1.概述
本设计为分离乙醇-水混合物，采用筛板式精馏塔。
1.1本设计在生产上的实用意义
乙醇的结构简式为C2H5OH，俗称酒精，它在常温、常压下是一种易燃、易挥发的无色透明液体，它的水溶液具有特殊的、令人愉快的香味，并略带刺激性。乙醇是一种很好的溶剂，既能溶解许多无机物，又能溶解许多有机物，所以常用乙醇来溶解植物色素或其中的药用成分，也常用乙醇作为反应的溶剂，使参加反应的有机物和无机物均能溶解，增大接触面积，提高反应速率。乙醇的用途很广，可用乙醇来制造醋酸、饮料、香精、染料、染料等，是农药、医药、橡胶、塑料、人造纤维、洗涤剂等的制造原料。医疗上也常用体积分数为70%——75%的乙醇作消毒剂等。
工业上一般用淀粉发酵法或乙烯直接水化法制取乙醇。
1.发酵法制乙醇是在酿酒的基础上发展起来的，在相当长的历史时期内，曾是生产乙醇的唯一工业方法。发酵法的原料可以是含淀粉的农产品，如谷类、薯类或野生植物果实等；也可用制糖厂的废糖蜜；或者用含纤维素的木屑、植物茎秆等。这些物质经一定的预处理后，经水解（用废蜜糖作原料不经这一步）、发酵，即可制得乙醇。
2.乙烯直接水化法，就是在加热、加压和有催化剂存在的条件下，是乙烯与水直接反应，生产乙醇：CH2═CH2 + H─OH→C2H5OH（该反应分两步进行，第一步是与醋酸汞等汞盐在水-四氢呋喃溶液中生成有机汞化合物，而后用硼氢化钠还原）。
若想要获得不同浓度的乙醇，可以采取精馏这种方法。譬如，75%的乙醇可以用蒸馏的方法蒸馏到95.5%，此后形成恒沸物，不能提高纯度。
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。互溶液体混合物的分离有多种方法，精馏是其中最常用的一种。精馏是一种利用回流使液体混合物得到高纯度分离的蒸馏方法，精馏操作其基本原理是利用互溶液体混合物相对挥发度的不同，实现各组分分离的单元操作，是工业上应用最广的液体混合物分离操作，广泛用于石油、化工、轻工、食品、冶金等部门。
1.2 流程、设备及操作条件的确定
流程可由以下5个方面来确定。
（一）加料方式
加料分两种方式：泵加料和高位槽加料。高位槽加料通过控制液位高度，可以得到稳定流量，但要求搭建塔台，增加基础建设费用；泵加料属于强制进料方式，本次加料可选泵加料，泵和自动调节装置配合控制进料。
（二）加料状态
进料方式一般有冷液进料，泡点进料，气液混合物进料，露点进料，加热蒸汽进料五种。泡点进料对塔操作方便，不受季节温度影响。由于泡点进料时塔的制造比较方便，而其他进料方式对设备的要求高，设计起来难度相对加大，所以采用泡点进料。
（三）冷凝方式
选全凝器，塔顶出来的气体温度不高。冷凝后回流液和产品温度不高，无需再次冷凝，且本次分离是为了分离乙醇和水，制造设备较为简单，为节省资金，选全凝器。
（四）回流方式
宜采用重力回流，对于小型塔，冷凝液由重力作用回流如塔。优点：回流冷凝器无需支撑结构；缺点：回流控制较难安装，但强制回流需用泵，安装费用、点耗费用大，故不用强制回流，塔顶上升蒸汽采用冷凝回流入塔内。
（五）加热方式
采用间接加热，因为塔釜设了再沸器，故采用间接加热。 （六）换热器
选用管壳式换热器。只有在工艺物料的特征性或工艺条件特殊时才考虑选用其他形式。 本设计是对双组分混合液进行分离的精馏操作。典型的精馏设备是连续精馏装置，包括精馏塔、再沸器、冷凝器等。精馏操作可在常压、减压和加压条件下进行，操作压强常取决于冷凝温度。精馏塔供汽液两相接触进行相际传质，位于塔顶的冷凝器使蒸气得到部分冷凝,部分凝液作为回流液返回塔顶,其余馏出液是塔顶产品。位于塔底的再沸器使液体部分汽化，蒸气沿塔上升，余下的液体作为塔底产品。进料加在塔的中部,进料中的液体和上塔段来的液体一起沿塔下降，进料中的蒸气和下塔段来的蒸气一起沿塔上升。在整个精馏塔中，汽液两相逆流接触，进行相际传质。液相中的易挥发组分进入汽相，汽相中的难挥发组分转入液相。对不形成恒沸物的物系，只要设计和操作得当，馏出液将是高纯度的易挥发组分，塔底产物将是高纯度的难挥发组分。进料口以上的塔段，把上升蒸气中易挥发组分进一步提浓，称为精馏段；进料口以下的塔段，从下降液体中提取易挥发组分，称为提馏段。两段操作的结合，使液体混合物中的两个组分较完全地分离，生产出所需纯度的两种产品。当使 n 组分混合液较完全地分离而取得n 个高纯度单组分产品时，须有n-1个塔。 精馏之所以能使液体混合物得到较完全的分离，关键在于回流的应用。回流包括塔顶高浓度易挥发组分液体和塔底高浓度难挥发组分蒸气两者返回塔中。汽液回流形成了逆流接触的汽液两相，从而在塔的两端分别得到相当纯净的单组分产品。塔顶回流入塔的液体量与塔顶产品量之比，称为回流比，它是精馏操作的一个重要控制参数，它的变化影响精馏操作的分离效果和能耗。
塔设备是化工、石油化工、生物化工、制药等生产过程中广泛采用的传质设备，它可以使气液或液液两相之间进行紧密接触，达到相际传质及传热的目的。根据塔内气液接触构件的结构形式，可分为板式塔和填料塔两种。工业上对塔设备的主要要求有：1生产能力大2传质、传热效率高3气流的摩擦阻力小4操作稳定、适应性强、操作弹性大5结构简单、材料耗用量少6制造安装容易，操作维修方便，此外不易堵塞、耐腐蚀等。筛板精馏塔是化学工业中常用的传质设备之一，也是本设计采用的设备。它具有结构简单、造价低；板上液面落差小，气体压降低，生产能力较大；气体分散均匀，传质效率高的优点。板式塔内设置一定数量的塔板，气体以鼓泡或喷射形式穿过板上的液层，进行传质与传热。在正常操作状况下，气相为分散相，液相为连续相，气相组成呈阶梯变化，属逐级接触逆流操作过程。气体在压差推动下，均匀分布在塔板上的开孔由下而上穿过各层塔板后由塔顶排出，在每块塔板上皆贮有一定的液体，气体穿过板上液层时两相接触进行传质。在生成的气相中，混合物的组成将发生改变，相对挥发度大的轻相在气相中得到富集，而相对挥发度小的重相则在液相中富集，从而达到分离提纯的目的。整个过程熵增为负，需外界提供能量。 2.塔的工艺计算及塔板结构参数计算
2.1物料衡算
原料液：乙醇——水溶液
原料乙醇含量：质量分率x F =26.5% 原料处理量：质量流量F=9.9t/h
产品要求：摩尔分率：x D = 0.83, x W = 0.10
进
料 F 精
馏塔
塔顶产物D 塔釜产物W
操作压力： 1 atm
将料液流率的单位由质量流量换算成摩尔流量：
F=
46%5.26*9900+18%
5.73*9900=461.3kmol.h ^(-1)
Xf=18
/%5.7346/%5.2646
/%5.26+=0.124
对精馏塔做全塔物料衡算，得到以下两式：F=D+W
F*xF=D*xD+W*xW 解得 D=15.2kmol.h^(-1) W=446.1kmol.h^(-1) 2.2进料热状况的选择 进料状况 iF 范围 q 值 q 线斜率q/(q-1) 精馏段、提馏段的液、汽流率关系 过冷液体 iF iF>iV <0 0-1 L ′ 进料方式一般有冷液进料，泡点进料，气液混合物进料，露点进料，加热蒸汽进料五种。泡点进料对塔操作方便，不受季节温度影响。由于泡点进料时塔的制造比较方便，而其他进料方式对设备的要求高，设计起来难度相对加大，所以采用泡点进料。 2.3回流比选择 由乙醇-水的气液平衡数据，绘出X-Y 图 常压下乙醇-水的气液平衡与温度关系（mol/%） 温度t/℃ 100 95.5 89.0 86.7 85.3 84.1 82.7 82.3 81.5 气相乙醇 0 0.1700 0.3891 0.4375 0.4704 0.5089 0.5445 0.5580 0.5826 液相乙醇 0 0.0190 0.0721 0.0966 0.1238 0.1661 0.2337 0.2608 0.3273 温度t/℃ 80.7 79.8 79.7 79.3 78.74 78.41 78.15 78.3 气相乙醇 0.6122 0.6564 0.6599 0.6841 0.7385 0.7815 0.8943 0.942 液相乙醇 0.3965 0.5079 0.5198 0.5732 0.6763 0.7472 0.8943 0.95 q=1，泡点进料，故q 线过Xf 与X 轴垂直，与平衡线的交点纵坐标即为Xq=Xf 由下图得 Xq=0.124 Yq=0.468 最小回流比：Rmin= q q q D x y y x --=1.052 根据实际精馏的费用，最适回流比应是最小回流比的1.5倍。 操作回流比：R=1.5Rmin=1.578 2.4理论塔板数的计算 精馏段操作线方程为：y n+1=1+R R x n +1 +R xD =0.612x n +0.322 提馏段操作线方程为：y n+1= D R F RD x n )1()(++-D R D F x w )1() (+-(因q=1) 故y n+1=12.384xn-1.138 根据常压下得乙醇-水的X-Y 图，又因为泡点进料，所以q=1，即q 为一直线。 在平衡线与操作线之间画阶梯，可得理论塔板数N 1=19；在平衡线与提馏段之间画阶梯，可得理论塔板数N 2=1，故总理论塔板数N T =21（包括再沸器）。 2.5塔的各项参数 （1）温度：利用常压下乙醇-水气液平衡组成（摩尔）与温度的关系可求得t F ，t D ，t W t F ： ) (100)(10011 2121x x T t x x T T F F --= --→t F =84.13℃ tD ： ) (100)(10033 4343x x T t x x T T D D --= --→t D =78.26℃ tW: ) (100)(10055 6565x x T tw x x T T w --= --→t w =76.32℃ 得：全塔平均温度()57.79332.7626.7813.84=÷++=m t ℃ 精馏段平均温度:=+=21D F t t t 81.20℃ 提馏段平均温度：=+=2 2W F t t t 80.23℃ （2）密度： 已知：混合液密度： B B A A L p a p a p +=1（a 为质量分数，M 为平均相对分子质量） 混合气密度：o L Tp M Top p 4.22= 塔顶温度：t D =78.26℃ 气相组成y D ： ) (100)(10033 3434y y T t y y T T D D --= --→y D =84.66% 进料温度：t F =84.13℃ 气相组成yF ： ) (100)(100112121F F y y t T y y T T --= --→y F =49.16% 塔底温度:t w =76.32℃ 气相组成yW ：) (100)(100556565w w y y t T y y T T --= --→y W =89.46% 精馏段： 液相组成x 1：x 1=2F D x x +=0.477 气相组成y 1：y 1=2 F D y y +=0.6691 所以M L1=46x 1+18(1-x 1)=31.36kg/kmol M V1=46y 1+18(1-y 1)=36.73kg/kmol 提馏段： 液相组成x 2：x 2=2 F W x x +=0.112 气相组成y 2: y 2= 2 F w y y +=0.6931 所以M L2=46x 2+18(1-x 2)=21.14kg/kmol M V2=46y 2+18(1-y 2)=37.41kg/kmol 由不同温度下乙醇和水的密度（单位kg/m 3） 温度/℃ 乙醇的密度p c 水的密度p w 80 735 971.8 85 730 968.6 90 724 965.3 95 720 961.85 100 716 958.4 求得在1t 与2t 下的乙醇密度： 1t =81.20℃ 735 -80 20.8173573080851乙ρ-=--→ρ乙1=733.8kg/m 3 8 .971-80 20.818.9716.96880851水ρ-=--→ρ水1=971.03kg/m 3 2t =80.23℃ 735 -8023.8073573080852乙ρ-=--→ρ乙2=734.77kg/m 3 8 .971-80 23.808.9716.96880852水ρ-=--→ρ水2=971.65kg/m 3 在精馏段，1t =81.20℃ 液相密度： []03 .97169977 .018.733)477.01(1846477.0/46477.01 1 -+-?+??= L ρ →ρL1=791.88kg/m 3 气相密度:) 20.8115.273(4.2215 .27373.361+??= V ρ=1.264kg/m 3 在提馏段，2t =80.23℃ 液相密度： []65 .97124375 .0177.734)112.01(1846112.0/46112.01 2 -+ -?+??= L ρ →ρL2=900.85kg/m 3 气相密度：) 23.8015.273(4.2215 .27341.372+??= V ρ=1.291kg/m 3 （3）混合液体表面张力： 二元有机物水溶液表面张力可用下列各式计算： （1）精馏段1t =81.20℃ 温度/℃ 70 80 90 100 乙醇表面张力/10-3N/m 2 18 17.15 16.2 15.2 水表面张力10-3N/m 2 64.3 62.6 60.7 58.8 === 03.97118w w p m Vm 18.537cm 3/mol ===8 .73346o o p m Vo 62.687cm 3/mol 乙醇表面张力： 乙醇 σ--=--2.1615 .172.1620.81908090→σ 乙醇 =17.036（10-3 N/m 2 ） 水的表面张力： 水 σ--=--7.6020.81906.627.608090→σ水=62.372（10-3N/m 2 ） ()[]) (21)() (2o o w w o o w o o o w w o o w w o w V x V x V x V x V x V x V x V x +∧-=+=∧??==0.07938 x o =0.477 xw=1-0.477=0.523 B=lg （ o w ??2 ∧）=lg0.07938=-1.1003 Q=?? ?? ??∧-∧??? ???3/23 /2441.0w w o o V q V T q σσ = )3/2537.18372.622 3 /2687.62036.17(15.27320.812441.0∧?-∧?+? =-0.7528 A=B+Q=-1.1003+（-0.7528）=-1.8531 A=lg )2 ( so sw ??∧ φsw+φso=1 则φsw=0.1116 φso=0.8884 σm ?=φsw σ ? w +φso σ o ? =0.1116×62.372?+0.8884×17.036? =2.1185 则σm=20.1425 （2）提馏段2t =80.23℃ ==''= '65.97118w w p m m V 18.525cm 3/mol ==''='77 .73446 o o p m o V 62.6cm 3/mol 乙醇的表面张力： 乙醇 σ'--=--2.1615.172.1623.80908090→σ′乙醇=17.128（10-3N/m 2 ） 水的表面张力： 水 σ'--=--7.6023.80906.627.608090→σ′水=62.556（10-3N/m 2 ） ()[]) (2 1)()(2o o w w o o w o o o w w o o w w o w V x V x V x V x V x V x V x V x ''+''''∧''-= ''+''''''='∧'??=1.645 B=lg （ o w ??'∧'2 ）==0.2162 Q=?? ?? ??∧''-∧''??? ???3/23 /2441.0w w o o V q V T q σσ=-0.7561 A ′=B ′+Q ′=0.2162-0.7561=-0.5399 A=lg )2 ( so sw ??'∧' φ′sw+φ′so=1 φ′sw=0.412 φ′so=0.588 σ′m ?=φsw σ′?w +φso σ′o ?=0.412×62.556?+0.588×17.128?=2.3549 则σ′m=30.7532 （4）混合物的粘度 tm=79.57℃ 查化工原理课本上册书附录十得： 水的黏度μ=0.3584mpa.s ，乙醇的黏度μ=0.395mpa.s 所以()=?-+?=3584.0129.01395.0129.0f μ0.3631 全塔液体平均粘度()=÷++=33631.0395.03584.0m μ0.3722 （5）相对挥发度 精馏段挥发度：x A =0.477 y A =0.6691 x B =0.523 y B =0.3309 =??== 477 .03309.0523 .06691.0A B B A x y x y α 2.2171 提馏段挥发度：x ′A=0.112 y ′A=0.6931 x ′B=0.888 y ′B=0.3069 =??=''''= '112 .03069.0888 .06931.0A B B A x y x y α=17.9058 （6）气液相体积流量计算 根据x-y 图得：Rmin=1.052 R=1.5Rmin=1.578 精馏段：L=RD=1.578×15.2=23.986kmol/h V=(R+1)D=(1.578+1)×15.2=39.186kmol/h 已知：=1L M 31.36kg/kmol,=1V M 36.73kg/kmol,ρL1=791.88kg/m 3,ρV1=1.264kg/m 3 质量流量：L 1=1L M L=31.36×23.986=752.2kg/h V 1=1V M V=36.73×39.186=1439.3kg/h 体积流量：L s1= 11L L ρ=88 .7912.752=0.9499m 3/h V s1= == 264 .13 .14391 1 V V ρ1138.687m 3/h 提馏段：q=1 =?+=+='3.4611986.23qF L L 485.286kmol/h ()=-+='F q V V 139.186kmol/h 已知：2L M =21.14kg/kmol,2V M =37.41kg/kmol,ρL2=900.85kg/m 3,ρV2=1.291kg/m 3 质量流量：L 2=2L M L ′=21.14×485.286=10258.946kg/h V 2=2V M V ′=37.41×39.186=1465.948kg/h 体积流量：L s2= == 85 .900946 .102582 2 L L ρ11.388m 3/h Vs 2= == 291 .1948 .14652 2 V V ρ1135.514m 3/h 2.6塔径、板间距的确定 塔径初步设计： （1）精馏段：u=安全系数×max u ，安全系数=0.6-0.8 )20 (,20max L V V L C C p p p C u σ=-=0.2 横坐标数值： ?? ? ???=∧???? ???264.188.791687.11389499.02/11111V L s s p p V L 1/2 =0.02088 取板间距H T =0.45m ，板上液层高度h L =0.06m （板间距可自选，板上液层高度常压下一般选 0.05-0.06m ），则H T -h L =0.45-0.06=0.39m 查史密期关联图，得C 20=0.073，则 )20 ( 20L C C σ=0.2=)20 1425.20( 073.0?0.2 =0.0731 umax=264 .1264 .188.7910731 .0-=-V V L p p p C =1.8282m/s 取安全系数为0.7，则空塔气速为 =?==8282.17.0max 7.01u u 1.2797m/s D 1==??=2797 .114.33600 /687.11384411u V s π0.5611m A T = 4 2 5611.014.342 ∧?= ∧D π=0.2471m 2 空塔气速：u ′=2471 .03600/687.1138=T A Vs =1.2801m/s (2)提馏段： ?? ? ???=∧???? ???291.185.900514.1135388.112/12222V L s s p p V L 1/2=0.2649 H ′T =0.45m,h ′L =0.06m,H ′T -h ′L =0.39m 查史密期关联图得C 20=0.075 )20 ( 20L C C σ''='0.2=0.075×（ 20 7532.30）0.2 =0.0817 291 .1291 .185.9000817.0max -? ='u =2.1566 max 27.0u u '==1.5096m/s D 2==??=5096 .114.33600 /514.11354422u V s π0.5159m A ′T = 4 2 5159.014.34 2 ∧?= ∧D π0.2089m 2 空塔气速:u ′2=1.5099m/s 可取塔径D=0.5m 2.7塔板参数计算 1.溢流装置计算 因塔径D<2.2m,可选用单溢流弓形降液管，采用凹形受液盘。 （1）堰长lw 取lw=0.66D=0.66×0.5=0.33m (2)溢流堰高度hw 由hw=h L -how,选用平直堰，堰上液层高度 ? ? ? ??= W h ow l l E h 100084.22/3 近似取E=1，则 3/233.09499.0100010.184.2∧?? ? ???? ?=how =5.7468×10-3 m 取板上清液高度 h L =60mm ，故hw=h L -how=0.06-5.7468×10-3 =0.0543m (3)弓形降液管宽度Wd 和截面积Af 的计算 由Lw/D=0.66,查弓形降液管的参数图，得 0722.0=T f A A ，124.0=D W d 故 Af=0.0722×A T =0.0722×0.2471=0.01784m 2 Wd=0.124D 1=0.0696m 验算液体在降液管中停留时间： 9499 .045 .001784.0360036001??== S T f L H A θ=30.425>5s 所以此降液管能用。 (4)降液管底隙高度 o w h o u l L h `3600= 选o u `=0.08m/s o w s o u l L h `13600==08.033.036009499.0??=9.995×10 -3 因hw-ho=0.0543-9.995×10-3=0.044305>how=5.7468×10-3 故降液管底隙设计合理，选用凹形受液盘，深度hw1=50mm 2.塔板布置 （1）塔板的结构 因D<800mm,故采用整块塔板 （2）边缘区宽度确定 取 溢流堰前的安定区宽度 Ws=0.06m 进口堰后的安定区宽度 Ws1=0.06m 无效区的边缘宽度 Wc=0.035m （3）开孔区面积计算 开孔区面积按下式计算： (){[]}180/2)/arcsin(2/1222∧+∧∧-∧=r r x x r x Aa π 式中 ()Ws Wd D x +-=2 Wc D r -=2 因为()Ws Wd D x +-=2=)06.0062.0(25.0+-=0.128 Wc D r -=2=035.02 5.0-=0.215m 故 []}{180/2215.0)215.0/128.0arcsin(2/1)2128.02215.0(128.02∧+∧∧-∧=πa A =0. 10315m 2 (4)筛孔计算及其排列 筛孔直径：由于该物系的表面张力为正，筛孔直径do 取5mm 筛板厚度：本物系无腐蚀性，选不锈钢塔板，厚度取δ=2.5mm 孔中心距：相邻两筛孔中心的距离t=3do=15mm 筛孔的排列与筛孔数：按正三角形排列，则筛孔的数目n 可按下式计算 2 015.010315 .0155.12155.1∧?=∧? =t A n a =530个 开孔率φ：（筛板上筛孔总面积Ao 与开孔区面积Aa 之比） Φ= a o A A =2155970.02970.0∧?? ? ???=∧??? ???=t d o ?=0.1078 气体通过筛孔的气速为：10315 .01078.03600/687.11381?==o s o A V u =28.4455m/s 2.8塔的水力学性能的校验 1.塔板压降 （1）干板阻力hc 的计算 干板阻力由公式??? ? ??∧??? ???=L V o o c p p c u h 2051.0计算 由 5 .25 = δ o d =2,查干筛孔的流量系数图，得Co=0.82 ?? ? ???∧?=88.791264.12)82.04455.28( 051.0hc =0.09796m 液柱 (2)气体通过液层阻力h L 计算： )(ow w L l h h h h +==ββ，f T s a A A V u -= ，V a o u F ρ= f T s a A A V u -= 1 =01784 .02471.03600/687.1138-=1.37966m/s V a o u F ρ==264.137966.1?=1.55112kg 1/2/(s.m 1/2) 查充气系数关联图得：β=0.59 )(ow w L l h h h h +==ββ=0.59×(0.0543+5.7468×10-3)=0.03543m 液柱 （3）液体表面张力阻力计算：o L L gd h ρσσ4= o L L gd h 14ρσσ= =005 .081.988.7911000/1425.204???=0.002074m 液柱 气体通过每层塔板液柱高度按下式计算： σh h h h l c p ++==0.09796+0.03543+0.002074=0.1355m ==?g p h p L p p 10.1355×791.88×9.81=1052.61Pa 2.液面落差 对于筛板塔，液面落差很小，且本设计的塔径和液流量均不大，故可忽略液面落差的影响。 3.液沫夹带 液沫夹带量：?? ? ??--∧?= f T a L V h H u σρ6107.5 3.2 ，取hf=2.5hl=0.15m )15 .045.037966.1(1000/1425.206107.5--∧?= V ρ 3.2=0.03735kg 液/kg 气<0.1kg 液/kg 气 故在本设计中液沫夹带量在允许范围内。 4.漏液 对于筛板塔漏液点气速： 1 1 min ,)13.00056.0(4.4V L L o o h h C u ρρσ-+= =264 .188 .791)002074.006.013.00056.0(82.04.4?-?+? ?=9.611m/s 实际孔速u o =28.4455m/s>min ,o u 稳定系数为：K= 611 .94455 .28min ,= o o u u =2.95968>1.5 本设计无明显漏液。 5.液泛 为防止液泛，H d )(w T h H +≤? 乙醇——水物系属一般物系，取φ=0.5 )(w T h H +?=0.5（0.45+0.0543）=0.25215 d d L p d h h h h H ++=++=06.01355.0，2)(153.0∧='o d u h =0.153×0.082=9.792×10-4 所以，H d=d h ++06.01355.0=0.1355+0.06+9.792×10-4=0.1965m 液柱<)(w T h H +? 所以，不会发生液泛现象。 2.9塔板负荷性能图 （1）漏液线 1 1 min ,)13.00056.0(4.4V L L o o h h C u ρρσ-+= ow w L o s o h h h A V u +== ,min ,min ,，?? ? ??=W h ow l l E h 100084.22/3 {}V L S s p p h Lw L E hw CoAo V /3/2)3600(100084.213.00056.04.41min ,1σ -?? ? ???∧??++=计算 整理得Vs1,min=0.0401193/277.1136314.61∧+S L （2）液沫夹带线 以e v =0.1kg 液/kg 气为限，求Vs-Ls 关系如下：?? ? ??--∧?= f T a L v h H u e σ6107.5 3.2 f T s a A A V u -= 1 =01784 .02471.01-s V =4.3619V s1 hf=2.5h L =2.5(hw+how)=?? ????∧??? ????+ 3/233.036001100084.20543.05.21S L =0.13575+3.49225L s12/3 H T -hf=0.45-(0.13575+3.49225L s12/3)=0.31425-3.49225L s12/3 ?? ? ??--∧?-∧?= ∧3/249225.331425.03619.43101425.206107.511s s v L V e 3.2 =0.1 整理得V s1=0.4507-5.0088Ls12/3 由上面两直线作液沫夹带线 （3）液相负荷下限线 对于平直堰，取液上液层高度how=0.006m 作为最小液体负荷标准。 006.03/2)3600(100084.2=∧= Lw Ls E h ow ，取E=1， 3600 33 .084.21000006.0min ,3 2 ? ?= Ls =2.8149×10-4 据此可作出与气体流量无关的垂直液相负荷下限线 （4）液相上限线 以θ=4s 作为液体在降液管中停留时间下限 4== s T f L H A θ 4 45 .001784.04min ,?==T f s H A L =0.01834m 3/s 据此可作出与气体流量无关的垂直负荷上限线 （5）液泛线 令)(w T d h H H +=? ow w L L l L c p d L p d h h h h h h h h h h h h H +==++=++=,,,βσ 联立得：σββ??h h h h h H d c ow ow T ++++=--+)1()1( 3/2)33.03600(1100084.2∧??= Ls h ow 233.0153.02153.0∧?? ? ??=∧??? ??=o s o w s d h L h l L h ??? ? ??∧=L V o o s c C A V h ρρ2)/( 051.0 how=0.601Ls1 2/3 3/2)3 10995.933.0( 153.01 ∧-∧??=s L hd =6.9049L s12/3 ??? ??∧??? ????=88.791264.1282.010315.01078.0051.0Vs hc 3/222∧'-∧'-'=∧'s s s L d L c b V a ?? ? ???∧??=???? ??∧= '88.791264.12)82.010315.01078.0(05.02)(05.0L V C A a o o ρρ=0.95996 0543.0)159.05.0(45.05.0)1(?--+?=--+='w T h H b β??=0.1658 2)310995.933.0/(153.02)/(153.0∧-∧??=∧='o w h l c =14063.65 3/233.03600)159.0(100084.23/23600)1()1000/84.2(∧?? ? ??+?=∧??? ??+='w l E d β=2.2211 所以，0.95996Vs12=0.1658-14063.65Ls12-2.2211Ls12/3 Vs12=0.17272-14650.25Ls12-2.3137Ls12/3 筛板负荷性能图如下： 本设计的操作条件为液相流量L s1 =0.9499 m 3/h ，气相流量V s1 = 1138.687m 3/h ，在上图中作连线OA 分别与漏液线、液沫夹带线相交。由两交点的纵坐标值可知最小负荷 =min ,G V 0.1252m 3/h ，最大负荷=max ,G V 0.2573m 3/h ，于是得操作弹性= 055.21252 .02573 .0= 2.10塔效率的估算 用奥康奈尔法('Oc o n e n e l l )对全塔效率进行估算： 由E T =0.49（α·μL ）-0.245 式中，E T 为全塔效率，α为塔顶及塔底平均温度下的相对挥发度，μL 为塔底及塔底平均温度下进料相对平均粘度mPa·s 。 E T =0.49（α·μL ）-0.245 =0.49*（2.2171*0.3722）-0.245=51.362% 2.11实际塔板数的确定 3994.3851362 .01211=≈-=-=T T p E N N 式中，NP 为塔内实际塔板数(不含塔釜），NT 为理论塔板数。 其中，精馏段的塔板数为：19/0.51362=37 提馏段的塔板数为：1/0.51362=2 2.12塔高的确定 （1）塔的顶部空间高度 塔的顶部空间高度是指塔顶第一层塔盘到塔顶封头的直线距离，取除沫器到第一块塔板的距离为600mm ，塔顶空间高度为1200mm 。 （2）底部空间高度 塔的底部空间高度是指塔底最末一层塔盘到塔底下封头切线的距离，釜液停留时间取min 。 )7.05.0(/)60(V --+-?'=T s B A R L t H ==+-??6.02089.0/)142.0603600 388.115( 4.463 m （3）塔立体高度 =?+?=?+=20063945015051N H H T 18750mm=18.75m H=H 1+H B +H 顶=18.75+4.463+1.2=24.413m 精馏段有效高度为： Z 精=（N 精-1）H T =(37-1)×0.45=17.1m 提馏段有效高度为： Z 提=（N 提-1）H T =（2-1）×0.45=0.45m 在进料板上方开一人孔，其高度为0.8m ，故精馏塔的有效高度为 Z=Z 精+Z 提+0.8=18.35m 3.计算结果一览表（工艺计算一览表、塔结构设计一览表） 工艺计算一览表 料液流率F kmol.h -1 461.3 料液中易挥发组分的摩尔分数x F 0.124 塔顶产品流率 D kmol.h -1 15.2 塔顶产品的摩尔流率x D 0.83 塔底产品流率W kmol.h -1 446.1 塔底产品的摩尔流率x W 0.10 适宜的回流比R 1.578 实际塔板数 39 平均温度t m ℃ 79.57 操作压力 atm 1 液相流量L s1 m 3/h 0.9499 气相流量V s1 m 3/h 1138.687 塔效率E T 51.362% 塔高H m 24.413 稳定系数为：K 2.95968 塔板压降ΔPp Pa 1052.61 液沫夹带e v kg 液/kg 气 0.1 操作弹性 2.055 塔结构设计一览表 塔径D 1 m 0.5611 板间距H T m 0.45 溢流堰高度hw m 0.0543 堰长lw m 0.33 弓形降液管宽度Wd m 0.0696 弓形降液管截面积 Af m 2 0.01784 降液管底隙高度h o m 9.995×10-3 溢流堰前的安定区宽度 Ws m 0.06 进口堰后的安定区宽度Ws1 m 0.06 开孔区面积Aa m 2 0.10315 无效区的边缘宽度Wc m 0.035 气体通过筛孔的气速u o m/s 28.4455 筛孔数 530 孔中心距t mm 15 筛板厚度δ mm 2.5 筛孔直径do mm 5 开孔率φ0.1078 板上液层高度h L m0.06 4.设计的自我评述及讨论 历时两周的化工原理课程设计就要结束了，我对于精馏单元操作的认识得到了进一步的升华，这也是我上大学以来第一次独立的完成一项艰巨的工业设计任务。这次的课程设计给了我一个很好的将理论与实际联系起来的机会，也改善了我查找数据、处理数据的能力。在本次课程设计中，我不仅将化工原理书本上的知识又温习了一遍，同时也学习到了许多书本没有涉及的知识，譬如板间距的选择，溢流堰高的计算。在设计过程中，不仅需要对书本知识有一个大概的了解，还必须有良好的计算能力，本设计数据繁多复杂，一不注意就会犯错，引起一大批数据的计算错误，所以在设计时要有严谨的态度。由于采用的是打印方法，这还需要具备使用Word、Excel等的能力。通过本设计，我认识到各门各科之间错综复杂的相互联系，学习从来就不是一门一科的事。 化工原理课程设计是培养学生化工设计能力的重要教学环节，通过课程设计使我们初步掌握化工设计的基础知识、设计原则及方法；学会各种手册的使用方法及物理性质、化学性质的查找方法和技巧；掌握各种结果的校核，能画出工艺流程、塔板结构等图形；理解计算机辅助设计过程，利用编程使计算效率提高。在设计时，要结合多个方面综合考虑，不能顾此失彼，务必使各个方面都达到理论上的可行性和生产上的合理性。 随着时间的一天天过去，看着自己完成的说明书和图纸，真的非常有成就感，虽然设计之中难免有错误之处，但毕竟是我第一次花费那么多的心力完成的劳动成果。这次的设计，我真的学到了许多，令我受益匪浅，同时也为以后的工作积累了经验。 5.参考文献目录 1.百度百科 2.榆林学院学位论文 3.谭天恩，窦梅，周明华等编著，化工原理第三版上册附录十、十一、十二，北京：化学工业出版社，2006.4 4.杨祖荣主编，化工原理实验，北京：化学工业出版社，2004. 5.1 5.谭天恩，窦梅，周明华等编著，化工原理第三版下册，北京：化学工业出版社，200 6.7 6.设计图纸 （1）流程图 一、塔设备课程设计任务书 ㈠设计课题 筛板式精馏塔机械设计 ㈡工艺条件 物料名称：甲醇-水 设计压力：0.1a MP 设计温度：C 100 物料平均密度：3 957m kg 产品特性：易燃、有毒 设计基本风压值：2 300m N 地震烈度：7度 ㈢工艺尺寸 塔内径 精馏段板数 提留段板数 板间距 堰长 1400 33 17 500 980 堰高 筛孔直径 孔间距 塔顶蒸汽出口管径 50 6 24 200D g 管口 符号 公称尺寸 用途 a Dg273 进料管口 b Dg38 出料管口 c Dg325 塔顶蒸汽出口 d Dg38 回流液口 e Dg20 液面计接口 f Dg38 釜液出口 设计要求 1、筛板精馏塔机械设计及整体结构设计。 2、绘制筛板式精馏塔装配图（一张一号图纸） 二、设计方法及步骤 1、材料选择 设计压力MPa p 1.0 ，属于低压分离设备，一类容器，未提技术要求；产品特性为易燃、易挥发；设计温度为C 100,介质为甲醇和水，年腐蚀欲度很小，考虑到设备材料经济性，筒体，封头和补强圈材料选用R Q 245，裙座选用A Q 235。 2、塔设备主要结构尺寸的确定 ㈠塔高 1）塔主体高度 ()mm H Z 2450050011733=?-+= 2）塔的顶部空间高度 mm H a 1500= 3）塔的底部空间高度 mm H b 2000= 4）裙座高度 mm H S 3000= 5）封头高度 mm H c 390= 6）塔高 mm H H H H H H c S b a Z 3139039030002000150024500=++++=++++= 取m mm H 3232000== m mm H H H H H S b a Z 3131000300020001500245001==+++=+++= ㈡塔径 1）筒体厚度计算 []mm p pD t i 56.01 .085.014721400 1.02=-???= -= φσδ 式中：[]t σ——材料的许用应力。R Q 245在C 100厚度为3~16mm 时， []MP a t 147=σ。 φ——塔体焊接接头系数。采用双面对接焊，局部无损探伤，85.0=φ 名义厚度mm C n 86.23.256.0=+=+=δδ 厚度附加量mm C C C 3.223.021=+=+= 1C ——厚度负偏差。按709T JB 中的B 类要求R Q 245负偏差取mm C 3.01=。 2C ——腐蚀裕量。取mm C 22=。 对于碳素钢、低合金钢制容器mm 3min ≥δ，故按刚度条件，筒体厚度仅需3mm ，但考虑此塔较高，风载荷较大，取塔体名义厚度=n δ10mm 。 课程设计任务书 一、课题名称 苯——甲苯混合体系分离过程设计 二、课题条件（原始数据） 1、设计方案的选定 原料：苯、甲苯 年处理量：108000t 原料组成（甲苯的质量分率）：0.5 塔顶产品组成：%99>D x 塔底产品组成：%2 设计容 摘要：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﹑石油化工等工业中得到广泛的应用。本设计的题目是苯—甲苯二元物系板式精馏塔的设计。在确定的工艺要求下，确定设计方案，设计容包括精馏塔工艺设计计算，塔辅助设备设计计算，精馏工艺过程流程图，精馏塔设备结构图，设计说明书。关键词：板式塔；苯--甲苯；工艺计算；结构图 一、简介 塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设备。根据塔气液接触部件的结构型式，可分为板式塔和填料塔。板式塔设置一定数目的塔板，气体以鼓泡或喷射形式穿过板上液层进行质热传递，气液相组成呈阶梯变化，属逐级接触逆流操作过程。填料塔装有一定高度的填料层，液体自塔顶沿填料表面下流，气体逆流向上（也有并流向下者）与液相接触进行质热传递，气液相组成沿塔高连续变化，属微分接触操作过程。 工业上对塔设备的主要要：（1）生产能力大；（2）传热、传质效率高；（3）气流的摩擦阻力小；（4）操作稳定，适应性强，操作弹性大；（5）结构简单，材料耗用量少；（6）制造安装容易，操作维修方便。此外，还要求不易堵塞、耐腐蚀等。 板式塔大致可分为两类：（1）有降液管的塔板，如泡罩、浮阀、筛板、导向筛板、新型垂直筛板、蛇形、S型、多降液管塔板；（2）无降液管的塔板，如穿流式筛板（栅板）、穿流式波纹板等。工业应用较多的是有降液管的塔板，如浮阀、筛板、泡罩塔板等。 苯的沸点为80.1℃，熔点为5.5℃，在常温下是一种无色、味甜、有芳香气味的透明液体，易挥发。苯比水密度低，密度为0.88g/ml，但其分子质量比水重。苯难溶于水，1升水中最多溶解1.7g苯；但苯是一种良好的有机溶剂，溶解有机分子和一些非极性的无机分子的能力很强。 甲苯是最简单，最重要的芳烃化合物之一。在空气中，甲苯只能不完全燃烧，火焰呈黄色。甲苯的熔点为-95 ℃，沸点为111 ℃。甲苯带有一种特殊的芳香味（与苯的气味类似），在常温常压下是一种无色透明，清澈如水的液体，密度为0．866克／厘米3，对光有很强的折射作用（折射率：1,4961）。甲苯 化工原理课程设计 –––––板式精馏塔的设计 姓名单素民 班级 1114071 学号 111407102 指导老师刘丽华 河南城建学院 序言 化工原理课程设计是综合运用《化工原理》课程和有关先修课程（《物理化学》，《化工制图》等）所学知识，完成一个单元设备设计为主的一次性实践教学，是理论联系实际的桥梁，在整个教学中起着培养学生能力的重要作用。通过课程设计，要求更加熟悉工程设计的基本内容，掌握化工单元操作设计的主要程序及方法，锻炼和提高学生综合运用理论知识和技能的能力，问题分析能力，思考问题能力，计算能力等。 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，利用液相混合物中各组分的挥发度的不同，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。根据生产上的不同要求，精馏操作可以是连续的或间歇的，有些特殊的物系还可采用衡沸精馏或萃取精馏等特殊方法进行分离。本设计的题目是苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计，即需设计一个精馏塔用来分离易挥发的苯和不易挥发的甲苯，采用连续操作方式，需设计一板式塔将其分离。 目录 一、化工原理课程设计任书 (3) 二、设计计算 (3) 1.设计方案的确定 (3) 2.精馏塔的物料衡算 (3) 3.塔板数的确定 (4) 4.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (8) 5.精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (10) 6.塔板主要工艺尺寸的计算 (11) 7.筛板的流体力学验算 (13) 8.塔板负荷性能图 (15) 9.接管尺寸确定 (30) 二、个人总结 (32) 三、参考书目 (33) 筛板式精馏塔课程设计说明 第一章绪论 1.1 化工原理课程设计的目的和要求 课程设计是《化工原理》课程的一个总结性教学环节，是培养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，它也起着培养独立工作能力的重要作用。 1.2 精馏操作对塔设备的要求 为了满足工业生产和需要，塔设备还得具备下列各种基本要求： (１) 气(汽)、液处理量大，即生产能力大时，仍不致发生大量的雾沫夹带、拦液或液泛等破坏操作的现象。 (２) 操作稳定，弹性大，即当塔设备的气(汽)、液负荷有较大范围的变动时，仍能在较高的传质效率下进行稳定的操作并应保证长期连续操作所必须具有的可靠性。 (３) 流体流动的阻力小，即流体流经塔设备的压力降小，这将大大节省动力消耗，从而降低操作费用。对于减压精馏操作，过大的压力降还将使整个系统无法维持必要的真空度，最终破坏物系的操作。 (４) 结构简单，材料耗用量小，制造和安装容易。 (５) 耐腐蚀和不易堵塞，方便操作、调节和检修。 (６) 塔内的滞留量要小。 实际上，任何塔设备都难以满足上述所有要求，不同的塔型各有某些独特的优点，设计时应根据物系性质和具体要求，抓住主要矛盾，进行选型。 1.3板式塔类型 在化学工业和石油工业中广泛应用的诸如吸收、解吸、精馏、萃取等单元操作中，气液传质设备必不可少。塔设备就是使气液成两相通过精密接触达到相际传质和传热目的的气液传质设备之一。 塔设备一般分为级间接触式和连续接触式两大类。前者的代表是板式塔，后者的代表则 为填料塔，在各种塔型中，当前应用最广泛的是筛板塔与浮阀塔。筛板塔在十九世纪初已应用与工业装置上，但由于对筛板的流体力学研究很少，被认为操作不易掌握，没有被广泛采用。五十年代来，由于工业生产实践，对筛板塔作了较充分的研究并且经过了大量的工业生产实践，形成了较完善的设计方法。 筛板塔和泡罩塔相比较具有下列特点：生产能力大于10.5%，板效率提高产量15%左右；而压降可降低30%左右；另外筛板塔结构简单，消耗金属少，塔板的造价可减少40%左右；安装容易，也便于清理检修。然而筛板塔也存在着一些缺点： （1）塔板安装的水平度要求较高，否则气液接触不匀； （2）操作弹性较小(约2～3)； （3）小孔筛板容易堵塞。 本次设计就是针对水甲醇体系，而进行的常压二元筛板精馏塔的设计及其辅助设备的选型。 1.4精馏塔的工作原理和工艺流程 精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置，又称为蒸馏塔。蒸气由塔底进入，与下降液进行逆流接触，两相接触中，下降液中的易挥发(低沸点)组分不断地向蒸气中转移，蒸气中的难挥发(高沸点)组分不断地向下降液中转移，蒸气愈接近塔顶，其易挥发组分浓度愈高，而下降液愈接近塔底，其难挥发组分则愈富集，达到组分分离的目的。由塔顶上升的蒸气进入冷凝器，冷凝的液体的一部分作为回流液返回塔顶进入精馏塔中，其余的部分则作为馏出液取出。塔底流出的液体，其中的一部分送入再沸器，热蒸发后，蒸气返回塔中，另一部分液体作为釜残液取出。 精馏原理 (Principle of Rectify) 蒸馏的基本原理是将液体混合物部分气化,利用其中各组份挥发度不同（相对挥发度，α）的特性，实现分离目的的单元操作。 板式精馏塔设计方案 一、设计方案确定 1.1 精馏流程 精馏装置包括精馏塔，原料预热器，再沸器，冷凝器，釜液冷却器和产品冷却器等,为保持塔的操作稳定性，流程中用泵直接送入塔原料，乙醇、水混合原料液经预热器加热至泡点后，送入精馏塔。塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝后经分配器一部分回流，一部分经过冷却器后送入产品储槽，塔釜采用间接蒸汽再沸器供热，塔底产品经冷却后为冷却水循环利用。 塔板是板式塔的主要构件，分为错流式塔板和逆流式塔板两类，工业中以错流式为主，常用的错流式塔板有：泡罩塔板，筛孔塔板，浮阀塔板。泡罩塔板是工业上应用最早的塔板，其主要的优点是操作弹性较大，液气比围较大，不易堵塞；但由于生产能力及板效率底，已逐渐被筛孔塔板和浮阀塔板所替代。筛孔塔板优点是结构简单，造价低，板上液面落差小，气体压强底，生产能力大；其缺点是筛孔易堵塞，易产生漏液，导致操作弹性减小，传质效率下降。而浮阀塔板是在泡罩塔板和筛孔塔板的基础上发展起来的，它吸收了前述两种塔板的优点。浮阀塔板结构简单，制造方便，造价底；塔板开孔率大，故生产能力大；由于阀片可随气量变化自由升降，故操作弹性大；因上升气流水平吹入液层，气液接触时间长，故塔板效率较高。但浮阀塔板也有缺点，即不易处理易结焦、高粘度的物料，而设计的原料是乙醇-水溶液，不属于此类。故总结上述，设计时选择的是浮阀塔板。 1.2设计方案论证及确定 1.2.1 生产时日及处理量的选择：设计要求塔年处理11.5万吨乙醇—水溶液系统，年工作日300d，每天工作24h。 1.2.2 选择用板式塔不用填料塔的原因：因为精馏塔精馏塔对塔设备的要求大致如下： （1）生产能力大：即单位塔截面大的气液相流率，不会产生液泛等不正常流动。 课程编号 化工原理课程设计 板式精馏塔设计 院系: 班级 姓名: 学号: 学分: 任课老师: 课程成绩: 2013年8月11日目录 一、设计任务书 (3) 二、概述 (5) 三、设计条件及要紧物性参数 (11) 四、工艺设计计算 (13) 五、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (19) 六、塔板设计工艺设计 (21) 七、塔板的校核 (22) 八、塔板负荷性能 曲 (28) 九、辅助设备选型 (35) 十、设计结果汇总表 (42) 十一、对设计过程的评述和相关问题的讨论 (43) 十二、要紧符号讲明 (44) 一、设计任务书 1、设计题目 分离醋酸——水混合物常压精馏（筛板）塔的工艺 2、设计条件 1)生产能力：年产量D=3万吨(每年生产日按330天计算)； 2)原料：含醋酸30%（摩尔分数）的粗馏冷凝液，以醋酸——水二元体系； 3)采纳直接蒸汽加热； 4)采纳泡点进料； 5)塔顶馏出液中醋酸含量大于等于99.9%； 6)塔釜残出液中醋酸含量小于等于2%； 7)其他参数（除给出外）可自选； 8)醋酸——水的相对挥发度为α=1.65，醋酸密度为1.049，水的密度为0.998，混合液的表面张力=20mN/m； 3、设计讲明书的内容 1)目录； 2)设计题目及原始数据(任务书)； 3)简述醋酸—水精馏过程的生产方法以及特点； 4)论述精馏塔总体结构的选择和材料的选择； 5)精馏过程的有关计算（物料衡算，理论塔板数，回流比，塔高，塔径，塔板设计管径等）； 6)设计结果概要（要紧设备尺寸，衡算结果等）； 7)主体设备设计计算及讲明； 8)附属设备的选择； 9)参考文献； 10)后记及其他 4、设计图要求 1)绘制要紧装置图，设备技术要求，要紧参数，大小尺寸，部件明细表，标题栏； 2)绘制设备流程图一张； 3)用坐标纸绘制醋酸——水溶液y—x图一张，同时用图解法求理论塔板数； 4)用坐标纸绘制温度与气液相含量的关系图； 1.概述 本设计为分离乙醇-水混合物，采用筛板式精馏塔。 1.1本设计在生产上的实用意义 乙醇的结构简式为C2H5OH，俗称酒精，它在常温、常压下是一种易燃、易挥发的无色透明液体，它的水溶液具有特殊的、令人愉快的香味，并略带刺激性。乙醇是一种很好的溶剂，既能溶解许多无机物，又能溶解许多有机物，所以常用乙醇来溶解植物色素或其中的药用成分，也常用乙醇作为反应的溶剂，使参加反应的有机物和无机物均能溶解，增大接触面积，提高反应速率。乙醇的用途很广，可用乙醇来制造醋酸、饮料、香精、染料、染料等，是农药、医药、橡胶、塑料、人造纤维、洗涤剂等的制造原料。医疗上也常用体积分数为70%——75%的乙醇作消毒剂等。 工业上一般用淀粉发酵法或乙烯直接水化法制取乙醇。 1.发酵法制乙醇是在酿酒的基础上发展起来的，在相当长的历史时期内，曾是生产乙醇的唯一工业方法。发酵法的原料可以是含淀粉的农产品，如谷类、薯类或野生植物果实等；也可用制糖厂的废糖蜜；或者用含纤维素的木屑、植物茎秆等。这些物质经一定的预处理后，经水解（用废蜜糖作原料不经这一步）、发酵，即可制得乙醇。 2.乙烯直接水化法，就是在加热、加压和有催化剂存在的条件下，是乙烯与水直接反应，生产乙醇：CH2═CH2 + H─OH→C2H5OH（该反应分两步进行，第一步是与醋酸汞等汞盐在水-四氢呋喃溶液中生成有机汞化合物，而后用硼氢化钠还原）。 若想要获得不同浓度的乙醇，可以采取精馏这种方法。譬如，75%的乙醇可以用蒸馏的方法蒸馏到95.5%，此后形成恒沸物，不能提高纯度。 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。互溶液体混合物的分离有多种方法，精馏是其中最常用的一种。精馏是一种利用回流使液体混合物得到高纯度分离的蒸馏方法，精馏操作其基本原理是利用互溶液体混合物相对挥发度的不同，实现各组分分离的单元操作，是工业上应用最广的液体混合物分离操作，广泛用于石油、化工、轻工、食品、冶金等部门。 1.2 流程、设备及操作条件的确定 流程可由以下5个方面来确定。 （一）加料方式 加料分两种方式：泵加料和高位槽加料。高位槽加料通过控制液位高度，可以得到稳定流量，但要求搭建塔台，增加基础建设费用；泵加料属于强制进料方式，本次加料可选泵加料，泵和自动调节装置配合控制进料。 （二）加料状态 进料方式一般有冷液进料，泡点进料，气液混合物进料，露点进料，加热蒸汽进料五种。泡点进料对塔操作方便，不受季节温度影响。由于泡点进料时塔的制造比较方便，而其他进料方式对设备的要求高，设计起来难度相对加大，所以采用泡点进料。 （三）冷凝方式 选全凝器，塔顶出来的气体温度不高。冷凝后回流液和产品温度不高，无需再次冷凝，且本次分离是为了分离乙醇和水，制造设备较为简单，为节省资金，选全凝器。 （四）回流方式 宜采用重力回流，对于小型塔，冷凝液由重力作用回流如塔。优点：回流冷凝器无需支撑结构；缺点：回流控制较难安装，但强制回流需用泵，安装费用、点耗费用大，故不用强制回流，塔顶上升蒸汽采用冷凝回流入塔内。 （五）加热方式 化工原理课程设计–––––板式精馏塔的设计 摘要 (4) Abstract…………………………………………………………………………………………….引言 第一章设计条件与任务 (8) 第二章设计方案的确定 (10) 第三章精馏塔的工艺计算 (12) 3.1 实际回流比 (12) 3.2 全塔物料衡算 (12) 3.3 塔板数的计算 (12) 3.3.1 理论塔板数 (12) 3.3.2 实际塔板数 (13) 3.4 精馏塔物性参数的计算 (12) 3.4.1 操作压力计算 (12) 3.4.2 操作温度计算 (13) 3.4.3 平均摩尔质量计算 (12) 3.4.4 平均密度计算 (13) 3.4.5 液体表面张力计算 (12) 3.4.6 液体表面黏度计算 (13) 3.5 精馏塔的塔体工艺尺寸的计算 (12) 3.5.1塔径计算 (12) 3.5.2 精馏塔有效高度的计算 (13) 第四章塔板工艺尺寸的计算 (14) 4.1精馏段塔板工艺尺寸的设计 (15) 4.1.1溢流装置的设计 (15) 4.1.2塔板设计 (15) 4.2提馏段塔板工艺尺寸的设计 (15) 4.2.1溢流装置的设计 (15) 4.2.2塔板设计 (15) 4.3塔板的流体力学性能验算 (15) 4.3.1精馏段塔板的流体力学性能验算 (15) 4.3.2提馏段塔板的流体力学性能验算 (15) 4.4塔板的负荷性能图 (15) 4.4.1精馏段塔板的负荷性能图 (15) 4.4.2提馏段塔板的负荷性能图 (15) 第五章设计结果汇总 (17) 5.1 设计小结与体会 (17) 5.2 参考文献 (18) 第六节精馏装置的附属设备 (20) 6.1 回流冷凝器 (20) 6.2 管壳式换热器的设计与选型 (21) 6.2.1流体流动阻力（压强降）的计算 (21) 6.2.2管壳式换热器的选型和设计计算步骤 (22) 6.3 再沸器 (23) 6.4接管直径 (24) 6.4加热蒸气鼓泡管 (25) 6.5离心泵的选择 (25) 附录 工艺流程图 食品工程原理课程设计说明书 筛板式精馏塔设计 目录 第一部分概述 一、设计题目 (3) 二、设计任务 (3) 三、设计条件 (3) 四、工艺流程图 (3) 第二部分工艺设计计算 一、设计方案的确定 (4) 二、精馏塔的物料衡算 (4) 1.原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (4) 2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (4) 3.物料衡算原料处理量 (4) 三、塔板数的确定 (4) N的求取 (4) 1.理论板层数 T 2.实际板层数的求取 (6) 四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (6) 1.操作压力计算 (6) 2.操作温度计算 (6) 3.平均摩尔质量计算 (6) ⑴塔顶摩尔质量计算 (6) ⑵进料板平均摩尔质量计算 (6) ⑶提馏段平均摩尔质量 (7) 4.平均密度计算 (7) ⑴气相平均密度计算 (7) ⑵液相平均密度计算 (7) 5.液相平均表面张力计算 (7) ⑴塔顶液相平均表面张力计算 (7) ⑵进料板液相平均表面张力计算 (7) 6.液相平均粘度计算 (8) ⑴塔顶液相平均粘度计算 (8) ⑵进料板液相平均粘度计算 (8) 五、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (8) 1.塔径的计算 (8) 2.精馏塔有效高度计算 (9) 六、塔板主要工艺尺寸的计算 (9) 1.溢流装置计算 (9) l (9) ⑴堰长 W h (9) ⑵溢流堰高度 W ⑶弓形降液管宽度d W 和截面积f A ..........................9 2.塔板布置....................................................................................................9 ⑴塔板的分块.............................................9 ⑵边缘区宽度确定.........................................9 ⑶ 开孔区面积计算........................................9 ⑷筛孔计算及其排列 (10) 七、筛板的流体力学验算 (11) 1.塔板压降....................................................................................................11 ⑴干板阻力c h 计算........................................11 ⑵气体通过液层的阻力L h 计算..............................11 ⑶液体表面张力的阻力 h 计算..............................11 2.液面落差...................................................................................................12 3.液沫夹带...................................................................................................12 4.漏液...........................................................................................................12 5.液泛.. (12) 八、塔板负荷性能图 (13) 1.漏液线.......................................................................................................13 2.液沫夹带线...............................................................................................13 3.液相负荷下限线.......................................................................................14 4.液相负荷上限线.......................................................................................14 5.液泛线.......................................................................................................14 九、设计一览表.. (16) 十、参考文献 (17) 《化工原理》课程设计报告 苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计 学院 专业 班级 学号 姓名 合作者 指导教师 化工原理设计任务书 一、设计题目: 苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计 二、设计任务 1）进精馏塔的原料液中含氯苯为38%（质量百分比，下同），其余为苯。 2）塔顶馏出液中含氯苯不高于2%。 3）生产能力为日产纯度为99.8%的氯苯Z吨产品。年工作日300天，每天24小时连续运行。（设计任务量为3.5吨/小时） 三、操作条件 1.塔顶压强4kPa（表压）； 2.进料热状况，自选； 3.回流比，自选； 4.塔釜加热蒸汽压力0.5MPa； 5.单板压降不大于0.7kPa； 6. 设备型式：自选 7．厂址天津地区 四、设计内容 1.精馏塔的物料衡算； 2.塔板数的确定； 3.精馏塔的工艺条件及有关五行数据的计算； 4.精馏塔的塔体工艺尺寸计算； 5.塔板的主要工艺尺寸计算； 6.塔板的流体力学计算； 7.塔板负荷性能图； 8.精馏塔接管尺寸计算； 9.绘制生产工艺流程图； 10.绘制精馏塔设计条件图； 11.绘制塔板施工图； 12.对设计过程的评述和有关问题的讨论 五、基础数据 1.组分的饱和蒸汽压 i p （mmHg ） 2.组分的液相密度ρ（kg/m 3） 纯组分在任何温度下的密度可由下式计算 苯 t A 187.1912-=ρ 氯苯 t B 111.11127-= ρ 式中的t 为温度，℃。 3.组分的表面张力σ（mN/m ） 双组分混合液体的表面张力m σ可按下式计算： A B B A B A m x x σσσσσ+= （B A x x 、为A 、B 组分的摩尔分率） 4.氯苯的汽化潜热 常压沸点下的汽化潜热为35.3×103kJ/kmol 。 纯组分的汽化潜热与温度的关系可用下式表示： 38 .01212??? ? ??--=t t t t r r c c （氯苯的临界温度：C ?=2.359c t ） 5.其他物性数据可查化工原理附录。 前言 化工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，而且其中大部分都是均相物质。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。 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成分离该过程是同时进行传质传热的过程。本次设计任务为设计一定处理量的分离四氯化碳和二硫化碳混合物精馏塔。 板式精馏塔也是很早出现的一种板式塔，20世纪50年代起对板式精馏塔进行了大量工业规模的研究，逐步掌握了筛板塔的性能，并形成了较完善的设计方法。与泡罩塔相比，板式精馏塔具有下列优点：生产能力（2 0%——40%）塔板效率（10%——50%）而且结构简单，塔盘造价减少40%左右，安装，维修都较容易。 化工原理课程设计是培养学生化工设计能力的重要教学环节，通过课程设计使我们初步掌握化工设计的基础知识、设计原则及方法；学会各种手册的使用方法及物理性质、化学性质的查找方法和技巧；掌握各种结果的校核，能画出工艺流程、塔板结构等图形。在设计过程中不仅要考虑理论上的可行性，还要考虑生产上的安全性、经济合理性。 在设计过程中应考虑到设计的业精馏塔具有较大的生产能力满足工艺要求，另外还要有一定的潜力。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，因此设计是否合理的利用热能R等直接关系到生产过程的经济问题。 本课程设计的主要内容是过程的物料衡算，工艺计算，结构设计和校核。 【精馏塔设计任务书】 一设计题目 精馏塔及其主要附属设备设计 二工艺条件 化工原理 课程设计说明书 筛板式精馏塔设计 姓名高江超 班级化工102 学号2010012075 指导老师朱宪荣 目录 第一部分概述 一、设计题目 (3) 二、设计任务 (3) 三、设计条件 (3) 四、工艺流程图 (3) 第二部分工艺设计计算 一、设计方案的确定 (4) 二、精馏塔的物料衡算 (4) 1.原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (4) 2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (4) 3.物料衡算原料处理量 (4) 三、塔板数的确定 (4) N的求取 (4) 1.理论板层数 T 2.实际板层数的求取 (6) 四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (6) 1.操作压力计算 (6) 2.操作温度计算 (6) 3.平均摩尔质量计算 (6) ⑴塔顶摩尔质量计算 (6) ⑵进料板平均摩尔质量计算 (6) ⑶提馏段平均摩尔质量 (7) 4.平均密度计算 (7) ⑴气相平均密度计算 (7) ⑵液相平均密度计算 (7) 5.液相平均表面张力计算 (7) ⑴塔顶液相平均表面张力计算 (7) ⑵进料板液相平均表面张力计算 (7) 6.液相平均粘度计算 (8) ⑴塔顶液相平均粘度计算 (8) ⑵进料板液相平均粘度计算 (8) 五、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (8) 1.塔径的计算 (8) 2.精馏塔有效高度计算 (9) 六、塔板主要工艺尺寸的计算 (9) 1.溢流装置计算 (9) ⑴堰长W l (9) ⑵溢流堰高度W h (9) ⑶弓形降液管宽度d W 和截面积f A (9) 2.塔板布置 (9) ⑴塔板的分块 (9) ⑵边缘区宽度确定 (9) ⑶ 开孔区面积计算 (9) ⑷筛孔计算及其排列 (10) 七、筛板的流体力学验算 (11) 1.塔板压降 (11) ⑴干板阻力c h 计算 (11) ⑵气体通过液层的阻力L h 计算 (11) ⑶液体表面张力的阻力 h 计算 (11) 2.液面落差 (12) 3.液沫夹带 (12) 4.漏液 (12) 5.液泛 (12) 八、塔板负荷性能图 (13) 1.漏液线 (13) 2.液沫夹带线 (13) 3.液相负荷下限线 (14) 4.液相负荷上限线 (14) 5.液泛线 (14) 九、设计一览表 (16) 十、参考文献 (17) 目录 板式精馏塔设计任务书 (3) 设计题目： (3) 二、设计任务及操作条件 (3) 三、设计内容： (3) 一．概述 (5) 1.1 精馏塔简介 (5) 1.2 苯-甲苯混合物简介 (5) 1.3 设计依据 (5) 1.4 技术来源 (6) 1.5 设计任务和要求 (6) 二．设计方案选择 (6) 2.1 塔形的选择 (6) 2.2 操作条件的选择 (6) 2．2.1 操作压力 (6) 2.2.2 进料状态 (6) 2.2.3 加热方式的选择 (7) 三．计算过程 (7) 3.1 相关工艺的计算 (7) 3.1.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 (7) 3.1.2 物料衡算 (8) 3.1.3 最小回流比及操作回流比的确定 (8) 3.1.4精馏塔的气、液相负荷和操作线方程 (9) 3.1.5逐板法求理论塔板数 (10) 3.1.6 全塔效率的估算 (11) 3.1.7 实际板数的求取 (13) 3.2 精馏塔的主题尺寸的计算 (13) 3.2.1 精馏塔的物性计算 (13) 3.2.2 塔径的计算 (15) 3.2.3 精馏塔高度的计算 (17) 3.3 塔板结构尺寸的计算 (18) 3.3.1 溢流装置计算 (18) 3.3.2塔板布置 (19) 3.4 筛板的流体力学验算 (21) 3.4.1 塔板压降 (21) 3.4.2液面落差 (22) 3.4.3液沫夹带 (22) 3.4.4漏液 (22) 3.4.5 液泛 (23) 3.5 塔板负荷性能图 (23) 3.5.1漏夜线 (23) 3.5.2 液泛夹带线 (24) 3.5.3 液相负荷下限线 (25) 3.5.4 液相负荷上限线 (25) 3.5.5 液泛线 (26) 3.6 各接管尺寸的确定 (29) 3.6.1 进料管 (29) 3.6.2 釜残液出料管 (29) 3.6.3 回流液管 (30) 3.6.4塔顶上升蒸汽管 (30) 四．符号说明 (30) 五．总结和设计评述 (31) 板式精馏塔设计任务书4-3 一、设计题目： 苯―甲苯精馏分离板式塔设计 二、设计任务及操作条件 1、设计任务：生产能力（进料量） 6万吨／年 操作周期 7200 小时／年 进料组成 48.0％（质量分率，下同） 塔顶产品组成 98.0％ 塔底产品组成 3.0% 2、操作条件 操作压力常压 进料热状态泡点进料 冷却水 20℃ 加热蒸汽 0.19MPa 3、设备型式筛板塔 4、厂址安徽省合肥市 三、设计内容： 1、概述 2、设计方案的选择及流程说明 3、塔板数的计算(板式塔) ( 1 ) 物料衡算; ( 2 ) 平衡数据和物料数据的计算或查阅; ( 3 ) 回流比的选择; ( 4 ) 理论板数和实际板数的计算; 4、主要设备工艺尺寸设计 ( 1 ) 塔内气液负荷的计算; ( 2 ) 塔径的计算; ( 3 ) 塔板结构图设计和计算； ( 4 )流体力学校核； ( 5 )塔板负荷性能计算； ( 6 )塔接管尺寸计算； ( 7 )总塔高、总压降及接管尺寸的确定。 5、辅助设备选型与计算 6、设计结果汇总 7、工艺流程图及精馏塔装配图 8、设计评述 目录 1、概述 (3) 1.1 精馏单元操作的简介 (3) 1.2 精馏塔简介 (3) 1.3 苯-甲苯混合物简介 (3) 1.4设计依据 (3) 1.5 技术来源 (3) 1.6 设计任务和要求 (4) 2、设计计算 (4) 2.1确定设计方案的原则 (4) 2.2操作条件的确定 (4) 2.2.1操作压力 (4) 2.2.2进料状态 (5) 2.2.3加热方式的选择 (5) 2.3设计方案的选定及基础数据的搜集 (5) 2.4板式精馏塔的简图 (6) 2.5常用数据表： (6) 3、计算过程 (8) 3.1 相关工艺的计算 (9) 3.1.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 (9) 3.1.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (9) 3.1.3 物料衡算 (9) 3.1.4 最小回流比及操作回流比的确定 (9) 3.1.5精馏塔的气、液相负荷和操作线方程 (10) 3.1.6逐板法求理论塔板数 (10) 3.1.7精馏塔效率的估算 (12) 3.1.8实际板数的求取 (12) 3.2精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (12) 3.2.1操作压力计算 (12) 3.2.2操作温度计算 (13) 3.2.3平均摩尔质量计算 (13) 3.2.4平均密度计算 (14) 3.2.5液体平均表面张力计算 (15) 3.2.6液体平均粘度计算 (16) 3.3 精馏塔的主要工艺尺寸的计算 (17) 3.3.1 塔内气液负荷的计算 (17) 3.3.2 塔径的计算 (17) 3.3.3 精馏塔有效高度的计算 (19) 3.4 塔板结构尺寸的计算 (19) 3.4.1 溢流装置计算- (19) 3.4.2塔板布置 (21) 3.5筛板的流体力学验算 (23) 3.5.1 塔板压降相当的液柱高度计算 (23) 3.5.2液面落差 (24) 化工原理课程设计 设计题目： 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 完成日期：年月日 化工系 设计内容及要求 一、设计内容 1．设计方案的选定 对给定或选定的工艺流程、主要设备的型式进行简要的论述； 2．主要设备的工艺设计计算 选定工艺参数，物料衡算，热量衡算，单元操作的工艺计算并绘制相应的工艺流程图，标出物流量及主要测量点； 3．设备设计 设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算，并绘制设备的工艺条件图。图面应包括设备的主要工艺尺寸、技术特性和接管表； 4．辅助设备选型 典型辅助设备主要工艺尺寸的计算，设备规格、型号的选定； 二、设计说明书编写 （1）封面课程设计题目、班级、姓名、指导教师、时间 （2）设计任务书 （3）目录 （4）设计方案简介 （5）设计条件及主要物性参数表 （6）工艺计算及主体设备设计 （7）辅助设备的计算及选型 （8）设计结果汇总表 （9）设计评述,设计者对本设计的评述及通过设计的收获体会 （10）附图（带控制点的工艺流程简图、主题设备设计条件图） （11）参考文献 （12）主要符号说明 图纸要求：工艺流程图采用4号图纸，设备装置图采用3号图纸，要求布局美观，图面整洁，图表清楚，尺寸标识准确，各部分线形精细符合国家化工制图标准。 报告内容必须齐全，打印或手写。打印用A4纸，字号为宋体、小四，标题加黑。 三、参考资料 1．化工原理课程设计（天大教材） 2．《化学工程手册1-3》化学工业出版社 3．《化工设备设计基础》化学工业出版社 4．《化工设备机械基础》化学工业出版社 5．化工设备技术全书编辑委员会.化工设备全书—塔设备设计.上海：上海科学技术出版1988 6．石油化学工业规划设计院.塔的工艺计算.北京：石油化学工业出版社，1997 《化工原理课程设计》报告 4万吨/年甲醇~水 板式精馏塔设计 目录 一、概述 (4) 1.1 设计依据·································错误！未定义书签。 1.2 技术来源·································错误！未定义书签。 1.3 设计任务及要求 (5) 二：计算过程 (7) 1. 塔型选择 (7) 2. 操作条件的确定 (8) 2.1 操作压力 (8) 2.2 进料状态 (8) 2.3 加热方式 (8) 2.4 热能利用 (8) 3. 有关的工艺计算 (9) 3.1 最小回流比及操作回流比的确定·········错误！未定义书签。 3.2 塔顶产品产量、釜残液量及加热蒸汽量的计算错误！未定义书签。 3.3 全凝器冷凝介质的消耗量 (17) 3.4 热能利用·····························错误！未定义书签。 3.5 理论塔板层数的确定 (17) 3.6 全塔效率的估算·······················错误！未定义书签。 N·······················错误！未定义书签。 3.7 实际塔板数 P 4. 精馏塔主题尺寸的计算······················错误！未定义书签。 4.1 精馏段与提馏段的体积流量·············错误！未定义书签。 4.1.1 精馏段 (20) 4.1.2 提馏段 (22) 4.2 塔径的计算 (24) 4.3 塔高的计算 (33) 5. 塔板结构尺寸的确定 (27) 5.1 塔板尺寸 (27) 5.2 弓形降液管···························错误！未定义书签。 5.2.1 堰高 (29) 5.2.2 降液管底隙高度h0 (30) 5.2.3 进口堰高和受液盘···············错误！未定义书签。 5.3 浮阀数目及排列 (31) 化工原理课程设计 设计题目：筛板式精馏塔设计 目录概述（前言） 一、工艺计算 二、塔高及塔径计算 三、溢流装置设计 四、塔板布置 五、塔板校核 六、塔板负荷性能图 七、塔结构图 八、计算结果列表 参考文献 后记（小结） 设计任务书体系：苯-甲苯 学号：31-35 年处理量：12万吨 开工天数：300天 塔顶组成质量比：0.98 塔底组成质量比：0.05 进料组成质量比：0.50 进料状况：泡点进料 操作压力：常压 概述一、筛板精馏塔的结构特点： 筛板塔是扎板塔的一种，装若干层水平塔板，板上有许多小孔，形状如筛；并装有溢流管或没有溢流管。塔气体在压差作用下由下而上，液体在自身重力作用下由上而下总体呈逆流流动。 筛板精馏塔的结构特点有： 1.结构简单，易于加工，造价为泡罩塔的60%左右，为浮阀塔的80%左右。 2.在相同条件下，生产能力比泡罩塔大20%~40%。 3.塔板效率较高，比泡罩塔高15%左右，但低于浮阀塔。 4.气体压力较小，每板压力比泡罩塔约低30%左右。 二、操作要点： 操作时，液体由塔顶进入，经溢流管（一部分经筛孔）逐板下降，并在板上积存液层。气体（或蒸气）由塔底进入，经筛孔上升穿过液层，鼓泡而出，因而两相可以充分接触. 三、应用中的优缺点： 优点:气液接触部件是引导气流进入液层，并保证气液充分，均匀而良好的接触，形成大量的又是不断更新的气液传质界面，而且要使气液间最后能够较易分离。通过筛孔的局部阻力和板上液层的重力使气体由下而上保持一定的压差以克服板间流动阻力。 缺点:1.小孔筛板以堵塞，不适宜处理脏的、黏性大的和带固体粒子的料液。2.操作弹性较小（约2~3）。 四、精馏装置流程图 板式精馏塔实验报告 学院：广州大学生命科学学院 班级：生物工程121班 分组：第一组 姓名： 其他组员： 学号： 指导老师：尚小琴吴俊荣 实验时间2014.11.15 摘要：此次实验是对筛板精馏塔的性能进行全面的测试，实验主要对乙醇正丙醇精馏过 程中的研究不同条件下改变参量时的实验结果，根据实验数据计算得出塔釜浓度、回流比、进料位置等与全塔效率的关系，确定该筛板精塔的最优实验操作条件。 关键词：精馏；回流比；全塔效率；塔釜浓度 Abstract:The sieve plate distillation column performance comprehensive testing, mainly on ethanol isopropyl alcohol distillation process in the different experimental conditions were discussed, the reactor concentration, reflux ratio, feed location and the entire towerThe relationship between the efficiency of sieve plate tower, determine the optimal experimental conditions of fine. Key words: Distillation;reflux ratio;the tower efficiency 引言：精馏是利用混合液中两种液体的沸点差异来分离两种液体的过程。精馏装置有精馏塔、原料预热器、再沸器、冷凝器、釜液冷却器和产品冷却器等设备。热量自塔釜输入，物料在塔内经多次部分气化与部分冷凝进行精馏分离，由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走。精馏过程的节能措施一直是人们普遍关注的问题。精馏操作是化工生产中应用非常广泛的一种单元操作，也是化工原理课程的重要章节[2]。分析运行中的精馏塔，当某一操作条件改变时的分离效果变化，属于精馏的操作型问题[4]。本研究从塔釜浓度、回流比、进料位置、全回流和部分回流等操作因素对数字型筛板精馏塔进行全面考察[1]，得出一系列可靠直观的结果，加深对精馏操作中一些工程概念的理解，对工业生产有一定的指导意义通过本实验我们得出了大量的实验数据，由计算机绘图找出最优一组实验参数,在这组参数下进行提纯将会节约大量能源，同时为今后开出的设计型、综合型、研究型的实验项目，为学生的创新性科研项目具有重要的教改意义[3]。 1.实验部分筛板式精馏塔机械设计说明书
苯-甲苯精馏塔课程设计报告书
板式精馏塔的设计
筛板式精馏塔课程设计说明
板式精馏塔设计方案
化工原理课程设计板式精馏塔设计
筛板式精馏塔的设计
化工原理课程设计-板式精馏塔的设计
分离苯-甲苯筛板式精馏塔设计[优秀]
板式精馏塔课程设计
化工原理课程设计说明书-板式精馏塔设计
苯-甲苯筛板式精馏塔设计终结版
苯-甲苯板式精馏塔的课程设计
板式精馏塔设计书.doc
化工原理课程设计——板式精馏塔设计.
《化工原理课程设计》板式精馏塔设计报告
筛板式精馏塔设计化工原理课程设计报告书
板式精馏塔实验报告
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