第一章工艺流程的选择及示意图
第一节概述
一、精馏操作在化工生产中的应用
在化工、石油、轻工等生产过程中，原料和中间产品有许多是由几具组分组成的液相均相混合物(或称混合液、溶液)，为了对某些组分进行提纯，或回收其中有用的组分，常需将混合液进行分离。精馏就是最为常用的分离方法之一。该设计中，用精馏的方法来分离乙醇和水的混合物。
二、精馏分离的依据
精馏是利用混合物中各组分挥发性不同这一性质，将混合物中各组分进行分离的单元操作。由于乙醇比水在同样的条件下更易挥发，因此，乙醇为易挥发组分，水为难挥发组分。
第二节设计方案的确定
一、操作压力
精馏操作通常可在常压、加压、减压下进行，确定操作压力主要是根据所处理物料的性质，兼顾技术上的可行性和经济上的合理性进行考虑。
一般来说，常压精馏最为简单经济，若物料无特殊要求，应尽量在常压下操作。对于沸点低、常压下呈气态的物料必须在加压下进行蒸馏。加压操作可提高平衡温度，有利于塔顶蒸汽冷凝热的利用，或可用较便宜的冷却剂，减少冷凝，冷却费用。在相同的塔径下，适当地提高操作压力，可以提高塔的处理能力。但相对挥发度有所下降。对热敏性的物料和高沸点物料常采用减压精馏操作，降低操作压力，组分的相对挥发度增加，有利于分离。减压操作降低了平衡温度，这样可以使用较低温位的加热剂。但降低压力也导致塔径增加和塔顶蒸汽温度的降低，且必须使用抽真空的设备，增加了相应的设备和操作费用。本设计为3atm压力下操作。
二、加热方式
本设计的精馏塔采用间接蒸汽加热。
三、进料状态
进料的热状态指进料的q值，q的定义为使每千摩尔进料变成饱和蒸汽所需的热量与每千摩尔进料的汽化潜热之比。进料状态主要有五种：冷进料、泡点进料、气、液混合进料、饱和蒸汽进料、过热蒸气进料等。其中泡点进料的操作比较容易控制，并且不受季节气温的影响；另外，泡点进料时，精馏段与提馏段的塔径相同，在设计和制造时也比较方便。所以本设计操作选择泡点进料,即q=1。
四、热能利用
蒸馏过程的特性是重复地进行汽化和冷凝，因此，热效率很低，其蒸馏系统的热能利用问题非常重要。
五、艺流程示意图
第二章精馏塔的工艺设计计算及结构设计
第一节引言
精馏所进行的是气、液两相之间的传质，而作为气、液两相传质用的塔设备首先必须要能使气、液两相得到充分接触，以达到较高的传质效率。塔设备设计要具备下列各种基本要求：
1、气、液处理量大，即当生产能力大时，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、液负荷有较大范围的变动，仍能在较高的传质效率
下进行稳定操作，并应保证长期连续操作所必须具有的可靠性。
3、流体流动的阻力少，可降低操作费用。
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。
第二节原始数据
原始液：乙醇和水的混合物
1、挥发度高的乙醇作为轻组分在塔顶分出，挥发度低的水作为重组分在塔底分出。
2、乙醇的分子式为OH
H
C
5
2，分子量为46.07kg/kmol;水的分子式为O
H
2
，分子量为
18.
3、将质量分率换算成摩尔分率
原料组成： 1965.002
.185
.6107.465.3807
.465
.38)
(52=+
=
X OH H C
F [参考文献（4）下册]
8035.01965.01)(2=-=X O H F
馏出液组成： 83.0)
(52=X OH
H C
D
17.083.01)(2=-=X O H D
釜出液组成： 10.0)
(52=X OH
H C
W
9.010.01)(2=-=X O H W
4、原料液摩尔流量
原料液平均分子量：532.2302.188035.007.461965.0M F =?+?= 塔顶平均分子量： 3015.4102.1817.007.4683.0=?+?=D
M
塔底平均分子量：825.2002.189.007.4610.0=?+?=W M 精馏段平均分子量：4168.322
532.233015.41=+=m
M 提馏段平均分子量：1785.222
532
.23825.20'=+=
m
M
单位：Kg/Kmol
5、回流比的确定
根据乙醇—水溶液气液平衡数据，在常压下作（y-X ）平衡相图。作X=D X 直线与对角线相交于a 点，过 a 点作相平衡曲线的切线，交轴于b 点。此切线为精馏段操作线，)1/(min min +=R R R =(0.83-0.468)/(0.83-0.192)=0.5674 [参考文献（4）下册]
∴3116.1min =R
R=(1.1-2.0)min R ,截距b=
1
+R X
D
,原料液为泡点进料q=1.
于是有回流比与板数的关系：
任意选定以上表中的五种回流比，作R-N 图，从而选出合适的回流比R=1.6395，相对应的
理论塔板数N=17块。
6、原料的摩尔流量：h kmol F /71.352532.23/8300== [参考文献（4）下册]
7、 列物料衡算方程式
{
W
D
F
WX
DX
FX
W D F +=+= [参考文献（4）下册]
8、 求解：
{
W
D W
D 10.083.071.3521965.071.352+?=?+=
9、解得：
D=46.6253kmol/h W=306.0847kmol/h 10、计算结果列于下表：
第四节 塔温的确定
由于各操作阶段的乙醇和水的质量百分含量已确定，所以根据乙醇和水的质量百分含量，查得各组分的温度和密度：
∴2.81,/8872
964
8102
3
==+=
+=精精t m kg F
D ρρρ℃
6.83,/5.9552
964
9473
==+=
提提t m kg ρ℃
4.82,/2
5.9212
3
==+=
全塔提
精t m kg ρρ℃
第五节 塔板数的确定
本设计采用图解法计算塔板数，（如附图一）直角梯级条件并不完全符合，会引起一定的误差，但具有简便的优点。图解法的步骤如下：
①在y-x 图中画出待分离混合液（乙醇和水）的平衡线与y-x 的对角线； ②作D
X
X =的垂线与对角线交于点),(D D x x a ，在y 轴上定出点[])1/(,0+R x b D ,连结ab,
画出精馏段操作线；
③作f x x =的垂线与对角线交于点)(f f x x e ，，过e 点作斜率为q=1的ef 线，此线与ab 线交于点d ；
④作w x x =的垂线与对角线交于点)(w w x x c ，，连接cd 可画出提馏段操作线；
⑤从点a 开始，在平衡线与精馏段操作线间画阶梯，跨过d 点后改在平衡线与提馏段操作线间画阶梯，直到到达或跨过w x y =的垂线为止，所画的阶梯数就是所需理论斑层数T N （包括塔釜）
从附图和先前确定的最佳回流比R=1.6395，在气液平衡相图上作得理论塔板数为ＮＴ=17块，进料位置是第16块。
第六节 理论塔板数及进料位置的确定
（3） 全塔效率的计算（根据“奥康内尔的精馏塔效率关联图”来估算塔效率）
当t=81.2℃，查乙醇－水溶液气液平衡数据表，得x ＝0.4052,ｙ＝0.6156[参考文献（6）附表]
351.2)
6156.01(4052.0)4052.01(6156.0)
1()1(=--=
--=
y x x y 精α [参考文献（4）下册]
当t=83.6℃，查乙醇－水溶液气液平衡数据表，得x ＝0.1972,ｙ＝0.5093
2253.4)
5093.01(1972.0)1972..01(5093.0)
1()1(=--=
--=
y x x y 提α
因为在精馏塔内，当压力和温度的变化都比较小时，可取塔顶与塔底相对挥发度的几何平均值作为全塔的平均值相对挥发度，即
1518.32253.4351.2=?=?=
αααm
进料液在塔顶与塔底的平均温度下粘度： 查t=82.4℃时，乙醇粘度为：429.0)
(52=OH
H C
μs mpa ?，
水的粘度为：s mp O
H
?=3582.0)
(2μ
s
mp s
mp x l m i
i
L ?=?=?=?-+?==
∑1737.13724.01517.33724.03582.0)1965.01(429.01965.0μαμ
μ
查“奥康内尔的精馏塔效率关联图”得Ｅ=47％ 实际塔板数 Ｎp=
E
N T =17/0.47=36块 [参考文献（5）P 53]
实际加料板:N=16/0.47=34块，即第34板为加料板。
取T H （塔板间距）为0.4m ，则塔的有效高度：m H N Z T P 144.0)136()1(=?-=-=
第七节 热量衡算
⒈计算加热蒸汽量 [参考文献（4）下册] (1). 原料液带入的热量F Q
由于52.83=F t ℃
从乙醇－水混合物的热焓表，查得kg KJ I F /92.404= h KJ FI Q F F /549.3360824532.2392.40471.352=??==
(2). 回流液带入的热量R Q
由于ｔＲ＝78.9℃
从乙醇－水混合物的比热表查得)/(306.3C kg KJ C R
?=
h KJ t RDC Q R R R /6971.823528306.39.783015.416253.466395.1=????==
(3). 塔顶蒸汽带出热量Ｑｖ
ＩV =1175.1KJ/kg
h KJ I R D Q V V /298.59728821.1175)1639.1(6253.46)1(=?+?=+=
(4). 塔釜液带出的热量W Q
因塔釜中乙醇的含量很少，故可以近似按水记
查塔底温度下（W t w =86.80℃） 水的比热ＣＷ＝4.522KJ/(kg ·℃)
h KJ t WC
Q w W
W /139.2501940522.480.86825.200847.306=???==
（5）. 加热蒸汽用量B G
查饱和水蒸汽表，Ｐ＝1.0atm ,饱和水蒸气的气化潜热为ｒ＝2476.8KJ/Kg
r Q Q Q Q Q R F W V B /)(--+=
∴B Q =(5972882.298+2501940.139-3360824.549-823528.6971)/2476.8=1732.2631kg/h ⒉计算冷却用水量
设冷却水进出口温度分别201=t ℃和9.782=t ℃ ∴冷却用水量：
2121(1)()
(1)()
(1.63951)46.625341.3015(1157.1 2.4878.9)
()
()
4.183(78.920)
19834.5676/V L V R R C C C D R I I D R I C t G C t t C t t kg h
+-+-+??-?=
=
=
---=
第八节 塔和塔板主要工艺尺寸设计
计算塔径时，根据适宜的空塔气速，求出塔的截面积即可求出塔径。
Ⅰ塔径D
按各操作阶段的温度，分别查出乙醇－水溶液与蒸汽的密度：精馏段的平均密度ρ
精馏段的平均密度3
/887m kg ml =ρ
气相密度3
(/7678.0)
15.2739.78(314.84168.32325.101m kg RT
PM
Vm mV =+??=
=
精）
ρ
提馏段的平均密度3
'/5.955m kg ml =ρ
气相密度('3
101.32522.17850.7578/8.314(83.52273.15)
Vm m v
PM kg m RT
ρ
?=
=
=?+提）
精馏段下流液量：
L=RD=1.6395?46.6253=76.4422 kom/h s m M
L L ml
m
S /10
76.7887
36004168
.324422.7636003
4
-?=??=
?=ρ
精馏段上升液量:
V=L+D=76.4422+46.6253=123.0675kom/h 3
123.067532.4168 1.4433/360036000.7678m S m v V M V m s ρ??=
=
=??
∴液气动能参数为：0183.0)
7678
.0887)(
4433
.11076.7()
)(
(
5
.04
5
.0=?=-V
L S
S V L ρρ
选取34.006.04.0,06.0,4.0=-=-==l T l T h H h H 查图，得073.020=C
由于原料的温度为20℃，查乙醇－水溶液的表面张力表，由乙醇浓度为83%，查得σ=0.0245N/m
∴===2.020)02
.0(σC C 0.0730760.0)02
.00245.0(2
.0=? [参考文献（5）P 25]
最大允许气速
s m C
u V
V
L F /582.27678
.07678.08870760
.0=-=-=ρρρ
取安全系数为0.75，则适宜空塔速度为：
u=0.75?2.582=1.9881m/s
由下式计算精馏段的塔径：
m u
V D S T 9617.09881
.1785.04433.1785.0=?=
[参考文献（5）P 25]
按标准塔径尺寸圆整，取D=1.0m ； 提馏段下流液量： s m L /10
767.25
.95536001785
.22)71.3524422.76(3
3
'
-?=??+=
提馏段上升液量：s m V /0005.17578
.036001785.220675.1233
'=??=
∴液气动能参数为：09820.0)
7578
.05.955)(
0005
.110767.2(
)
)(
(
5
.03
5
.0=?=-V
L S
S V L ρρ
选取34.006.04.0,06.0,4.0=-=-==l T l T h H h H 查图，得073.020=C
由于原料的温度为20℃，查乙醇－水溶液的表面张力，由乙醇浓度为10%，查得σ=0.0265N/m
∴===2.020)02
.0(
σC C 0.07307723.0)02
.00265.0(2
.0=? [参考文献（5）P 25] 最大允许气速
s m C
u V
V
L F /7413.27578.0/)7578.05.955(07723.0=-=-=ρρρ
取安全系数为0.75，则适宜空塔速度为：
u=0.75?2.7413=2.0560m/s
由下式计算精馏段的塔径：
m u
V D S T 6353.0)0060.2785.0/(0005.1785.0=?=
按标准塔径尺寸和精馏段的塔径圆整，此精馏塔的塔径取T D =1.0m ；那么 实际塔截面面积：2
2
2
785.00
.14
4m D
A T =?=
=
π
π
[参考文献（5）P 86]
实际空塔速度： s m A V u T S /8386.1.
785.04433.1/==
=
安全系数：6707.08386.1/==
F u u 在0.6--0.8范围之间，合适。
第九节 浮阀塔的选定及工艺尺寸的确定
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，使气缝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。但在处理粘稠度大的物料方面，又不及泡罩塔可靠。浮阀塔广泛用于精馏、吸收以及脱吸等传质过程中。塔径从200mm 到6400mm ，使用效果均较好。国外浮阀塔径，大者可达10m ，塔高可达80m ，板数有的多达数百块。
浮阀塔之所以这样广泛地被采用，是因为它兼有了泡罩塔和筛板塔的特点：
①、处理能力大，比同塔径的泡罩塔可增加20-40%，而接近于筛板塔。
②、操作弹性大，一般约为5-9，比筛板、泡罩、舌形塔板的操作弹性要大得多。 ③、塔板效率高，比泡罩塔高15%左右。
④、压强小，在常压中每块板的压强降一般为30-50N/m2。 ⑤、液面梯度小。
⑥、使用周期长。粘度稍大以及有一般聚合现象的系统也能正常操作。
⑦、结构简单，安装容易，其制造费约为泡罩塔的60-80%，但为筛板的120-130%。 所以本设计采用F1型（即v-1型）浮阀。其基本参数：
Ⅰ．溢流装置
选用单流型降液管，不设进口堰。 （1） 降液管尺寸
取溢流堰长D l w 7.0=，即7.0/=D l w ，由图2-20弓形降液管的结构参数图查得(文献(2))：
15.0,
09.0==D
W A A d T
f
因此：弓形降液管所占面积 2
07065.0785.009.0m A f =?=
弓形降液管宽度 m W d 15.00.115.0=?=
依式2-41验算液体在降液管的停留时间θ，即3≥=
S
T f L H A θ [参考文献（5）P 76]
s m L s m L m A S S f /10
767.2,/10
76.7,07065.03
3
'34
2--?=?==
??
???
??
<=?=<=?=--1.003916.007065.010767.21.001098.007065
.010
76.73
'
4
L
L W W 满足要求 52132.1010767.24
.007065.04175.361076.74
.007065.03
'
'
4
>????
???
=??==??=
=--s L H A s L H A S
T f T
f θθ满足要求
（2） 溢流堰尺寸 由以上设计数据可求出：
溢流堰长： m l w 7.00.17.0=?= 采用平直堰，堰上的液流高度可采用下式计算：
3
/2)
(1000
84.2w
S ow l L E h =
[参考文献（5）P 60]
ow h --堰上液流高度，m S L --液流量，h m /3
w l --堰长，m
E —液流收缩系数，一般取E=1。
①精馏段：h m L S /7936.21076.736003
4=??=-
8143.6)
7.0(7936.2)
(5
.25
.2==
W S L L
7.00
.17.0==
D
L w
查液流收缩系数图，得E=1.032 ∴m h ow 00736.0)
7
.079363.2(
032.11000
84
.23
/2=??=
溢流堰高：m h h h ow l w 05264.000763.006.0=-=-=
降液管底隙高度：m h h w 04664.0006.005264.0006.00=-=-=
②提馏段： h m L S /9612.910767.236003
3'=??=-
2980.24)
7.0(9612.9)
(5
.25
.2==
W S L L
7.00
.17.0==
D
L w
查液流收缩系数图，得E=1.0502 ∴m h ow 01754.0)
7
.09612.9(
0502.11000
84.23
/2=??=
提馏的段溢流堰高：m h h h ow l w 04246.001754.006.0=-=-= 降液管底隙高度：
.
0006.004246.0006.0=-=-=w o h h
即：ow h 不少于6mm ，符合生产要求，采用平直堰。 （3） 浮阀数及排列方式
① 浮阀数
工业实验结果表明：阀孔临界动能因数一般为1290-=F 。取110=F ，阀孔气速为：
精馏段：s m F u V /5536.127678.0/11/
00===ρ [参考文献（5）
P 25]
提馏段：s m F u V /6362.127578.0/11/0'
0===ρ
符合生产要求，既110=F 每层塔板上浮阀个数： 精馏段：)(93039
.05536.1214.34
4433.14
2
2
0个=???=
=
u d V N S
π [参考文献（5）P 78]
提馏段：)(67039
.06362.1214.34
0005.14
2
2
0个=???=
=
u d V N S
π
查资料P 65 表得单液流1型塔板某些参数如下表： [参考文献（5）P 65]
②浮阀的排列
按所设定的尺寸画出塔板，并在塔板的鼓泡区内依排列方式进行试排，确定出实际的阀孔数。 已知,05.0,15.0,0.1m W m W m D C d ===选取无效边缘区宽度破沫区宽度m W S 075.0=,
由式（2-44）计算鼓泡区面积，即
)arcsin(
[22
2
2r
x r x
r x A a +-= [参考文献（5）P 63]
m
W d r m W W D x C d S 45.005.02/0.12/275.0)075.015.0(2/0.1)(2/=-=-==+-=+-=
2
2
2
22
224621.0)]
45
.0275.0arcsin(
180
14.345.0275
.045.0275.0[2)arcsin([2m
r
x r x r x A a =??
+-?=+-=浮阀阀孔的排列方式采用等腰三角形叉排，取同一横排的空心距t=75mm,则等腰三角形的高度
为： 精馏段：m N
A t a 06625.093
075.04621.0075.0=?=
=
[参考文献（5）P 68]
提馏段：m N
A t a 09196.067
075.04621.00075.0'
=?=
=
重新核算以下的参数： ①阀孔气速：
精馏段：3893
.117678.09979.12/9979.1293
039
.04
4433.1)4//(02
2
00=?
==???==F s
m N d V u S ππ[参考文献（5）P 67]
提馏段：
8843
.107578.05067.12/5067.1267039
.04
0005.1)4//('
02
20'
0=?
==???==F s
m N d V u S ππ
动能因数都在9-12之间，故合适。 ②塔板开孔率：
精馏段：1415.0)0.1039.0(
93)(
/2
00=?===D d N A A T φ [参考文献（5）P 68]
提馏段：1019.0)0
.1039.0(67)(
/2
00=?===D
d N A A T φ
开孔率在10%-14%之间，合适。
③空塔气速：
精馏段：s m F u /5565.11415.01101=?=?=φ 提馏段：s m F u /1209.11019.01102=?=?=φ 即适宜的空塔气速 u=1.56m/s 。 ④阀孔总面积：
精馏段：201111.01415.0785.0m A A T =?=?=φ 提馏段：2'007999.01019.0785.0m A A T =?=?=φ
(其中，785.009
.007065.009
.0===
f T A A )
第十节 水利学计算
一、降液管内液面高度H
d t ow w d h h h h H +++=
d H --降液管内液层高度, m t h --气体通过一块塔板的压降，m
d h --液体流出降液管的压降，m 。
2
)(
153.0h l L h w d =
精馏段：m h d 5
24
10
64.8)04664.07.010
76.7(
153.0--?=??=
提馏段：m h d 3
23
10
099.1)05
.07.010
767.2(
153.0--?=??=
验算式：φ
d
W T H h H ≥
+
T H --板间距 φ--降液管中泡沫相对密度，对一般物质系统取0.5
二、气相通过塔板的压降
t h --气体通过每层塔板的压降，m c h --干板压降，m f h --板上液层的阻力，m a h --克服液体表面张力的阻力，m
干板压降c h 对于重阀用式:
全开前: L
c u h ρ175
.00
9
.19=
全开后：L
v
c g u h ρρ234.52
0=
精馏段：
全开前: m u h L
c 0349.08875536
.129.199
.19175
.0175
.00
=?
==ρ
全开后：m g u h L
v c 0372.0887
7678.08
.925536.1234.5234
.52
2
0=?
??==ρρ
提馏段：
全开前: m u h L
c 0325.05.9556362
.129.199
.19175
.0175
.00
=?
==ρ
全开后：m g u h L
v c 0345.05
.955637.08
.926362.1234.5234
.52
2
0=?
??==ρρ
精馏段：m h h h h ow w f l 03.0)00736.005264.0(5.0)(5.0=+?=+?==
m
H m h h h d l c t 1273.010
64.80672.000736.005264.00672.003.00372.05
=?+++==+=+=-
提馏段：m h h h h ow w f l 03.0)01754.004246.0(5.0)(5.0=+?=+?==
m
H m h h h d l c t 1256.010
099.10645.001754.004246.00645.003.00345.03
=?+++==+=+=-
降液管液泛校核：
精馏段：
,
2546.05
.01273.04425
.004246.04.0φ
φ
d
w T d
w T H h H H h H ≥
+∴==
=+=+
符合降液管液泛要求。
提馏段：
,
2512.05
.01256.04425
.004246.04.0φ
φ
d
w T d
w T H h H H h H ≥
+∴==
=+=+
符合降液管液泛要求。
三、液体在降液管内停留时间
应保证液体在降液管内停留的时间大于3S ，才能使得液体所夹带气体的释出。前面已计算出液体在降液管内停留时间为s 4175.36=θ和s 2132.10'=θ都大于5s,可见，所夹带气体可以释出。
四、雾沫夹带量校核 [参考文献（5）P 76]
%10078.0100%,10013610011???=
???+=
F
T V
b
F L
s V C K A C F A C K Z L C F ,式中V
L V V V
C ρρρ-=
L Z --板上液体流径长度（m ）,m W D Z d L 7.015.020.12=?-=-=
b A --板上液流面积（m 2
）, 2
6437.007065.02785.02m A A A f T b =?-=-=
V C --气相负荷因数
精馏段：s m C V /02943.07678
.08877678.07111.03
=-?
=
提馏段：s m C V /02817.07578
.05.9557578
.06966.03
=-?
=
由于是正常系统，根据表（2-8）取物性系数K=1.0 查液泛负荷因数图，得：
精馏段：098.0=F C 提馏段：091.0=F C
则有：精馏段：%8242.47%098
.016437.056
.010
76.713602943.01004
1=?????+?=-F
%0456.49%1
098.078.0785.002943.01001=????=
F
取两者大值738.351=F %满足%75~651 提馏段：%738.35%1 091.06437.07 .010 767.21360183.01003 1=?????+?= '-F %843.32%1 091.078.0785.00183.01001=????= 'F 取两者大值%738.351=F 满足%75~651 当阀孔得动能因数0F 低于5时将会发生严重漏夜，前面已计算出3893.110=F 和 8843.10' 0=F ，可见不会发生严重漏夜。 第十一节 浮阀塔的操作性能图 一、气体负荷下限线（漏夜线） 此线表示不发生严重漏夜现象地最底气相荷，对于F1型重阀，因动能因数50 v S N d V ρπ 5 4 )(2 0min = [参考文献（5）P 78] 精馏段：s m N d V v S /6336.07678.05 93)039.0(4 5 4 )(3 2 2 0min =? ?= = π ρπ 提馏段：s m N d V v S /4595.07578 .0567)039.0(4 5 4 )(3 2 2 0min =? ?= =π ρπ 二、过量雾沫夹带线 根据前面过量雾沫校核可知，对于小塔，取液泛点F=0.75，本设计可采用下列公式: F T V C K A C F ??= 78.01，其中V L V V V C ρρρ-= 精馏段： s m KC A F C F T V /045.0098.01785.075.078.078.03 1=????=?= ∴s m C V vm lm vm V /5229.17678 .08877678.0045.03 max =-= -= ρρρ 提馏段：s m KC A F C F T V /04179.0091.01785.075.078.078.03 1=????=?= ∴s m C V vm lm vm V /4833.17578 .05.9557578.004179.03 max =-= -= ρρρ 由最高点便可以绘出提馏段的雾沫夹带线。 三、液相负荷下限线 对于平直堰，其堰上液层高度ow h 必须要大于0.006m 。取m h ow 006.0=，就可作出液相负 荷下限线。 006.0)(36001084.23 /2min 4 =? ? ?????=-w S ow l L E h 则可求出min )(S L ： 精馏段：s m L S /10 712.536007.0) 032.184.2006.01000( )(3 4 2 /3min -?=??= 提馏段：s m L S /10 5056.63600 7.0) 052 .184.2006.01000( )(3 4 2 /3min -?=??= 四、液相负荷上限线 若低过此限线，不能保证板上液流的均匀分布。 液体的最大流量应保证在降液管中停留时间不低于3s ，取s 5=θ作为液体在降液管中停留 时间的下限，则： s m H A L T f S /003618.05 4 .004522.05 )(3 max =?= = 五、液泛线 操作点若在此线上方，将会引起液泛。 根据下式可求出S V 与S L 的关系，就可在操作范围内任取若干点，从而绘出液泛线。 3 /22 2 S S S dL cL b aV --= [参考文献（5）P 79] 精馏段： 3084 .17 .01667.0032.1)5.01(1) 667.0()1(5418 .14304664 .07.0153.0153.014736 .005264.0)5.015.0(4.05.0)1(01912 .093 8877678.01091.110 91.13 /23/202 2 2 2 02 5 2 5 =???+=+==?= = =?--+?=--+==?? ?=?=w w w T L v l E d h l c h H b N a ξξφφρρ 计算出a,b,c,d 之值代入方程并整理可得： 3 /22 2 4310.684163.75077071.7S S S L L V --= 提馏段： 5492 .17 .01667.0052.1)5.01(1) 667.0()1(195 .17304246 .07.0153.0153.015754 .004246.0)5.015.0(4.05.0)1(03374 .067 5.9557578.01091.110 91.13 /23 /202 2 2 2 02 5 2 5 =???+=+==?= = =?--+?=--+==?? ?=?=w w w T L v l E d h l c h H b N a ξξφφρρ 计算出a,b,c,d 之值代入方程并整理可得： 3 /22 2 9158.452247.51336692.4S S S L L V --= 在操作范围内任意取若干S L 值，由上式可求出相应的S V 值，结果列于下表。 提馏段： 在回流比不变的操作情况下，作出操作性能图，并作出操作线。 六、操作弹性： 精馏段： 4129.26336.05288.1V V min max == 提馏段：2281.34595 .04833.1V V min max == 第十二节 塔的附属设备计算 一、塔顶冷凝器的选择 [参考文献（3）P 106] 1、热负荷计算 KW kJ Q Q D 09.1742413.6271526298.597288205.105.1==?=?= 2、估算传热面积 ()()()() C t T t T t T t T t m 8537.2120 25209.78ln 2025 209.78ln 21 2112211=-----= -----= ? 2 3 )(0716.798537 .21100010 09.1742m t K Q A m =??= ?= 估 3、水量的计算在前面已经计算，得出的结果为：h kg G C /5676.19834= ∴选择列管式冷凝器。 三、确定塔体各接管 1、蒸汽管 u d V ??= 2 4π d ――塔顶蒸汽出口直径， u ――气体速度 常压下，u 取10－40之间，取u=20m/s, 按加压下操作计算： s m P u u p /201 20== = mm u V d p 1995.30320 785.04433.1785.0=?= ?= 取Ds=250mm, D 外＝258mm, Pg=16mm ，S=4mm 2、回流管 由泵输送，u 取1－2之间，取u=1.5 s m L /1076.734-?= mm d 671.255 .1785.010 76.74 =??= - 取Ds=40mm, D 外＝46mm, Pg=16mm ， S=3mm 3、进料口 u 在0.5－1之间，取u=0.75m/s s m V /0009072.0002 .108360071.3523 =?= mm d 253.3975 .0785.00009072.0=?= 取Ds=30mm, D 外＝35mm, Pg=16mm, S=2.5mm 4、塔釜液出口 其中：s m W V /10767.233-?== mm d 5549.6875 .0785.010 767.23 =??= － 取Ds=60mm, D 外＝65mm, Pg=16mm, S=2.5mm 一、塔的总体结构 塔设备往往以每一层塔板为一节，然后由法兰连接。 基本结构包括吊柱，气体出口管，除沫装置，回流管，进料管，人孔，保温圈，壳提体，塔板，气体人口管，裙座，出料管等。 二、塔体的主要尺寸 （1）塔顶空间高度D H 塔顶空间高度的作用是安装塔板和开人孔的需要，也使气体中的液滴自由沉降，减少塔顶出口气体中液滴夹带，必要时还可节省泡沫装置。塔顶空间高度D H 一般取1.0-1.5m ，塔径大 时可适当增大。 （2）塔板间距T H 塔板间距T H 的大小于液汽和雾沫夹带有密切关系。板间距大，可允许气流速度较高，塔径可小些；反之，所需的塔径就要增大。一般来说，取较大的板间距对提高操作弹性有利，安装检修方便，但会增加塔的造价，因此，T H 应适当选择。本设计取T H =400mm. (3) 开有人孔的板间距'T H 人孔直径一般为450-550mm 。凡设有人孔的上下两塔板间的间距'T H 应大于或等于600mm ，人孔数目S 是根据物料清洁程度和塔板安装方便而确定。对于易结垢，结焦的物料，因需经常清洗，每隔4-6块塔板就要开一个人孔；对于无需经常清洗的清洁物料可每隔8-10块板设置一个人孔；若塔板上下都可拆卸，可隔15块板设置一个人孔。 （4）进料板空间高度F H 进料段空间高度F H 取决于进料口的结构型式和物料状况，一般F H 比T H 大，有时要大一倍。为了防止进料直冲塔板，常在进料口处考虑安装防冲实施，如防冲板，入口堰，缓冲管等，F H 应保证这些实施的安装。 （5）塔底空间高度B H 塔底空间高度B H 具有中间贮槽的作用，塔釜料液最好能在塔底有10-15min 的储量，以保证塔底料液不致于排完。若塔的进料设有缓冲时间的容量，则塔底容量可较小。对于塔底产量大的塔，塔底容量也可取小些，有时仅取3-5min 的储量。对于易结焦物料，塔底停留时间则应按工艺要求而定，B H 值可按储量和塔径计算。 （6）塔体总高度 由下式计算： B F T T D H H SH H S N H H H +++--++=' )2( 式中：D H --塔顶空间高度，mm T H --塔板间距，mm ' T H --开有人孔的塔板间距，mm F H --进料段空间高度，mm ⑴综合运用“化工原理”和相关选修课程的知识，联系化工生产的实际完成单元操作的化工设计实践，初步掌握化工单元操作的基本程序和方法。 ⑵熟悉查阅资料和标准、正确选用公式，数据选用简洁，文字和工程语言正确表达设计思路和结果。 ⑶树立正确设计思想，培养工程、经济和环保意识，提高分析工程问题的能力。二、设计任务及操作条件在一常压操作的连续精馏塔分离乙醇－水混合物。 生产能力（塔顶产品）3000 kg/h 操作周期 300 天／年 进料组成 25% （质量分数，下同） 塔顶馏出液组成≥94% 塔底馏出液组成≤0.1% 操作压力 4kPa（塔顶表压） 进料热状况泡点 单板压降：≤0.7 kPa 设备型式筛板 三、设计容： (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物件数据的计算； (4) 精馏塔的塔体工艺尺寸计算； (5) 塔板主要工艺尺寸的计算； (6) 塔板的流体力学验算： (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) 对设计过程的评述和有关问题的讨论。 [ 设计计算 ] （一）设计方案选定 本设计任务为分离水－乙醇混合物。 原料液由泵从原料储罐中引出，在预热器中预热至84℃后送入连续板式精馏塔（筛板塔），塔顶上升蒸汽流采用强制循环式列管全凝器冷凝后一部分作为回流液，其余作为产品经冷却至25℃后送至产品槽；塔釜采用热虹吸立式再沸器提供气相流，塔釜残液送至废热锅炉。 1精馏方式：本设计采用连续精馏方式。原料液连续加入精馏塔中，并连续收集产物和排出残液。其优点是集成度高，可控性好，产品质量稳定。由于所涉浓度围乙醇和水的挥发度相差较大，因而无须采用特殊精馏。 2操作压力：本设计选择常压，常压操作对设备要求低，操作费用低，适用于乙醇和水这类非热敏沸点在常温（工业低温段）物系分离。 3塔板形式：根据生产要求，选择结构简单，易于加工，造价低廉的筛板塔，筛板塔处理能力大，塔板效率高，压降较低，在乙醇和水这种黏度不大的分离工艺中有很好表现。 4加料方式和加料热状态：加料方式选择加料泵打入。由于原料温度稳定，为减少操作成本采用30度原料冷液进料。 化工原理课程设计 题目：乙醇水精馏筛板塔设计 ( 设计时间：2010、12、20-2011、1、6 / 》 ： 化工原理课程设计任务书（化工1） 一、设计题目板式精馏塔的设计 二、设计任务：乙醇-水二元混合液连续操作常压筛板精馏塔的设计 三、工艺条件 } 生产负荷（按每年7200小时计算）：6、7、8、9、10、11、12万吨/年 进料热状况：自选 回流比：自选 加热蒸汽：低压蒸汽 单板压降：≤ 工艺参数 四、设计内容 1.确定精馏装置流程，绘出流程示意图。 ` 2.工艺参数的确定 基础数据的查取及估算，工艺过程的物料衡算及热量衡算，理论塔板数，塔板效率，实际塔板数等。 3.主要设备的工艺尺寸计算 板间距，塔径，塔高，溢流装置，塔盘布置等。 4.流体力学计算 流体力学验算，操作负荷性能图及操作弹性。 5.主要附属设备设计计算及选型 塔顶全凝器设计计算：热负荷，载热体用量，选型及流体力学计算。 | 料液泵设计计算：流程计算及选型。 管径计算。 五、设计结果总汇 六、主要符号说明 七、参考文献 八、图纸要求 1、工艺流程图一张(A2 图纸) 2、主要设备工艺条件图（A2图纸） ^ ~ 目录 前言 (3) 1概述 (4) 设计目的 (4) 塔设备简介 (4) 2设计说明书 (6) 流程简介 (6) 工艺参数选择 (7) ) 3 工艺计算 (8) 物料衡算 (8) 理论塔板数的计算 (8) 查找各体系的汽液相平衡数据 (8) 如表3-1 (8) q线方程 (9) 平衡线 (9) 回流比 (10) … 操作线方程 (10) 理论板数的计算 (11) 实际塔板数的计算 (11) 全塔效率ET (11) 实际板数NE (12) 4塔的结构计算 (13) 混合组分的平均物性参数的计算 (13) 平均分子量的计算 (13) 】 平均密度的计算 (14) 塔高的计算 (15) 塔径的计算 (15) 初步计算塔径 (16) 塔径的圆整 (17) 塔板结构参数的确定 (17) 溢流装置的设计 (17) 塔盘布置（如图4-4） (17) ` 筛孔数及排列并计算开孔率 (18) 筛口气速和筛孔数的计算 (19) 5 精馏塔的流体力学性能验算 (20) 分别核算精馏段、提留段是否能通过流体力学验算 (20) 液沫夹带校核 (20) 化学与环境工程学院 《化工原理》课程设计 设计题目：年产量万吨乙醇-正丙醇精馏塔设计 专业班级： 指导教师： 学生姓名： 学号： 起止日期 目录 1．设计任务.............................. 错误!未定义书签。2．设计方案.............................. 错误!未定义书签。 物料衡算............................. 错误!未定义书签。 摩尔衡算............................ 错误!未定义书签。4．塔体主要工艺尺寸...................... 错误!未定义书签。 塔板数的确定......................... 错误!未定义书签。 塔板压力设计...................... 错误!未定义书签。 塔板温度计算...................... 错误!未定义书签。 物料相对挥发度计算................ 错误!未定义书签。 回流比计算........................ 错误!未定义书签。 塔板物料衡算...................... 错误!未定义书签。 实际塔板数的计算.................. 错误!未定义书签。 实际塔板数计算.................... 错误!未定义书签。 塔径计算............................. 错误!未定义书签。 平均摩尔质量计算.................. 错误!未定义书签。 平均密度计算...................... 错误!未定义书签。 液相表面张力计算.................. 错误!未定义书签。 塔径计算.......................... 错误!未定义书签。 塔截面积............................. 错误!未定义书签。 精馏塔有效高度计算................... 错误!未定义书签。 精馏塔热量衡算....................... 错误!未定义书签。 塔顶冷凝器的热量衡算.............. 错误!未定义书签。 全塔的热量衡算.................... 错误!未定义书签。5．板主要工艺尺寸计算.................... 错误!未定义书签。 溢流装置计算......................... 错误!未定义书签。 堰长 l............................ 错误!未定义书签。 w 溢流堰高度 h...................... 错误!未定义书签。 W 弓形降液管宽度W d和截面积A f........ 错误!未定义书签。 降液管底隙高度h0.................. 错误!未定义书签。 塔板布置............................. 错误!未定义书签。 塔板的选用........................ 错误!未定义书签。 边缘宽度和破沫区宽度的确定........ 错误!未定义书签。 乙醇－水连续浮阀式精馏塔的设计方案 第1章前言 1.1精馏原理及其在化工生产上的应用 实际生产中，在精馏柱及精馏塔中精馏时，上述部分气化和部分冷凝是同时进行的。 对理想液态混合物精馏时，最后得到的馏液(气相冷却而成)是沸点低的B物质，而残液是沸点高的A物质，精馏是多次简单蒸馏的组合。精馏塔底部是加热区，温度最高；塔顶温度最低。精馏结果，塔顶冷凝收集的是纯低沸点组分，纯高沸点组分则留在塔底。 1.2精馏塔对塔设备的要求 精馏设备所用的设备及其相互联系，总称为精馏装置，其核心为精馏塔。常用的精馏塔有板式塔和填料塔两类，通称塔设备，和其他传质过程一样，精馏塔对塔设备的要求大致如下： 一：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。 二：效率高：气液两相在塔保持充分的密切接触，具有较高的塔板效率或传质效率。 三：流体阻力小：流体通过塔设备时阻力降小，可以节省动力费用，在减压操作是时，易于达到所要求的真空度。 四：有一定的操作弹性：当气液相流率有一定波动时，两相均能维持正常的流动，而且不会使效率发生较大的变化。 五：结构简单，造价低，安装检修方便。 六：能满足某些工艺的特性：腐蚀性，热敏性，起泡性等。 1.4常用板式塔类型及本设计的选型 常用板式塔类型有很多，如：筛板塔、泡罩塔、舌型塔、浮阀塔等。而浮阀塔具有很多优点，且加工方便，故有关浮阀塔板的研究开发远较其他形式的塔板广泛，是目前新型塔板研开发的主要方向。近年来与浮阀塔一直成为化工生中主要的传质设备，浮阀塔多用不锈钢板或合金。实际操作表明，浮阀在一定程度的漏夜状态下，使其操作板效率明显下降，其操作的负荷围较泡罩塔窄，但设计良好的塔其操作弹性仍可达到满意的程度。 浮阀塔塔板是在泡罩塔板和筛孔塔板的基础上发展起来的，它吸收了两者的优点。所以在此我们使用浮阀塔，浮阀塔的突出优点是结构简单，造价低，制造方便；塔板开孔率大，生产能力大等。 乙醇与水的分离是正常物系的分离，精馏的意义重大，在化工生产中应用非常广泛，对于提纯物质有非常重要的意义。所以有必要做好本次设计 1.4．本设计所选塔的特性 浮阀塔的优点是： 1．生产能力大，由于塔板上浮阀安排比较紧凑，其开孔面积大于泡罩塔板，生产能力 比泡罩塔板大 20%～40%，与筛板塔接近。 2．操作弹性大，由于阀片可以自由升降以适应气量的变化，因此维持正常操作而允许 的负荷波动围比筛板塔，泡罩塔都大。 3．塔板效率高，由于上升气体从水平方向吹入液层，故气液接触时间较长，而雾沫夹 带量小，塔板效率高。 4．气体压降及液面落差小，因气液流过浮阀塔板时阻力较小，使气体压降及液面落差 专业资料 化工原理课程设计题目乙醇-水溶液连续精馏塔优化设计 目录 1.设计任务书 (3) 2.英文摘要前言 (4) 3.前言 (4) 4.精馏塔优化设计 (5) 5.精馏塔优化设计计算 (5) 6.设计计算结果总表 (22) 7.参考文献 (23) 8.课程设计心得 (23) 精馏塔优化设计任务书 一、设计题目 乙醇—水溶液连续精馏塔优化设计 二、设计条件 1．处理量： 16000 （吨/年） 2．料液浓度： 40 （wt%） 3．产品浓度： 92 （wt%） 4．易挥发组分回收率： 99.99% 5．每年实际生产时间：7200小时/年 6. 操作条件： ①间接蒸汽加热； ②塔顶压强：1.03 atm（绝对压强） ③进料热状况：泡点进料； 三、设计任务 a) 流程的确定与说明； b) 塔板和塔径计算； c) 塔盘结构设计 i. 浮阀塔盘工艺尺寸及布置简图； ii. 流体力学验算； iii. 塔板负荷性能图。 d) 其它 i. 加热蒸汽消耗量； ii. 冷凝器的传热面积及冷却水的消耗量 e) 有关附属设备的设计和选型，绘制精馏塔系统工艺流程图和精馏塔装配 图，编写设计说明书。 乙醇——水溶液连续精馏塔优化设计 （某大学化学化工学院） 摘要：设计一座连续浮阀塔，通过对原料，产品的要求和物性参数的确定及对主要尺寸的计算，工艺设计和附属设备结果选型设计，完成对乙醇-水精馏工艺流程和主题设备设计。 关键词：精馏塔，浮阀塔，精馏塔的附属设备。 （Department of Chemistry,University of South China,Hengyang 421001） Abstract: The design of a continuous distillation valve column, in the material, product requirements and the main physical parameters and to determine the size, process design and selection of equipment and design results, completion of the ethanol-water distillation process and equipment design theme. Keywords: rectification column, valve tower, accessory equipment of the rectification column. 第一章绪论 (2) 一、目的： (2) 二、已知参数： (2) 三、设计内容： (2) 第二章课程设计报告内容 (3) 一、精馏流程的确定 (3) 二、塔的物料衡算 (3) 三、塔板数的确定 (4) 四、塔的工艺条件及物性数据计算 (6) 五、精馏段气液负荷计算 (10) 六、塔和塔板主要工艺尺寸计算 (10) 七、筛板的流体力学验算 (15) 八、塔板负荷性能图 (18) 九、筛板塔的工艺设计计算结果总表 (22) 十、精馏塔的附属设备及接管尺寸 (22) 第三章总结 (23) . 乙醇——水连续精馏塔的设计 第一章绪论 一、目的： 通过课程设计进一步巩固课本所学的内容，培养学生运用所学理论知识进行化工单元过程设计的初步能力，使所学的知识系统化，通过本次设计，应了解设计的内容，方法及步骤，使学生具有调节技术资料，自行确定设计方案，进行设计计算，并绘制设备条件图、编写设计说明书。 在常压连续精馏塔中精馏分离含乙醇25%的乙醇—水混合液，分离后塔顶馏出液中含乙醇量不小于94%，塔底釜液中含乙醇不高于0.1%（均为质量分数）。 二、已知参数： （1）设计任务 ●进料乙醇 X = 25 %（质量分数，下同） ●生产能力 Q = 80t/d ●塔顶产品组成 > 94 % ●塔底产品组成 < 0.1 % （2）操作条件 ●操作压强：常压 ●精馏塔塔顶压强：Z = 4 KPa ●进料热状态：泡点进料 ●回流比：自定待测 ●冷却水： 20 ℃ ●加热蒸汽：低压蒸汽，0.2 MPa ●单板压强：≤ 0.7 ●全塔效率：E T = 52 % ●建厂地址：南京地区 ●塔顶为全凝器，中间泡点进料，筛板式连续精馏 三、设计内容： （1）设计方案的确定及流程说明 （2）塔的工艺计算 题目：乙醇水精馏筛板塔设计 设计时间： 化工原理课程设计任务书（化工1） 一、设计题目板式精馏塔的设计 二、设计任务：乙醇-水二元混合液连续操作常压筛板精馏塔的设计 三、工艺条件 生产负荷（按每年7200小时计算）：6、7、8、9、10、11、12万吨/年 进料热状况：自选 回流比：自选 加热蒸汽：低压蒸汽 单板压降：≤0.7Kpa 工艺参数 组成浓度（乙醇mol%） 塔顶78 加料板28 塔底0.04 四、设计内容 1.确定精馏装置流程，绘出流程示意图。 2.工艺参数的确定 基础数据的查取及估算，工艺过程的物料衡算及热量衡算，理论塔板数，塔板效率，实际塔板数等。 3.主要设备的工艺尺寸计算 板间距，塔径，塔高，溢流装置，塔盘布置等。 4.流体力学计算 流体力学验算，操作负荷性能图及操作弹性。 5.主要附属设备设计计算及选型 塔顶全凝器设计计算：热负荷，载热体用量，选型及流体力学计算。 料液泵设计计算：流程计算及选型。 管径计算。 五、设计结果总汇 六、主要符号说明 七、参考文献 八、图纸要求 1、工艺流程图一张(A2图纸) 2、主要设备工艺条件图（A2图纸） 目录 前言 (4) 1概述 (5) 1.1设计目的 (5) 1.2塔设备简介 (6) 2设计说明书 (7) 2.1流程简介 (7) 2.2工艺参数选择 (8) 3工艺计算 (8) 3.1物料衡算 (8) 3.2理论塔板数的计算 (8) 3.2.1查找各体系的汽液相平衡数据 (8) 如表3-1 (8) 3.2.2q线方程 (9) 3.2.3平衡线 (9) 3.2.4回流比 (10) 3.2.5操作线方程 (11) 3.2.6理论板数的计算 (11) 3.3实际塔板数的计算 (11) 3.3.1全塔效率ET (11) 3.3.2实际板数NE (12) 4塔的结构计算 (13) 符号说明：英文字母 Aa---- 塔板的开孔区面积，m2 A f---- 降液管的截面积, m2 A T----塔的截面积 m C----负荷因子无因次 C20----表面力为20mN/m的负荷因子 d o----阀孔直径 D----塔径 e v----液沫夹带量 kg液/kg气 E T----总板效率 R----回流比 R min----最小回流比 M----平均摩尔质量 kg/kmol t m----平均温度℃ g----重力加速度 9.81m/s2 F----阀孔气相动能因子 kg1/2/(s.m1/2) h l----进口堰与降液管间的水平距离 m h c----与干板压降相当的液柱高度 m h f----塔板上鼓层高度 m h L----板上清液层高度 m h1----与板上液层阻力相当的液注高度 m ho----降液管底隙高度 m h ow----堰上液层高度 m h W----溢流堰高度 m h P----与克服表面力的压降相当的液注高度m H-----浮阀塔高度 m H B----塔底空间高度 m H d----降液管清液层高度 m H D----塔顶空间高度 m H F----进料板处塔板间距 m H T·----人孔处塔板间距 m H T----塔板间距 m l W----堰长 m Ls----液体体积流量 m3/s N----阀孔数目 P----操作压力 KPa △P---压力降 KPa △Pp---气体通过每层筛的压降 KPa N T----理论板层数 u----空塔气速 m/s V s----气体体积流量 m3/s W c----边缘无效区宽度 m W d----弓形降液管宽度 m W s ----破沫区宽度 m 希腊字母 θ----液体在降液管停留的时间 s υ----粘度 mPa.s ρ----密度 kg/m3 σ----表面力N/m φ----开孔率无因次 X`----质量分率无因次 下标 Max---- 最大的 Min ---- 最小的 L---- 液相的 V---- 气相的 m----精馏段 n-----提馏段 D----塔顶 F-----进料板 W----塔釜 新疆工程学院 化工原理课程设计说明书 题目名称：年产量为8000t的乙醇-水混合液 精馏塔的工艺设计 系部：化学与环境工程系 专业班级：化学工程与工艺13-1 学生姓名：杨彪 指导老师：杨智勇 完成日期： 2016.6.27 格式及要求 1、摘要 1)摘要正文 (小四，宋体) 摘要内容200～300字为易，要包括目的、方法、结果和结论。 2）关键词 XXXX；XXXX；XXXX (3个主题词) (小四，黑体) 2、目录格式 目录(三号，黑体，居中) 1 XXXXX（小四，黑体） 1 1.l XXXXX(小四，宋体) 2 1.1.1 XXXXX(同上) 3 3、说明书正文格式： 1. XXXXX (三号，黑体) 1．1 XXXXX(四号，黑体) 1.1.1 XXXXX(小四，黑体) 正文：XXXXX(小四，宋体) （页码居中） 4、参考文献格式： 列出的参考文献限于作者直接阅读过的、最主要的且一般要求发表在正式出版物上的文献。参考文献的著录，按文稿中引用顺序排列。 参考文献内容(五号，宋体) 示例如下： 期刊——[序号]作者1，作者2…，作者n．题(篇)名，刊名(版本)，出版年，卷次(期次)。 图书——[序号]作者1，作者2…，作者n．．书名，版本，出版地，出版者，出版年。 5、.纸型、页码及版心要求： 纸型： A4，双面打印 页码：居中，小五 版心距离：高：240mm(含页眉及页码)，宽：160mm 相当于A4纸每页40行，每行38个字。 6、量和单位的使用： 必须符合国家标准规定，不得使用已废弃的单位。量和单位不用中文名称，而用法定符号表示。 新疆工程学院课程设计任务书 学院 化工原理课程设计任务书 专业： 班级： 姓名： 学号： 设计时间： 设计题目：乙醇——水筛板精馏塔工艺设计 （取至南京某厂药用酒精生产现场） 设计条件： 1. 常压操作，P=1 atm（绝压）。 2. 原料来至上游的粗馏塔，为95——96℃的饱和蒸汽。因沿 程热损失，进精馏塔时原料液温度降为90℃。 3. 塔顶产品为浓度92.41%（质量分率）的药用乙醇，产量为 40吨/日。 4．塔釜排出的残液中要求乙醇的浓度不大于0.03%（质量分 率）。 5．塔釜采用饱和水蒸汽加热（加热方式自选）；塔顶采用全凝器，泡点回流。 。 6．操作回流比R=（1.1——2.0）R min 设计任务： 1. 完成该精馏塔工艺设计，包括辅助设备及进出口接管的计 算和选型。 2．画出带控制点的工艺流程图，t-x-y相平衡图，塔板负 荷性能图，筛孔布置图以及塔的工艺条件图。 3．写出该精流塔的设计说明书，包括设计结果汇总和对自己 设计的评价。 指导教师：时间 1设计任务 1.1 任务 1.1.1 设计题目乙醇—水筛板精馏塔工艺设计（取至南京某厂药用酒 精生产现场） 1.1.2 设计条件 1.常压操作，P＝1 atm（绝压）。 2．原料来至上游的粗馏塔，为95－96℃的饱和蒸气。 因沿程热损失，进精馏塔时原料液温度降为90℃。 3．塔顶产品为浓度92.41%（质量分率）的药用乙醇， 产量为40吨/日。 4．塔釜排出的残液中要求乙醇的浓度不大于0.03％ (质量分率)。 5．塔釜采用饱和水蒸气加热（加热方式自选）；塔顶 采用全凝器，泡点回流。 6．操作回流比R=(1.1—2.0) R。 min 1.1.3 设计任务 1.完成该精馏塔工艺设计，包括辅助设备及进出口接 管的计算和选型。 2．画出带控制点的工艺流程示意图，t-x-y相平衡 图，塔板负荷性能图，筛孔布置图以及塔的工艺条 件图。 3．写出该精馏塔的设计说明书，包括设计结果汇总 和对自己设计的评价。 1.2 设计方案论证及确定 1.2.1 生产时日 设计要求塔日产40吨92.41%乙醇，工厂实行三班制，每班工作8小时，每天24小时连续正常工作。 1.2.2 选择塔型 精馏塔属气—液传质设备。气—液传质设备主要分为板式塔和填料塔两大类。该塔设计生产时日要求较大，由板式塔与填料塔比较[1]知：板式塔直径放大 乙醇-水溶液连续精馏塔设计 目录 1.设计任务书 (3) 2.英文摘要前言 (4) 3.前言 (4) 4.精馏塔优化设计 (5) 5.精馏塔优化设计计算 (5) 6.设计计算结果总表 (22) 7., 8.参考文献 (23) 9.课程设计心得 (23) 精馏塔设计任务书 一、设计题目 乙醇—水溶液连续精馏塔设计 二、设计条件 1．处理量： 15000 （吨/年） 2．料液浓度： 35 （wt%） ！ 3．产品浓度： 93 （wt%） 4．易挥发组分回收率： 99% 5．每年实际生产时间：7200小时/年 6. 操作条件： ①间接蒸汽加热； ②塔顶压强： atm（绝对压强） ③进料热状况：泡点进料； 三、设计任务 a) 流程的确定与说明； b) 塔板和塔径计算； 、 c) 塔盘结构设计 i. 浮阀塔盘工艺尺寸及布置简图； ii. 流体力学验算； iii. 塔板负荷性能图。 d) 其它 i. 加热蒸汽消耗量； ii. 冷凝器的传热面积及冷却水的消耗量 e) 有关附属设备的设计和选型，绘制精馏塔系统工艺流程图和精馏塔装配 图，编写设计说明书。 乙醇——水溶液连续精馏塔优化设计 前言 ！ 乙醇在工业、医药、民用等方面，都有很广泛的应用，是很重要的一种原料。在很多方面，要求乙醇有不同的纯度，有时要求纯度很高，甚至是无水乙醇，这是很有困难的，因为乙醇极具挥发性，也极具溶解性，所以，想要得到高纯度的乙醇很困难。 要想把低纯度的乙醇水溶液提升到高纯度，要用连续精馏的方法，因为乙醇和水的挥发度相差不大。精馏是多数分离过程，即同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程，因此可使混合液得到几乎完全的分离。化工厂中精馏操作是在直立圆形的精馏塔内进行的，塔内装有若干层塔板或充填一定高度的填料。为实现精馏分离操作，除精馏塔外，还必须从塔底引入上升蒸汽流和从塔顶引入下降液。可知，单有精馏塔还不能完成精馏操作，还必须有塔底再沸器和塔顶冷凝器，有时还要配原料液预热器、回流液泵等附属设备，才能实现整个操作。 浮阀塔与20世纪50年代初期在工业上开始推广使用，由于它兼有泡罩 化工原理课程设计任务书 专业：班级： 姓名： 学号： 设计时间： 设计题目：乙醇——水筛板精馏塔工艺设计 （取至南京某厂药用酒精生产现场） 设计条件： 1. 常压操作，P=1 atm（绝压）。 2. 原料来至上游的粗馏塔，为95——96℃的饱和蒸汽。因沿 程热损失，进精馏塔时原料液温度降为90℃。 3. 塔顶产品为浓度92.41%（质量分率）的药用乙醇，产量为 40吨/日。 4．塔釜排出的残液中要求乙醇的浓度不大于0.03%（质量分 率）。 5．塔釜采用饱和水蒸汽加热（加热方式自选）；塔顶采用全凝器，泡点回流。 。 6．操作回流比R=（1.1——2.0）R min 设计任务： 1. 完成该精馏塔工艺设计，包括辅助设备及进出口接管的计 算和选型。 2．画出带控制点的工艺流程图，t-x-y相平衡图，塔板负 荷性能图，筛孔布置图以及塔的工艺条件图。 3．写出该精流塔的设计说明书，包括设计结果汇总和对自己 设计的评价。 指导教师：时间 1设计任务 1.1 任务 1.1.1 设计题目乙醇—水筛板精馏塔工艺设计（取至南京某厂药用酒 精生产现场） 1.1.2 设计条件 1.常压操作，P＝1 atm（绝压）。 2．原料来至上游的粗馏塔，为95－96℃的饱和蒸气。 因沿程热损失，进精馏塔时原料液温度降为90℃。 3．塔顶产品为浓度92.41%（质量分率）的药用乙醇， 产量为40吨/日。 4．塔釜排出的残液中要求乙醇的浓度不大于0.03％ (质量分率)。 5．塔釜采用饱和水蒸气加热（加热方式自选）；塔顶 采用全凝器，泡点回流。 6．操作回流比R=(1.1—2.0) R。 min 1.1.3 设计任务 1.完成该精馏塔工艺设计，包括辅助设备及进出口接 管的计算和选型。 2．画出带控制点的工艺流程示意图，t-x-y相平衡 图，塔板负荷性能图，筛孔布置图以及塔的工艺条 件图。 3．写出该精馏塔的设计说明书，包括设计结果汇总 和对自己设计的评价。 1.2 设计方案论证及确定 1.2.1 生产时日 设计要求塔日产40吨92.41%乙醇，工厂实行三班制，每班工作8小时，每天24小时连续正常工作。 1.2.2 选择塔型 精馏塔属气—液传质设备。气—液传质设备主要分为板式塔和填料塔两大类。该塔设计生产时日要求较大，由板式塔与填料塔比较[1]知：板式塔直径放大时，塔板效率较稳定,且持液量较大，液气比适应范围大，因此本次精馏塔设备选择板式塔。筛板塔是降液管塔板中结构最简单的，它与泡罩塔相比较具有下列优点：生产能力大10-15%，板效率提高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 目录 设计任务书 (4) 第一章前言 (5) 第二章精馏塔过程的确定 (6) 第三章精馏塔设计物料计算 (7) 3.1水和乙醇有关物性数据 (7) 3.2 塔的物料衡算 (8) 8 8 8 3.3塔板数的确定 (8) N T 8 N T 9 3.4塔的工艺条件及物性数据计算 (11) P m 12 t m 12 M精 12 ρ 13 M σm (13) μ 14 m L， 14 第四章精馏塔设计工艺计算 (15) 4.1塔径 (15) 4.2精馏塔的有效高度计算 (16) 4.3溢流装置 (16) l W 16 h W 16 W d A f 16 h o 17 4.4塔板布置及浮阀数目排列 (17) 4.5塔板流体力学校核 (18) 18 18 4.6雾沫夹带 (18) 4.7塔板负荷性能图 (19) 19 20 20 20 21 4.8塔板负荷性能图 (22) 设计计算结果总表 (23) 符号说明 (24) 关键词 (25) 参考文献 (25) 课程设计心得 (26) 附录 (27) 附录一、水在不同温度下的黏度 (27) 附录二、饱和水蒸气表 (27) 附录三、乙醇在不同温度下的密度 (27) 精馏塔设计任务书 一、设计题目 乙醇—水溶液连续精馏塔设计 二、设计条件 （1）处理量：60000（吨/年） （2）料液浓度：30（wt%） （3）产品浓度：92.5（wt%） （4）易挥发组分：99.9% （5）每年实际生产时间：7200小时/年 （6）操作条件： 精馏塔塔顶压力常压 进料热状态自选 回流比自选 加热蒸汽压力低压蒸汽 单板压降不大于0.7kPa 乙醇-水平衡数据自查 （7）设备类型为浮阀塔 三、设计任务 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数据的计算 4、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 5、塔板主要工艺尺寸的计算 6、塔板的流体力学验算 7、塔板负荷性能图（可以不画） 8、精馏塔接管尺寸计算 9、绘制工艺流程图 10、对设计过程的评述和有关问题的讨论 乙醇——水溶液连续精馏塔优化设计 第一章前言 乙醇在工业、医药、民用等方面，都有很广泛的应用，是很重要的一种原料。在很多方面，要求乙醇有不同的纯度，有时要求纯度很高，甚至是无水乙醇，这是很有困难的，因为乙醇极具挥发性，也极具溶解性，所以，想要得到高纯度的乙醇很困难。 要想把低纯度的乙醇水溶液提升到高纯度，要用连续精馏的方法，因为乙醇和水的挥发度相差不大。精馏是多数分离过程，即同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程，因此可使混合液得到几乎完全的分离。化工厂中精馏操作是在直立圆形的精馏塔内进行的，塔内装有若干层塔板或充填一定高度的填料。为实现精馏分离操作，除精馏塔外，还必须从塔底引入上升蒸汽流和从塔顶引入下降液。可知，单有精馏塔还不能完成精馏操作，还必须有塔底再沸器和塔顶冷凝器，有时还要配原料液预热器、回流液泵等附属设备，才能实现整个操作。 浮阀塔与20世纪50年代初期在工业上开始推广使用，由于它兼有泡罩塔和筛板塔的优点，已成为国内应用最广泛的塔型，特别是在石油、化学工业中使用最普遍。浮阀有很多种形式，但最常用的形式是F1型和V-4型。F1型浮阀的结果简单、 （封面） XXXXXXX学院 乙醇-水精馏塔设计报告 题目： 院（系）： 专业班级： 学生姓名： 指导老师： 时间：年月日 目录 第一章设计任务书 (1) 第二章设计方案的确定及流程说明 (2) 2.1 塔类型的选择 (2) 2.2 塔板形式的选择 (3) 2.3 设计方案的确定 (4) 第三章塔的工艺计算 (6) 3.1物料衡算 (6) 3.2理论板数，板效率及实际板数的计算 (10) 3.3平均参数、塔径、塔高的计算 (14) 第四章塔板结构设计 (21) 4.1塔板结构尺寸的确定 (21) 4.2塔板流体力学计算 (23) 第五章塔板负荷性能图 (28) 5.1 精馏段 (28) 5.2提馏段 (30) 第六章附属设备设计 (33) 6.1产品冷却器 (33) 6.2接管 (34) 6.3其他 (35) 第七章设计方案的比较与讨论 (36) 第一章设计任务书 一、设计题目：乙醇—水精馏塔 本设计是根据生产实际情况并加以一定程度的简化而提出的。 二、设计任务及条件 1.进精馏塔料液含乙醇25%（质量），其余为水。 2.产品乙醇含量不得低于94%（质量）。 3.残液中乙醇含量不得高于0.1%（质量）。 4.生产能力为日产（24小时）50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/R min=1.6 单板压降：不大于667 Pa 加热蒸汽压力：101.3kPa（表压） 6.设备形式：浮阀塔 7.厂址：天津地区 第二章设计方案的确定及流程说明 2.1 塔类型的选择 塔设备的种类很多，按操作压力可分为常压塔、加压塔和减压塔；按塔内气液相接触构件的结构形式又可分为板式塔和填料塔两大类。 板式塔和填料塔各有适用的环境，具体板式塔和填料塔性能的比较可见下表1： 表1 板式塔和精馏塔的比较 类型板式塔填料塔 结构特点每层板上装配有不同型式的气 液接触元件或特殊结构，如筛 板、泡罩、浮阀等；塔内设置 有多层塔板，进行气液接触 塔内设置有多层整砌或乱堆的填料， 如拉西环、鲍尔环、鞍型填料等散装 填料，格栅、波纹板、脉冲等规整填 料；填料为气液接触的基本元件 操作特点气液逆流逐级接触微分式接触，可采用逆流操作，也可 采用并流操作 设备性能 空塔速度（亦即生产能力） 高，效率高且稳定；压降大， 液气比的适应范围大，持液量 大，操作弹性小 大尺寸空塔气速较大，小尺寸空塔气 速较小；低压时分离效率高，高压时 分离效率低，传统填料效率较低，新 型乱堆及规整填料效率较高； 大尺寸压力降小，小尺寸压力降大； 要求液相喷淋量较大，持液量小，操 作弹性大 制造与维修直径在600mm以下的塔安装困 难，安装程序较简单，检修清 理容易，金属材料耗量大 新型填料制备复杂，造价高，检修清 理困难，可采用非金属材料制造，但 安装过程较为困难 适用场合处理量大，操作弹性大，带有 污垢的物料 处理强腐蚀性，液气比大，真空操作 要求压力降小的物料 在本设计中，之所以选用板式塔，塔底为直接蒸汽加热，板式塔塔底无需再添加气体初始分布装置，且塔顶和进料口位置无需添加液体初始分布装置；另一方面，塔板所需费用要远低于规整填料，正式是因为板式塔的结构简单，造价较低两大优点，导致具有比较大的经济优势。 化工原理课程设计 乙醇——水混合液精馏塔设计 刘入菡 应用化学专业应化1104班学号110130106 指导教师顾明广 摘要 本设计为分离乙醇-水混合物，采用筛板式精馏塔。精馏塔是提供混合物气、液两相接触条件，实现传质过程的设备。它是利用混合物中各组分挥发能力的差异，通过液相和气相的回流，使混合物不断分离，以达到理想的分离效果。 选择精馏方案时因组分的沸点都不高所以选择常压，进料为泡点进料，回流是泡点回流。塔顶冷凝方式是采用全凝器，塔釜的加热方式是使用再沸器。 精馏过程的计算包括物料衡算，热量衡算,塔板数的确定等。然后对精馏塔进行设计包括：塔径、塔高、溢流装置。最后进行流体力学验算、绘制塔板负荷性能图。 乙醇精馏是生产乙醇中极为关键的环节，是重要的化工单元。其工艺路线是否合理、技术装备性能之优劣、生产管理者及操作技术素质之高低，均影响乙醇生产的产量及品质。工业上用发酵法和乙烯水化法生产乙醇，单不管用何种方法生产乙醇，精馏都是其必不可少的单元操作。浮阀塔具有下列优点：1、生产能力大。2、操作弹性大。3、塔板效率高。4、气体压强降及液面落差较小。5、塔的造价低。浮阀塔不宜处理易结焦或黏度大的系统，但对于黏度稍大及有一般聚合现象的系统，浮阀塔也能正常操作。 关键词：乙醇水精馏浮阀塔连续精馏塔板设计 目录 前言 (1) 第一章设计任务书 (2) 1.1、设计条件 (2) 1.2、设计任务 (2) 1.3、设计内容 (3) 第二章设计方案确定及流程说明 (5) 第三章塔板的工艺设计 (7) 3.1、全塔物料衡算 (7) 3.2、塔内混合液物性计算 (8) 3.3、适宜回流比 (15) 3.4、溢流装置 (21) 3.5、塔板布置与浮阀数目及排列 (22) 3.6、塔板流体力学计算 (25) 3.7、塔板性能负荷图 (29) 3.8、塔高度确定 (33) 第四章附属设备设计 (35) 4.1、冷凝器的选择 (35) 4.2、再沸器的选择 (36) 第五章辅助设备的设计 (38) 5.1、辅助容器的设计 (38) 5.2、管道设计 (39) 1.引言 1.1.精馏原理及其在化工生产上的应用 实际生产中，在精馏柱及精馏塔中精馏时，上述部分气化和部分冷凝是同时进行的。对理想液态混合物精馏时，最后得到的馏液(气相冷却而成)是沸点低的B物质，而残液是沸点高的A物质，精馏是多次简单蒸馏的组合。精馏塔底部是加热区，温度最高；塔顶温度最低。精馏结果，塔顶冷凝收集的是纯低沸点组分，纯高沸点组分则留在塔底。 1.2.精馏塔对塔设备的要求 精馏设备所用的设备及其相互联系，总称为精馏装置，其核心为精馏塔。常用的精馏塔有板式塔和填料塔两类，通称塔设备，和其他传质过程一样，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。 ②效率高：气液两相在塔内保持充分的密切接触，具有较高的塔板效率或传质效率。 ③流体阻力小：流体通过塔设备时阻力降小，可以节省动力费用，在减压操作是时，易于达 到所要求的真空度。 ④有一定的操作弹性：当气液相流率有一定波动时，两相均能维持正常的流动，而且不会使 效率发生较大的变化。 ⑤结构简单，造价低，安装检修方便。 ⑥能满足某些工艺的特性：腐蚀性，热敏性，起泡性等。 1.3常用板式塔类型及本设计的选型 常用板式塔类型有很多，如：筛板塔、泡罩塔、舌型塔、浮阀塔等。 由于浮阀塔有如下优点： ①生产能力大，由于塔板上浮阀安排比较紧凑，其开孔面积大于泡罩塔板，生产能力比泡罩塔板大20%～40%，与筛板塔接近。 ②操作弹性大，由于阀片可以自由升降以适应气量的变化，因此维持正常操作而允许的负荷波动范围比筛板塔，泡罩塔都大。 ③塔板效率高，由于上升气体从水平方向吹入液层，故气液接触时间较长，而雾沫夹带量小，塔板效率高。 ④气体压降及液面落差小，因气液流过浮阀塔板时阻力较小，使气体压降及液面落差比泡罩塔小。 ⑤塔的造价较低，浮阀塔的造价是同等生产能力的泡罩塔的 50%～80%，但是比筛板塔高 20%～30。 而且近几十年来，人们对浮阀塔的研究越来越深入，生产经验越来越丰富，积累的设计数据比较完整，因此设计浮阀塔比较合适。 第一章：塔板的工艺设计 一、精馏塔全塔物料衡算 F:进料量（kmol/s ） F x :原料组成（摩尔分数，同下） D:塔顶产品流量（kmol/s ） D x :塔顶组成 W:塔底残液流量（kmol/s ） ：W x 塔底组成 原料乙醇组成：%91.8%10018/8046/2046 /20x =?+= F 塔顶组成：%98.85%10018 /646/9446 /94=?+= D x 塔底组成：%12.0%10018 /7.9946/3.046 /3.0=?+= W x 进料量：F=25万吨/年= 4706.03600 2430010 182.01462.010254 3=?????? ??-+??（kmol/s ） 物料衡算式为：F=D+W Fx F =Dx D +W W x 联立带入求解：D=0.0482 kmol/s W=0.4424 kmol/s 二、常压下乙醇-水气液平衡组成（摩尔）与温度关系 1. 温度 利用表中数据由差值法可求得t F 、t D 、t W ①t F : 21 .791.80.89t 66.921.77 .860.89F --=--, t F =87.41 ℃ ②t D : 72 .7498.8541.78t 72.7443.8941 .7815.78--=--D ， t D =78.21 ℃ ③t W ： 12.0100 t 90.105.95100W --=--， t W =99.72 ℃ ④精馏段的平均温度：81.822 21 .7841.872t t t 1=+=+= F D ℃ ⑤提馏段的平均温度：57.932 72 .9941.872t t t 2=+=+= F W ℃ 2. 密度 已知：混合液密度： B B A A L ραραρ+ = 1 (α为质量分数，M 为平均相对分子质量) 混合气密度：0 04.22TP M P T V =ρ 塔顶温度：t D =78.21 ℃ 气相组成43 .8910015 .7821.7843.8915.7815.7841.78y --= --D D y ： ， %88.86=D y 进料温度：t F =87.41℃ 气相组成F F y 10091.3841 .870.8975.4391.387.860.89y --= --： ， %26.42y =F 塔底温度：t W =99.72℃ 气相组成W W y 100072 .991000.1705.95100y --= --：， W y =1.06% ⑴ 精馏段 液相组成1x ：1x = 2x x F D +, %445.47x 1= 气相组成2 y y y y 11F D += ：, %545.64y 1= 所以 286.31)4745 .01(184745.0461=-?+?=L M kg/mol 074.36)6455 .01(186455.0462=-?+?=L M kg/mol 目录 摘要 (1) Abstract (2) 1概述 (3) 1.1设计的背景 (3) 1.2设计的意义和要求 (3) 1.3筛板塔的特点 (4) 1.4筛板塔的发展及使用情况 (5) 1.5设计步骤及内容 (5) 2设计方案的确定 (7) 2.1操作压力 (7) 2.2进料热状态 (7) 2.3加热方式 (7) 2.4冷却方式 (7) 2.5回流比的选择 (8) 3精馏工艺的计算 (9) 3.1设计条件的重述与分析 (9) 3.2理论板数的计算 (10) 3.3物料衡算 (14) 3.4塔板总效率的估算 (15) 3.5实际板数的计算 (16) 3.6热量恒算 (16) 4塔板和塔的主要尺寸设计 (20) 4.1板间距的初选 (20) 4.2塔径的计算 (20) 4.3塔板详细设计 (23) 4.3.1塔板上的流型选择 (23) 4.3.2溢流装置 (23) 4.3.3鼓泡区筛孔安排 (28) 4.3.4塔板布置 (29) 5塔板的流体力学验算及设计评述 (32) 5.1塔板的流体力学验算 (32) 5.2设计评述 (40) 6设计成果 (42) 7.主要符号一览表 (45) 参考文献 (46) 致谢 (47) 筛板式乙醇精馏塔的设计 摘要：化工生产中，常需要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。精馏因为有很多的优点，所以经常被优先考虑。长期以来精馏被误以为操作范围狭窄，筛孔容易堵塞而遭受冷遇。本次设计对其进行了重新的研究，结果表明：造成筛板操作范围狭窄的原因是设计不良，筛孔易堵塞的问题，可采用大孔径筛板予以解决。本次对筛板式乙醇精馏塔的设计首先确定设计方案，再对精馏塔工艺各个环节进行计算，从而设计出塔板和塔的主要工艺尺寸，最后对塔板的流体力学验。 关键词：乙醇；精馏塔；尺寸设计；塔板乙醇水精馏塔设计
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