化工原理精馏塔设计.doc

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1、化工原理课程设计任务书设计题目：乙醇——水筛板式精馏塔的设计设计条件：·常压：P=0.92atm(绝压)；·原料来自粗馏塔，为95℃～96℃饱和蒸汽，由于沿途热损失，进精馏塔时，原料温度约为90℃；·塔顶浓度为含乙醇92.41%（质量分率）的酒精，产量为25吨/天；·塔釜为饱和蒸汽直接加热，从塔釜出来的残液中乙醇浓度要求不大于0.034%（质量分率）；·塔顶采用全凝器，泡点回流，回流比：R=（1.1—2.0）Rmin。设计任务：1.完成该精馏塔工艺设计（包括塔顶冷凝器及进出口管路的设计与选型）。2.画出带控制点的工艺流程图、塔板负荷性能图、精馏

2、塔工艺条件图。3.写出该精馏塔设计说明书，包括设计结果汇总及设计评价。设计日期：2006年12月至2006年1月目录摘要1引言2第一章绪论3§1.1设计背景31.1.1发酵法31.1.2乙烯水合法41.1.3其他方法4§1.2设计方案4§1.3设计思路5§1.4选塔依据5第二章精馏塔的工艺设计6§2.1全塔工艺设计计算62.1.1产品浓度的计算和进料组成确定62.1.2q线方程的确定：82.1.3平均相对挥发度的计算82.1.4最小回流比和适宜回流比的选取82.1.5物料衡算92.1.6精馏段和提馏段操作线92.1.7逐板法确定理论板数102.

3、1.8全塔效率112.1.9实际塔板数及实际加料位置11第三章板式塔主要工艺尺寸的设计计算13§3.1塔的工艺条件及物性数据计算133.1.1操作压强P133.1.2操作温度T133.1.3塔内各段气、液两相组分的平均分子量133.1.4精馏段和提馏段各组分的密度143.1.5液体表面张力的计算153.1.6液体粘度μm153.17气液负荷计算16§3.2塔和塔板的主要工艺尺寸的计算163.2.1塔径D163.2.2液流形式、降液管及溢流装置等尺寸的确定183.1.4筛孔数n及开孔率φ193.1.5塔有效高度Z203.1.6塔高的计算20§3.

4、3筛板塔的流体力学校核213.3.1板压降的校核213.3.2液沫夹带量eV的校核223.3.3溢流液泛条件的校核233.3.4液体在降液管内停留时间的校核233.3.5漏液点的校核24§3.4塔板负荷性能图253.4.1液相负荷下限线253.4.2液相负荷上限线253.4.3漏液线（气相负荷下限线）253.4.4过量液沫夹带线（气相负荷上限线）263.4.5溢流液泛线273.4.6塔气液负荷性能图29第四章塔的附属设备的计算32§4.1塔顶冷凝器设计计算324.1.1确定设计方案324.1.2确定物性数据324.1.3热负荷Q的计算324.1

5、.4传热面积的计算324.1.5换热器工艺结构尺寸334.1.5核算总传热系数K0344.1.6换热器内流体的流动阻力（压降）36§4.2接管设计374.2.1进料管374.2.2回流管374.2.3釜液出口管374.2.4塔顶蒸汽管374.2.5加热蒸汽管384.2.6管线设计结果表38§4.3泵的选型38第五章设计结果汇总40结束语42参考文献43主要符号说明44附录46摘要化工生产常需进行液体混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的，精馏是利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和部分冷凝达到轻重组分分离的方法。精馏操作在

6、化工、石油化工、轻工等工业生产中中占有重要的地位。为此，掌握气液相平衡关系，熟悉各种塔型的操作特性，对选择、设计和分析分离过程中的各种参数是非常重要的。塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备类型之一。本次设计的筛板塔是化工生产中主要的气液传质设备。此设计针对二元物系的精馏问题进行分析、选取、计算、核算、绘图等，是较完整的精馏设计过程，该设计方法被工程技术人员广泛的采用。精馏设计包括设计方案的选取，主要设备的工艺设计计算——物料衡算、热量衡算、工艺参数的选定、设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算，辅助设备的选型，工艺流程图，主要设备的工艺条件图等内容

7、。通过对精馏塔的运算，可以得出精馏塔的各种设计如塔的工艺流程、生产操作条件及物性参数是合理的，换热器和泵及各种接管尺寸是合理的，以保证精馏过程的顺利进行并使效率尽可能的提高。关键词：乙醇、水、精馏段、提馏段、筛板塔。引言化工生产中所处理的原料中间产品几乎都是由若干组分组成的混合物，其中大部分是均相混合物。生产中为满足要求需将混合物分离成较纯的物质。精馏是分离液体混合物（含可液化的气体混合物）最常用的一种单元操作，在化工、炼油、石油化工等工业中得到广泛应用。精馏过程在能量剂的驱动下（有时加质量剂），使气、液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中

8、各组分挥发度的不同，使易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，实现原料混合液中各组分的分离。该过程是同时进行传质、传热的过程。在本设计