化工原理课程设计乙醇水精馏塔设计浮阀塔.docx

化工原理课程设计乙醇水精馏塔设计浮阀塔.docx

《化工原理课程设计乙醇水精馏塔设计浮阀塔.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化工原理课程设计乙醇水精馏塔设计浮阀塔.docx（110页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

化工原理课程设计乙醇水精馏塔设计浮阀塔

1目录.................................................................................................................................1

2设计任务书.....................................................................................................................4

3设计方案的确定及流程说明.........................................................................................5

3.1塔的类型选择......................................................................................................5

3.2塔板类型的选择..................................................................................................5

3.3塔压确定..............................................................................................................5

3.4进料热状况的选择..............................................................................................5

3.5塔釜加热方式的确定..........................................................................................5

3.6塔顶冷凝方式......................................................................................................6

3.7塔板溢流形式......................................................................................................6

3.8塔径的选取..........................................................................................................6

3.9适宜回流比的选取..............................................................................................6

3.10操作流程............................................................................................................6

4塔的工艺设计.................................................................................................................7

4.1精馏塔全塔物料浓度计算：

..............................................................................7

4.2理论板的计算......................................................................................................7

4.2.1最小回流比的计算...................................................................................7

4.2.2理论板数的计算.......................................................................................8

4.2.3塔板效率的计算.....................................................................................13

4.2.3.1塔顶的温度tD的计算13

4.2.3.2塔底的温度tW和总板效率ET的计算14

4.2.4实际板数的计算.....................................................................................16

4.2.5进料温度的计算.....................................................................................16

4.3平均参数的计算................................................................................................17

4.3.1全塔物料衡算.........................................................................................17

4.3.2平均温度的计算.....................................................................................17

4.3.3平均压力的计算.....................................................................................17

4.3.4气液两相平均密度的计算.....................................................................18

4.3.4.1气液相组成的计算......................................................................18

4.3.4.2各液相平均密度的计算..............................................................19

4.3.4.3平均相对分子量的计算..............................................................20

4.3.4.4各气相平均密度的计算..............................................................21

4.3.5平均表面张力的计算.............................................................................22

4.3.6气液两相平均体积流率的计算.............................................................25

4.4塔径的初步设计................................................................................................26

4.4.1精馏段塔径的计算.................................................................................26

4.4.2提馏段塔径的计算.................................................................................27

4.5塔高的设计计算................................................................................................28

5塔板结构设计...............................................................................................................30

5.1溢流装置计算....................................................................................................30

5.2塔板及浮阀设计................................................................................................31

5.2.1塔板的结构尺寸.....................................................................................31

5.2.2浮阀数目及排列.....................................................................................32

5.2.2.1精馏段浮阀数目及排列...............................................................32

5.2.2.2提馏段浮阀数目及排列...............................................................34

5.3塔板流体力学验算............................................................................................35

5.3.1气相通过浮阀塔板的压降.....................................................................35

5.3.1.1精馏段压降的计算......................................................................35

5.3.1.2提馏段压降的计算......................................................................36

5.3.2液泛.........................................................................................................36

5.3.2.1精馏段液泛计算..........................................................................36

5.3.2.2提馏段液泛计算..........................................................................37

5.3.3雾沫夹带.................................................................................................37

5.3.4漏液.........................................................................................................38

6塔板负荷性能图...........................................................................................................38

6.1雾沫夹带线........................................................................................................38

6.2液泛线................................................................................................................38

6.3液相负荷上限线................................................................................................39

6.4漏液线................................................................................................................39

6.5液相负荷下限线................................................................................................39

6.6塔板负荷性能图................................................................................................40

6.6.1精馏段塔板负荷性能图.........................................................................40

6.6.2提馏段塔板负荷性能图.........................................................................41

7附属设备设计...............................................................................................................43

7.1产品冷却器设计选型........................................................................................43

7.2接管尺寸计算....................................................................................................44

7.2.1进料管.....................................................................................................44

7.2.2塔顶蒸汽出口管.....................................................................................44

7.2.3回流液入口管.........................................................................................45

7.2.4塔顶出料管.............................................................................................45

7.2.5塔底出料管.............................................................................................46

7.2.6塔底蒸汽入口管.....................................................................................46

8设计结果汇总...............................................................................................................47

8.1各主要流股物性汇总........................................................................................47

8.2浮阀塔设计参数汇总........................................................................................47

8.3产品冷却器设计结果汇总................................................................................48

8.4接管尺寸汇总....................................................................................................48

9设计评述及感悟...........................................................................................................49

10参考文献......................................................................................................................50

11附录.............................................................................................................................51

附录1主要符号说明..............................................................................................51

附录2乙醇——水系统的气液平衡数据表..........................................................51

附录3不同温度下乙醇和水的粘度......................................................................52

附录4不同温度下乙醇和水的密度......................................................................53

附录5不同温度下乙醇和水的表面张力..............................................................53

12附图.............................................................................................................................53

2设计任务书

一、设计题目：

乙醇——水体系浮阀式精馏塔设计二、设计任务及条件

1.进精馏塔料液含乙醇25%（质量分数），其余为水。

2.产品乙醇含量不得低于94%（质量分数）。

3.残液中乙醇含量不得高于0.1%（质量分数）。

4.生产能力为日产（24小时）115吨94%的乙醇产品。

5.操作条件：

精馏塔顶压力4kPa（表压）

进料状况泡点进料

回流比R/Rmin=1.45

单板压降不大于667Pa

加热蒸汽压力101.325kPa（表压）6.设备型式：

浮阀塔

7.厂址：

天津地区三、设计内容及要求

1.设计方案的确定及流程说明

2.精馏塔的工艺计算（包括物料衡算、理论塔板数、回流比、总板效率、平均参数、塔高、塔径设计等）

3.塔板结构设计及流体力学验算

4.塔板负荷性能图的绘制

5.附属设备的设计（包括产品冷却器和接管选型）

6.设计结果汇总（包括主要设备尺寸及衡算结果等）

7.设计评述及心得感悟

8.附图：

图解理论板（包括塔顶和塔底区域的局部放大图），塔板负荷性能图（精馏段和提馏段各一个），生产工艺流程图及主题设备图（2号图）。

3设计方案的确定及流程说明

3.1塔的类型选择

本设计任务为分离乙醇—水混合物。

对二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。

一般来讲，板式塔的空塔速度较高，因而生产能力较大，塔板效率稳定，操作弹性大，且造价低，检修、清洗方便，因而在工业上应用较为广泛。

考虑到设计、制造及生产技术的成熟稳定性，确定采用板式塔进行精馏操作。

3.2塔板类型的选择

在板式塔的塔板类型中，浮阀塔板吸收了泡罩塔板和筛孔塔板的优点，具有结构简单、制造方便、造价低，塔板开孔率大，生产能力大，操作弹性大，塔板效率高等诸多优点。

因此优先选用浮阀塔板。

3.3塔