乙酸乙酯-乙醇精馏塔的设计课程设计
引言
这份课程设计旨在设计一个乙酸乙酯-乙醇精馏塔，以实现有效的分离和提纯乙酸乙酯和乙醇混合物。本文档将提供有关该塔的设计和操作参数的详细信息。
设计目标
该精馏塔的设计目标有以下几点：
1. 提供足够的塔高和塔板数以实现充分的分离效果。
2. 最小化能源消耗，提高操作效率。
3. 保证设备的稳定性和安全性。
设计参数
1. 塔高：根据所需的分离效果和流量要求，确定合适的塔高。通常，较高的塔高可以提供更好的分离效果，但也增加了设备成本和能源消耗。
2. 塔板数：根据乙酸乙酯和乙醇混合物的成分和所需的分离效果，确定合适的塔板数。较多的塔板数可提供更充分的分离效果。
3. 进料温度：通过调整进料温度，可以控制乙酸乙酯和乙醇的沸点差异，从而实现有效的分离。
4. 冷凝器温度：通过调整冷凝器温度，可以控制乙酸乙酯和乙醇的沸点差异，从而实现有效的分离。
5. 塔板压力：通过调整塔板压力，可以控制乙酸乙酯和乙醇的汽液平衡，从而实现有效的分离。
6. 冷却介质的选择：根据操作要求选择合适的冷却介质，以实现对乙酸乙酯和乙醇的冷凝。
操作参数
在设计乙酸乙酯-乙醇精馏塔时，需要考虑以下操作参数：
1. 进料流量：根据生产需求确定进料流量。
2. 乙酸乙酯产品纯度：根据生产要求确定所需的乙酸乙酯产品
纯度。
3. 乙醇产品纯度：根据生产要求确定所需的乙醇产品纯度。
4. 乙酸乙酯回收率：根据生产要求确定所需的乙酸乙酯回收率。
结论
通过合理的设计和操作参数选择，乙酸乙酯-乙醇精馏塔可以
实现有效的分离和提纯乙酸乙酯和乙醇混合物。必须充分考虑分离
效果、能源消耗和操作安全，以实现最佳的设备性能和生产效益。
以上是乙酸乙酯-乙醇精馏塔的设计课程设计的内容。谢谢！
乙醇精馏塔化工原理课程设计---分离乙醇-水混合物精馏塔设计
化工原理课程设计 分离乙醇-水混合物精馏塔设计 学院：化学工程学院 专业： 学号： 姓名： 指导教师： 时间： 2012年6月13日星期三
化工原理课程设计任务书 一、设计题目：分离乙醇-水混合物精馏塔设计 二、原始数据： a）原料液组成：乙醇 20 % 产品中：乙醇含量≥94% 残液中≤4% b）生产能力：6万吨/年 c）操作条件 进料状态：自定操作压力：自定 加热蒸汽压力：自定冷却水温度：自定 三、设计说明书内容： a）概述 b）流程的确定与说明 c）塔板数的计算（板式塔）；或填料层高度计算（填料塔） d) 塔径的计算 e）1）塔板结构计算； a 塔板结构尺寸的确定； b塔板的流体力学验算；c塔板的负荷性能图。 2）填料塔流体力学计算； a 压力降； b 喷淋密度计算 f）其它 （1）热量衡算—冷却水与加热蒸汽消耗量的计算 （2）冷凝器与再沸器传热面的计算与选型（板式塔） （3）除沫器设计 g）料液泵的选型 h）计算结果一览表
目录 前言 (2) 一、概述 (2) 二、精馏系统工艺流程的确定 (3) 三、物料衡算 (3) 四、塔板数计算 (3) 1、理论塔板数的确定 2、总板效率估计 3、计算实际塔板数 五、塔板结构的工艺设计 (5) 1、初选塔板间距 2、塔径计算 3、塔板上溢流型式的确定 4、塔板布置 5、塔板各部分面积和对应气速计算 六、塔板流体力学校核 (10) 1、板上溢流强度检查 2、气体通过塔板的压力降计算 3、液面落差校核 4、漏液点气速校核 5、降液管内液面高度和液体停留时间校核 七、塔板负荷性能图 (12) 1、负荷性能图的绘制 2、塔板结构设计评述 八、塔总体结构 (13) 1、塔高的计算 2、接管 3、人孔和手孔 九、精馏塔附属设备选型设算 (18) 参考资料 (18) 附录 1、乙醇～水溶液的密度 (18) 2、乙醇～水溶液汽液平衡数据（常压） (19) 3、乙醇～水蒸汽在沸腾条件下的密度 (20) 4、苯、甲苯的密度、表面张力和汽化潜热 (20) 5、总传热系数（列管换热器）的大致范围 (20) 6、乙醇～水混合物的热焓 (21) 摘要
化工原理课程设计是“化工原理”的一次总结性教学环节，是培养学生综合运用该课程及其他先修课程的基本知识解决实际问题的一次训练。本课程要求学生在规定时间内，按照设计任务书的要求完成某一典型化工设备的工艺设计和设备装配图的绘制。通过课程设计，培养学生查阅资料和搜集数据的能力；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，并在考虑可持续发展的设计思想指导下去分析和解决与化学有关的生产和科研实际问题的能力；迅速准确地进行工程计算（包括电算）的能力；用简洁的文字清晰的图表来表达自己设计思想的能力；培养学生树立正确的设计思想和独立工作的能力。 化工原理课程设计任务书一 一、设计题目：乙醇精馏塔 二、设计任务及条件 （1）、进料含乙醇38.2%，其余为水（均为质量分率，下同） （2）、产品乙醇含量不低于93.1%； （3）、釜残液中乙醇含量不高于0.01%； （4）、生产能力5000T/Y乙醇产品，年开工7200小时 （5）、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；④回流比：R=5 ⑤单板压降：75mm液柱 三、设计内容 （1）、流程的确定与说明； （2）、塔板和塔径计算； （3）、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。（4）、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 四、设计成果 （1）设计说明书一份； （2）A4设计图纸包括：流程图、精馏塔工艺条件图。 工原理课程设计任务书二 一、设计题目：清水吸收变换气的填料塔装置设计 二、设计任务及条件： （1）生产能力： 进入系统的变换气为：1200+n*10（标准状况）； （2） （3 （4）吸收温度30℃，连续操作； （5）操作压力：1.8MPa 三、设计内容 （1）流程的确定与论证; （2）吸收塔技术指标与操作指标确定,包括：塔径、填料层的高度、填料层的压力降等；（3）工艺计算、结构设计、流体力学条件校核； （3）辅助设备选型。 四、设计成果 （1）设计说明书一份； （2）设计图纸包括：流程图、填料吸收塔工艺条件图
广西大学化学化工学院 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
化工原理课程设计-乙醇-水精馏塔设 计.doc 化工原理课程设计：乙醇-水精馏塔设计 一、设计任务 本设计任务是设计一个乙醇-水精馏塔，用于分离乙醇和水混合物。给定混合物中，乙醇的含量为30%，水含量为70%。设计要求塔顶分离出95%以上的乙醇，塔底剩余物中水含量不超过5%。 二、设计方案 1.确定理论塔板数 根据给定的乙醇含量和设计要求，利用简捷计算法计算理论塔板数。首先确定乙醇的回收率和塔顶产品的浓度，然后根据简捷计算公式计算理论塔板数。 2.塔的总体积和尺寸 根据理论塔板数和每块理论板的液相体积流量，计算塔的总体积。根据总体积和塔内件设计要求，确定塔的外形尺寸。 3.塔内件设计 塔内件包括溢流管、进料口、冷凝器、再沸器和出口管等。溢流管的尺寸和形状应根据塔径和物料性质进行设计。进料口的位置和尺寸应根据进料流量和进料组成进行设计。冷凝器和再沸器应根据物料的热力学性质和工艺要求进行设计。出口管应根据塔径和出口流量进行设计。 4.塔板设计 每块塔板的设计包括板上液相和气相的流动通道、堰和降液管等。根据物料的物理性质和操作条件，确定液相和气相的流动通道尺寸和形状。堰的
高度和形状应根据液相流量和操作条件进行设计。降液管的设计应保证液相流动顺畅且无滞留区。 5.塔的支撑结构和保温 根据塔的外形尺寸和操作条件，设计支撑结构的形状和尺寸。考虑保温层的设置，以减小热量损失。 三、设计计算 1.确定理论塔板数 根据简捷计算法，乙醇的回收率为95%，塔顶产品的乙醇浓度为95%。 通过简捷计算公式，得到理论塔板数为13块。 2.塔的总体积和尺寸 每块理论板的液相体积流量为0.01m3/min，因此总体积为 0.013m3/min。考虑一定裕度，确定塔的外径为0.6m，高度为10m。 3.塔内件设计 溢流管的尺寸为Φ10mm，形状为直管上升式。进料口的位置位于第3块理论板处，尺寸为Φ20mm。冷凝器采用列管式换热器，再沸器采用釜式 再沸器。出口管采用标准出口管，直径为Φ20mm。 4.塔板设计 每块塔板的液相流动通道采用弓形通道，通道尺寸为Φ10mm。气相流动通道采用直通道，高度为5mm。堰的高度为50mm，形状为三角形堰。降液管采用标准降液管，直径为Φ20mm。 5.塔的支撑结构和保温 采用钢筋混凝土结构作为支撑结构，形状为圆柱形，直径为1m，高度为10m。考虑保温层厚度为5cm。 四、总结 本设计任务针对乙醇-水混合物的分离进行了乙醇-水精馏塔的设计。通过简捷计算法确定了理论塔板数，然后根据总体积和塔内件设计要求确定了塔的外形尺
精馏塔设计计算 1精馏塔工艺设计 1.1设计参数 该乙酸乙酯精馏塔设计处理乙酸乙酯和乙酸丁酯混合物的年处理能力为10000吨，进料含乙酸乙酯的质量分数为32％，塔顶产品乙酸乙酯的含量大于95％，釜液中乙酸乙酯的残留量小于4％。 操作条件：塔顶压力为常压，进料温度60℃，回流比为6.5。 1.2物料衡算 根据设计参数中对乙酸乙酯产品产量及产品含量的要求，首先要进行物料衡算，得出塔顶产品和塔釜产品的流量，为了便于计算和区分，用A 代指混合物料中的乙酸乙酯，用B 代指乙酸丁酯。 乙酸乙酯的摩尔质量A M =88.11kg/kmol 乙酸丁酯的摩尔质量B M =116.16kg/kmol 进料含乙酸乙酯的摩尔百分数为 F x =(32/88.11)/(32/88.11+68/116.16)=0.38287 塔顶产品中乙酸乙酯摩尔百分数为 D x =(95/88.11)/(95/88.11+5/116.16)=0.96161 釜液中乙酸乙酯的的摩尔百分数为 W x =(4/88.11)/(4/88.11+96/116.16)=0.05207 原料液平均摩尔质量为 B F A F F M x M x M )1(-+==105.42050kg/kmol （3.1） 塔顶产品平均摩尔质量为 B D A D D M x M x M )1(-+==89.18684kg/kmol （3.2） 塔釜液体平均摩尔质量为 B W A W W M x M x M )1(-+==114.69944kg/kmol （3.3） 设精馏塔平均每年工作300天，每天24小时连续运行，则进料摩尔流量为 F =1000×103/(300×24×105.42050)=13.17475kmol/h 由 W D F += （3.4）
分离乙醇水的精馏塔设计 乙醇和水的分离是化工过程中常见的一种操作，常用的分离方法是通过精馏塔进行分离。精馏塔是一种经过精心设计的设备，利用液体的沸点差异进行分离。下面是一个关于乙醇水分离的精馏塔设计的详细说明。 1.目标 首先需要明确设计的目标。在这种情况下，目标是将乙醇和水分离，获得所需浓度的乙醇产品。这可以通过在精馏塔中提供适当的温度和压力条件来实现。 2.塔的类型 根据操作需求，可以选择合适的塔类型。在这种情况下，可以选择常见的塔类型，如板塔或填料塔。两种类型都可以用于乙醇和水的精馏，但填料塔通常更适合操作，因为它们具有更大的表面积，有助于有效的质量传递。 3.塔的结构 精馏塔的结构由塔底、塔体和塔顶组成。塔底通常用于收集底部的饱和液和不纯物质，塔体用于分离乙醇和水的混合物，而塔顶用于收集纯净的乙醇产品。 4.塔的操作条件 乙醇和水有相对较小的沸点差，因此在精馏过程中，必须要提供适当的操作条件来分离它们。操作条件的选择将取决于所需的乙醇纯度和回收率。一般来说，塔的顶部温度应低于乙醇的沸点，而底部温度应高于水的沸点。
5.冷却系统 精馏塔需要一个冷却系统来控制温度。这可以通过在塔顶安装冷凝器 来实现。冷凝器将气体中的乙醇蒸汽冷却成液体，并从塔顶收集纯净的乙 醇产品。 6.反应器 为了增加乙醇的产率，可以在塔底添加一个反应器。在反应器中，可 以将一部分乙醇和水反应生成乙醇化合物，从而增加乙醇的回收率。这可 以通过在塔底加热和加压来控制反应。 7.控制系统 精馏塔的操作需要一个有效的控制系统来实现所需纯度和回收率。这 可以通过监测塔内的温度和压力，并对冷却器和加热器进行控制来实现。 8.安全防护 由于精馏过程可能涉及高温和高压操作，必须采取适当的安全措施。 这包括使用安全阀和压力传感器来确保塔的安全操作。此外，还需要对精 馏塔进行定期检查和维护，以确保其在运行中的安全性。 总结： 乙醇和水的精馏塔设计需要仔细考虑多个因素，包括操作条件、塔的 结构和冷却系统。通过合适的设计和操作，可以实现所需的纯度和回收率。在整个过程中，安全性是至关重要的，必须采取适当的安全措施来保护操 作人员和设备的安全。
首届山东省“隆腾—双利杯”大学生化 工过程实验技能竞赛 7200吨/年乙酸乙酯—乙酸丁酯 精馏装置设计 设计人： 单位： 指导教师: 完成时间:2010-12-8 目录 课程设计任务书................................................................ 摘要 ......................................................................... 第一章文献综述................................................................ 第二章设计方案的确定.......................................................... 2.1操作条件的确定............................................................ 2.2确定设计方案的原则........................................................ 第三章塔体计算................................................................ 3.1设计方案的确定............................................................ 3.2精馏塔的物料衡算.......................................................... 3.2.1原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量.................................. 3.2.2物料衡算.............................................................. 3.3全凝器冷凝介质的消耗量.................................................... 3.3.1热量计算.............................................................. 3.3.2热能利用.............................................................. 3.4塔板数的确定.............................................................. 3.4.1理论塔板层数的确定.................................................... 3.4.2全塔效率的估算........................................................ 3.4.3实际塔板数............................................................
乙醇水精馏塔设计 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内分离乙醇－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。由于所涉浓度范围内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。
目录 设计说明书 一、设计项目背景 (2) 二、生产工艺流程 (4) 三、生产规模 (5) 四、物料衡算结果 (5) 五、能量衡算结果 (5) 六、设备选型 (6) 计算说明书 一、物料衡算 (7) 1、每小时生产能力的计算 (7) 2、生产工艺流程示意图 (7) 3、各塔物料衡算 (7) 二、能量衡算 (9) 三、设备选型(冷凝器2的选型计算) (10) 1、水的定性温度 (10) 2、按热面积设定 (11) 3．传热系数 (11)
设计说明书 设计项目：乙醇精馏车间 产品名称：工业乙醇 产品规格：纯度95% 一、设计项目背景： 1.乙醇的理化性质 乙醇又称酒精，分子式为CH 3CH 2 OH，相对分子质量46.07。为无色透明、易 燃易挥发的液体，有酒的气味和刺激性辛辣味，溶于水、甲醇、乙醚和氯仿，能溶解许多有机化合物和若干无机化合物，具有吸湿性，能与水形成共沸混合物，蒸气与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限4.3%-19.0%（体积）。 无水乙醇相对密度0.7893（20/4℃），熔点-117.3℃，沸点78.32℃，折射率1.3614，闪点（闭杯）14℃。 工业乙醇（含乙醇95%）折射率1.3651，表面张力（20℃）22.8mN/m，粘度（20℃）1.41mPa·s，蒸气压（20℃）5.732kPa，比热容（23℃）2.58J/(g·℃），闪点12.8℃，相对密度0.816，沸点78.15℃，凝固点-114℃，自燃点793℃。 2.乙醇的用途 乙醇有相当广泛的用途，是重要的有机溶剂，广泛用于用于溶结树脂，制造涂料。医疗上常用75%（体积分数）的酒精做消毒剂，它可以渗入细菌体内，在一定浓度下能使蛋白质凝固变性而杀灭细菌。因不能杀灭芽孢和病毒，故不能直接用于手术器械的消毒，50%稀醇可用于预防褥瘊，25%～30%稀醇可擦浴，用于高热病人，使体温下降。 除用作燃料，制造饮料和香精外，乙醇也是一种重要的有机化工原料，如用于制造乙醛、乙二烯、乙胺、乙酸乙酯、乙酸、氯乙烷等等，并衍生出染料、涂料、香料、合成橡胶、洗涤剂、农药等产品的许多中间体，其制品多达300种以上，但目前乙醇作为化工产品中间体的用途正在逐步下降，许多产品例如乙醛、
目录 一．设计任务及要求 ............................................................................................3 二．概述 ...............................................................................................................3 三．设计依据 .......................................................................................................4 五．操作条件的计算 .. (4) 1.塔型选择 ....................................................................................................................................... 4 2.1 操作压力 ................................................................................................................................... 5 2.2 进料状态 ................................................................................................................................... 5 2.3 加热方式 ................................................................................................................................... 5 2.4 热能利用 ................................................................................................................................... 5 3.最小回流比及操作回流比的确定 ............................................................................................... 6 3.1逐板计算： ................................................................................................................................ 6 3.2全塔效率的估算 ........................................................................................................................ 7 3.3实际塔板数 P N (8) 4.全凝器冷凝介质的消耗量 ........................................................................................................... 8 5.热能利用 (8) 六.精馏塔主体尺寸的计算 (9) 1.精馏段与提馏段的体积流量 ....................................................................................................... 9 2.塔径的计算 ................................................................................................................................... 9 3.塔高的计算 ................................................................................................................................. 12 4.液流型式的选择 ......................................................................................................................... 12 5.溢流堰（出口堰）的设计 (13) (1).堰长W l : (13) l W =(0.6～0.8)D=0.7×1600=1120mm (13) (2).堰上液层高度h OW ： (13) 6.塔板设计 ..................................................................................................................................... 14 6.1塔板尺寸 .................................................................................................................................. 15 6.2降液管底隙高度h0 ................................................................................................................. 15 6.3板结构的选择 .......................................................................................................................... 16 6.4板材料的选择 .......................................................................................................................... 16 6.5板基本结构的选择 .................................................................................................................. 16 6.6筛孔数n . (16) 7.塔板的流体力学验算 (17) 7.1气体通过塔板的压强降: p h ,m 液柱 (17)
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 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 (5) 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 (9) 3.1物料衡算 (9) 3.2理论塔板数的计算 (9) 3.2.1 查找各体系的汽液相平衡数据 (9) 如表3-1 (9) 3.2.2 q线方程 (9) 3.2.3 平衡线 (10) 3.2.4 回流比 (11) 3.2.5 操作线方程 (11) 3.2.6 理论板数的计算 (12) 3.3 实际塔板数的计算 (12) 3.3.1全塔效率ET (12) 3.3.2 实际板数NE (13) 4塔的结构计算 (14) 4.1混合组分的平均物性参数的计算 (14) 4.1.1平均分子量的计算 (14) 4.1.2 平均密度的计算 (15) 4.2塔高的计算 (16) 4.3塔径的计算 (16) 4.3.1 初步计算塔径 (17) 4.3.2 塔径的圆整 (18) 4.4塔板结构参数的确定 (18) 4.4.1溢流装置的设计 (18) 4.4.2塔盘布置（如图4-4） (18) 4.4.3 筛孔数及排列并计算开孔率 (19) 4.4.4 筛口气速和筛孔数的计算 (20) 5 精馏塔的流体力学性能验算 (21) 5.1 分别核算精馏段、提留段是否能通过流体力学验算 (21) 5.1.1液沫夹带校核 (21) 5.2.2塔板阻力校核 (22) 5.2.3溢流液泛条件的校核 (24) 5.2.4 液体在降液管内停留时间的校核 (24) 5.2.5 漏液限校核 (24) 5.2 分别作精馏段、提留段负荷性能图 (25) 5.3 塔结构数据汇总 (27)
一、设计方案的确定 1.塔型：选用重型浮阀塔 F1型浮阀塔的结构简单，制造方便，节省材料，性能良好，广泛用于化工与炼油生产中，现已列入部颁标准〔1118-68〕内。一般情况下采用重阀，只有在处理量大并且要求压强降得很低的系统〔如减压塔〕中，采用轻阀。由于本设计采用常压操作即可完成任务故采用重阀。重阀采用厚度未2mm 的薄板冲制，每阀质量约为33g 。 浮阀塔具有以下优点：生产能力大；操作弹性好；塔板效率高；气体压强与液面落差较小；使用周期长；结构简单，便于安装；塔的造价低等。 2.操作压力：常压精馏 因为常压下乙醇—水湿液态混合物，其沸点较低〔小于100℃〕，故采用常压精馏就可以分离。 3.进料状态：泡点进料 泡点进料的操作容易控制，而且不受季节的影响；另外泡点进料时精馏段和提留段塔径相同，设计和制造比较方便。 4.加热方式：采用间接蒸汽加热 5.冷却剂与出口温度：采用25℃常温水为冷却剂，出口温度是40℃ 6.回流方式：泡点回流 泡点回流易于控制，设计和控制是比较方便，而且可以节约能源。 3.1工艺条件和物性参数的计算 3.3.1将质量分数转换成摩尔分数 质量分数：0.425F X = 0.8346 =0.92580.8346+0.1718D X ⨯= ⨯⨯ B 0.146 =0.22120.146+0.918 X ⨯= ⨯⨯ 摩尔分数：()F 0.425/46 =0.22430.425/4610.425/18 x = +-0.8300D x =0.1000B x = 3.1.2物料衡算 摩尔流量：原料处理量=20.0115 1.85/t h -⨯=
故摩尔流量()()185010.42518500.42576.19/4618 F kmol h ⨯-⨯= += 由F D B Fx Dx Bx =+B F D =+ ()0.22430.1 76.1912.97/0.830.1 F B D B x x D F kmol h x x --==⨯=-- ()76.1912.9763.22/B F D kmol h =-=-= 质量流量：1850/F kg h =F D B Fx Dx Bx =+B F D =+ 471.84/D kg h = 1378.16/B kg h = 3.1.3平均分子量 ()()0.22434610.22431824.28/F M kg kmol =⨯+-⨯= ()()0.834610.831841.24/D M kg kmol =⨯+-⨯= ()0.1460.91820.8/B M kg kmol =⨯+⨯= 3.1.4理论塔板数T N 的求取〔图解法〕 乙醇—水气液平衡数据做x-y 图 （1） 最小回流比 从下图读得，精馏线的斜率为 min min 8334 0.5904183 R R -==+，故min 1.441R =
（封面） XXXXXXX学院 《化工原理》课程设计——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
一、设计任务书 设计题目：乙醇——水精馏塔 设计任务及条件： 1、精馏塔进料液含乙醇25%（质量分数，下同），其余为水。 2、产品乙醇含量不得低于94%。 3、残液中乙醇含量不得高于0.1%。 4、生产能力为日产（24小时）70吨94%的乙醇产品 5、操作条件 表 1 操作条件表 6、设备类型：浮阀塔 7、厂址：XX地区 二、方案设计 根据设计任务书可知，本设计属于乙醇生产产物提纯分离的一部分，即精馏塔部分，并且根据课程需要做了简化处理，设计分离物系为乙醇-水的二元，塔顶采出符合要求的乙醇产品，相应的设计要求如设计任务书所示。 2.1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：气液两相在塔内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。 表2 板式塔和填料塔的性能比较
在本设计中，板式塔具有较宽的操作负荷范围，操作易于稳定的优点，所以选用板式塔。 2.2常用板式塔类型及本设计的选型 塔板形式很多，常见的有泡罩塔板、筛孔塔板、浮阀塔板、网孔塔板、垂直塔板、无降液管塔板（常见的有穿流式栅板、穿流式筛板）、导向筛板、多降液管塔板和斜喷型塔板（常见的有舌型塔板、斜孔塔板、浮动舌型塔板、浮动喷射塔板）等。 泡罩塔板是工业上应用最早的塔板，它由升气管及泡罩构成。泡罩安装在升
南京工业大学 《化工设计》专业课程设计 设计题目 乙醛缩合法制乙酸乙酯 学生姓名 胡曦 班级、学号 化工091017 指导教师姓名 任晓乾 课程设计时间20 12年5月12日-20 12年6月1日 课程设计成绩 指导教师签字
目录 一、设计任务 (4) 二、概述 (4) 2.1乙酸乙酯性质及用途 (4) 2.2乙酸乙酯发展状况 (5) 三. 乙酸乙酯的生产方案及流程 (6) 3.1酯化法 (6) 3.2乙醇脱氢歧化法 (7) 3.3乙醛缩合法 (8) 3.4乙烯、乙酸直接加成法 (9) 3.5各生产方法比较 (10) 3.5确定工艺方案及流程 (10) 四．工艺说明 (10) 4.1. 工艺原理及特点 (10) 4.2 主要工艺操作条件................................................................................... 错误!未定义书签。 4.3 工艺流程说明 (10) 4.4 工艺流程图（PFD）............................................................................... 错误!未定义书签。 4.5 物流数据表 (10) 4.6 物料平衡................................................................................................... 错误!未定义书签。 4.6.1 工艺总物料平衡 (10) 4.6.2 公共物料平衡图.................................................................................... 错误!未定义书签。 五. 消耗量 (20) 5.1 原料消耗量 (20) 5.2 催化剂化学品消耗量 (20) 5.3 公共物料及能量消耗 (22) 六. 工艺设备 (20) 6.1 工艺设备说明 (20) 6.2 工艺设备表 (20) 6.3 主要仪表数据表 (20) 6.4 工艺设备数据表 (20) 6.5 精馏塔Ⅱ的设计 (20) 6.6最小回流比的估算 (22) 6.7 逐板计算 (24) 6.8 逐板计算的结果及讨论 (24) 七. 热量衡算 (25) 7.1热力学数据收集 (25)
《化工原理》专业课程设计 设计题目乙醇脱氢法制备乙酸乙酯 学生姓名班级、学号 指导教师姓名 课程设计时间20 12年05月12日-20 12年9月10日 课程设计成绩 指导教师签字 目录 1项目总论.............. 错误!未定义书签。 1.1 项目意义.............................................................................................. 错误!未定义书签。 1.2 建设规模.............................................................................................. 错误!未定义书签。 1.3 厂区及生产概况.................................................................................. 错误!未定义书签。 2 市场分析.............. 错误!未定义书签。
2.1 产品的性质与用途.............................................................................. 错误!未定义书签。 2.1.1物化特性................................................................................................. 错误!未定义书签。 2.1.2 主要用途................................................................................................ 错误!未定义书签。 2.2 国、内外产业状况.............................................................................. 错误!未定义书签。 2.2.1国外生产状况及发展动向..................................................................... 错误!未定义书签。 2.2.2国内生产状况及发展动向..................................................................... 错误!未定义书签。 2.3 产品的市场需求预测.......................................................................... 错误!未定义书签。 2.3.1进出口情况............................................................................................. 错误!未定义书签。 2.3.2消费现状及发展前景............................................................................. 错误!未定义书签。 3 厂址的选择及布置...... 错误!未定义书签。 3.1 厂址选择原则........................................................................................... 错误!未定义书签。 3.2 选择原因................................................................................................... 错误!未定义书签。 3.2.1 原料来源方便................................................................................ 错误!未定义书签。 3.2.2 地理位置优越................................................................................ 错误!未定义书签。 3.2.3 交通发达........................................................................................ 错误!未定义书签。 3.2.4 社会经济效益................................................................................ 错误!未定义书签。 3.3 厂区概况................................................................................................... 错误!未定义书签。 3.3.2 厂址地区的自然条件.................................................................... 错误!未定义书签。 3.3.3 厂址地区的交通运输条件............................................................ 错误!未定义书签。 3.3.4 基础设施建设................................................................................ 错误!未定义书签。 3.4 厂址布置................................................................................................... 错误!未定义书签。 3.4.1 厂区概况........................................................................................ 错误!未定义书签。 4 工艺设计方案.......... 错误!未定义书签。 4.1 概述........................................................................................................... 错误!未定义书签。 4.1.1 生产规模........................................................................................ 错误!未定义书签。 4.1.2 原料................................................................................................ 错误!未定义书签。 4.1.3 产品规格........................................................................................ 错误!未定义书签。 4.2 工艺设计方案........................................................................................... 错误!未定义书签。 4.2.1原料路线确定的原则和依据......................................................... 错误!未定义书签。 4.3工艺方案设计及说明............................................................. 错误!未定义书签。 4.3.1流程简介......................................................................................... 错误!未定义书签。 4.4 物料衡算................................................................................................... 错误!未定义书签。 4.4.1 衡算原理........................................................................................ 错误!未定义书签。 4.5 热量衡算................................................................................................... 错误!未定义书签。 4.5.1衡算原理......................................................................................... 错误!未定义书签。 4.6 典型设备设计及选型 (2) 4.6.1换热器计算说明书 (2) 4.6.2 脱氢缩合反应器参数说明 (10) 4.6.3 设备一览表 (10)