好绘制设备的装配图和零部件工作图。作为化学工程与工艺的学生，本次《化工原理》课程设计主要是进行工艺设计。乙醇~水是工业上最常见的溶剂，也是非常重要的化工原料之一，是无色、无毒、无致癌性、污染性和腐蚀性小的液体混合物。因其良好的理化性能，而被广泛地应用于化工、日化、医药等行业。近

6、些年来，由于燃料价格的上涨，乙醇燃料越来越有取代传统燃料的趋势。长期以来，乙醇多以蒸馏法生产，但是由于乙醇-水体系有共沸现象，普通的精馏对于得到高纯度的乙醇来说产量不好。但是由于常用的多为其水溶液，因此，研究和改进乙醇-水体系的精馏设备是非常重要的。第二章39第一章设计方案的选定一、主要设备选型精馏设备（气液传质设备）主要分为填料塔和板式塔，板式塔为逐级接触型气－液传质设备，其种类繁多，根据塔板上气－液接触元件的不同，可分为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、穿流多孔板塔、舌形塔、浮动舌形塔和浮动喷射塔等多种。填料塔和板式塔的比较：●填料塔是连续式的气液传质设

7、备，气液两相间呈连续逆流接触并进行传质和传热，气液两相组分的浓度沿塔高呈连续变化。●板式塔中气液两相间逐层逆流接触并进行传质和传热，气液两相组分的浓度沿塔高呈阶梯式变化。板式塔是目前我们酒精生产中使用最多的塔型，浮阀塔是在泡罩塔的基础上发展起来的，它主要的改进是取消了升气管和泡罩，在塔板开孔上设有浮动的浮阀，浮阀可根据气体流量上下浮动，自行调节，使气速度稳定在某一数值。这一改进使浮阀塔在操作弹性、塔板效率、压降、生产能力以及设备造价等方面比泡罩塔优越。浮阀塔板具有泡罩塔板和筛孔塔板的优点，其优点是结构简单、造价低，生产能力大，操作弹性大，塔板效率较

8、高；缺点是处理易结焦、高粘度的物料时，阀片易与塔板粘结；在操作过程中有时会发生阀片脱落或卡死等现象，使塔板效率和操作弹性下