课程设计说明书
题目名称：分离乙醇—水混合液的筛板塔设计
院系：化学与材料工程学院
专业班级：11级应用化工技术
学生姓名：薛振东谌磊万晓慕叶渊
学号：201130820114
指导教师：胡燕辉屈媛
完成日期：2013.06.18
课程设计评定意见
设计题目：分离乙醇-水混合液的筛板塔设计
学生姓名：
评定意见：
评定成绩：
指导教师（签名）：年月日
课程设计任务书
摘要
精馏是利用物质沸点的不同，多次的进行混合蒸气的部分冷凝和混合液的部分蒸发的过程，以达到分离的目的。
塔设备是炼油和化工生产的重要设备，其作用在于提供气液两相充分接触的场所，有效地实现气液两相间的传热、传质，以达到理想的分离效果，因此它在石油化工生产中得到广泛应用。
一个完整的板式塔主要是由圆柱形塔体、塔板、降液管、溢流堰、受液盘及气体和液体进、出口管等部件组成，同时考虑到安装和检修的需要，塔体上还要设置人孔和手孔。平台扶梯和吊柱等部件，整个塔体由塔裙座支撑，在塔内，根据生产公益要求，装有多层塔板，为气液亮相提供接触的场所，塔板性能的好坏直接影响传质效果，是塔板塔的核心部件
设计目的：
1着重加深学生对于化工原理理论知识的掌握。
2积极引导学生去思考，培养他们灵活运用所学知识去解决问题的能力，以及查阅资料、处理数据的能力。
设计任务或主要技术指标：
含乙醇含量为35%（质量分数，以下同）的水溶液，拟经一精馏塔进行分离，塔顶得到乙醇纯度为93%，釜残液中含乙醇量为0.5%。年处理原料能力为2000吨。设计该精馏塔。
常压操作，回流比为最小回流比的1.5倍，回流液温度为塔顶蒸汽的露点。间接蒸汽加热，加热蒸汽压力为5kgf/cm2,冷切水进口温30.C出口温度45.C。设备热损失为加热蒸汽供热量的5%。
关键词：精馏塔、筛板、设计
目录
1.设计基础数据------------------------------------------------6
1.1原始数据及条件--------------------------------------------6
1.2乙醇和水的物理性质（表一）--------------------------------6
1.3乙醇和水的粘度（表二）------------------------------------6
1.4乙醇和水的表面张力（表三）--------------------------------6
1.5乙醇和水的密度（表四）------------------------------------6
1.6常压下乙醇——水的汽液平衡数据（表五）--------------------7
2.精馏塔工艺计算----------------------------------------------7
2.1塔的物料衡算-----------------------------------------------7
2.1.1原料液及塔顶塔底产品含乙醇的摩尔分率---------------------7
2.1.2进料量---------------------------------------------------7
2.1.3物料恒算式-----------------------------------------------8
2.2有关的工艺计算----------------------------------------------8
2.2.1原料液的平均摩尔质量--------------------------------------8
2.3最小回流比及操作回流比的确定--------------------------------8
2.4全凝器冷凝介质的消耗量--------------------------------------8
2.5热能利用----------------------------------------------------8 3．塔板数与塔径的计算----------------------------------------9
3.1理论板层数的确定------------------------------------ 9
3.2全塔效率的估算----------------------------------------------9
3.3实际塔板数Np-----------------------------------------------10 3.4 精馏段与提馏段的体积流量--------------------------------------10 3.41精馏段--------------------------------------------------
3.42提馏段--------------------------------------------------
3.5塔径的计算
3.6塔高的计算---------------------------------------------------12 4溢流装置与塔径计算---------------------------------------------12
4.1溢流装置的设计
4.2 塔板板面布置
6.设计计算结果汇总-----------------------------------------------14
7 结果讨论-------------------------------------------------------16 参考文献---------------------------------------------------------17
1.设计基础数据
1.1原始数据及条件
生产能力：年处理原料能力为2000吨（开工率365天/年）
原料：乙醇含量为35%（质量分数，以下同）的水溶液。
分离要求：塔顶得到乙醇纯度为93%，釜残液中含乙醇量为0.5%。
1.2乙醇和水的物理性质（表一）
1.3乙醇和水的粘度（表二）
1.4乙醇和水的表面张力（表三）
1.5
乙醇和水的密度（表四）
1.6常压下乙醇——水的汽液平衡数据（表五）
沸点t/C
乙醇分子乙醇分子沸点乙醇分子乙醇分子
/% （液相）
/% （气相）
t/C ? /% （液相） /% （气相） 100 99.9 99.8 99.7 99.5 99.2 99 98.75 97.64 95.8 95.5 91.3 89.0 87.9 86.7 85.3 85.2 84.1 83.75 82.7 82.3 82.3
0 0.004 0.04 0.05 0.12 0.23 0.31 0.39 0.79 1.61 1.90 4.16 7.21 7.41 9.66 12.38 12.64 16.61 17.41 23.37 25.75 26.08 0 0.053 0.51 0.77 1.57 2.90 3.725 45 8.76 16.34 17.00 29.92 38.91 39.61 43.75 47.04 47.49 50.89 51.67 54.45 55.74 55.80
82 81.5 81.3 80.7 80.6 80.1 79.85 79.8 79.7 79.5 79.3 79.2 78.95 78.75 78.74 78.6 78.4 78.27 78.2 78.15 78.15
27.3 32.73 33.24 39.65 42.09 48.92 52.68 50.79 51.98 61.02 57.32 65.64 68.92 72.36 74.72 75.99 79.82 83.87 85.97 89.41 89.43 56.44 59.26 58.78 61.22 62.22 64.70 66.28 65.64 65.99 70.29 68.41 72.71 74.69 76.93 78.15 79.26 81.83 84.91 86.40 89.41 89.43
2.精馏塔工艺计算
2.1塔的物料衡算
2.1.1原料液及塔顶塔底产品含乙醇的摩尔分率
F ：原料液流量)/(s kmol F x : 原料液组成%)(mol D ：塔顶产量流量 )/(s kmol D x : 塔顶组成%)(mol
W: 塔底残留液流量 )/(s kmol W x ：塔底组成%)(mol 原料乙醇组成：xF=(38÷46)/(38÷46+62÷18)=0.1809
塔顶组成：xF=(93÷46)/(93÷46+7÷18)=0.8387
塔底组成：xF=(5÷46)/(5÷46+95÷18)=0.0021 2.1.2进料量
F=1700吨/年=（2000×103）/（365×24×23.4）=9.76kmol/h 2.1.3物料恒算式
W D F +=
W D F x x x W D F +=
联立代入求解：D= 5.22h kmol / W= 4.54h kmol /
2.2有关的工艺计算
2.2.1原料液的平均摩尔质量
M F =x F ·M 乙醇+(1- x F )·M 水=0.1934×46 +（1-0.1934）18=23.4kg/kmol 同理可得M D =41.5kg/kmol ,M W =18.6kg/kmol
40℃下，原料液中ρ水=992.2 kg/m 3，ρ乙醇=777kg/m 3 由此可查图一得，原料液、
2.3最小回流比及操作回流比的确定
由于是饱和液体进料（泡点进料），Xq=xf=0.1809,过点e (0.1809,0.1809)作直线x=0.1809交平衡线于点d ，由d 点可读得yq=0.525，因此： Rmin=(Xd-yq)/(yq-xq)=(0.8387-0.525)/(0.525-0.1934)=0.912
由于要求回流比为最小回流比的1.5倍，可取操作回流比R=1.50.946=1.368
2.4全凝器冷凝介质的消耗量
塔顶全凝器的热负荷：Qc=（R+1）D （I VD -I LD ） 可以查得I VD =1266kJ/kg , I LD =253.9 kJ/kg
所以Qc=（1.368+1）×5.22×(1266-253.9)=2516.5kJ/h
取水为冷凝介质，其进出冷凝器的温度分别为30℃和45℃，则平均温度下的比热Cpc=4.174kJ/(kg ℃)，于是冷凝水用量可求：
Wc=Qc/ [Cpc(t 2-t 1) ]=6550.4/ [4.174×﹙45-30﹚]=40.2kg/h
2.5热能利用
以釜残液对预热原料液，则将原料液加热至泡点所需的热量Qf 可记为： Qf=Wf ·Cpf(t f2-t f1)
其中t fm =(83.3+40)/2=61.7℃
在进出预热器的平均温度及t fm =61.7℃的情况下可以查得比热Cpf=4.179kJ/(kg ℃), 所以 Qf= [2000×4.179×（83.3-40）]/（365×24）=41.31kJ/h
釜残液放出的热量Qw=Ww ·Cpw(tw 1- tw 2)
若将釜残液的温度降至tw 2=55℃，那么平均温度twm=(95.5+55)/2=75.3℃ 其比热为Cpw=4.191 kJ/(kg ℃)，因此，
Qw=7.76×4.191×（95.5-55）=1317.15 kJ/h
由以上可知：Qw ＞Qf ，于是理论上可以用釜残液加热原料液至泡点。
3.1理论板层数的确定
精馏段操作线方程：y=Rx/(R+1)+Xd/(R+1)=0.578x+0.392
泡点进料，q线方程为x=0.1809，在y-x相图中分别画出上述直线（定点截距发作精馏段操作线，借助q法作提馏段操作线），利用图解法可求出，如图二所示N
T
=16块（含塔釜），其中精馏段13块，提留段3块。
3.2全塔效率的估算
用奥康奈尔法对全塔效率进行估算：
由相平衡方程式y=αx/ [1+﹙α-1﹚x]可得α=y(x-1)/ [x﹙y-1﹚]
根据乙醇-水体系的相平衡数据可查得：
y1=xD=0.8387 x1=0.820(塔顶第一块板)
yf=0.525 xf=0.1934(加料板)
xw=0.0021 yw=0.013(塔釜)
因此可求得：α1=1.141 ,αf=5.028 ,αw=0.639
全塔的平均相对挥发度：
αm=(α1·αf·αw)1/3 =(1.141× 5.028 ×0.639) 1/3=1.54
全塔的平均温度：tm=(td+tf+tw)/3=(78.5+83.3+95.5)/3=85.8℃
在温度tm下查得μ
水=0.327mPa·s, μ
乙醇
=0.38 mPa·s
因为μ
L =Σxiμ
Li
所以，μ
Lf
=0.1934×0.38+(1-0.1934) ×0.327=0.337
全塔的液体平均粘度：μ
Lm =(μ
Lf
+μ
LD
+μ
LW
)/3=(0.337+0.38+0.327)/3=0.348
mPa·s
全塔效率E
T =0.49（α·μ
L
）-0.245=0.49×（1.54×0.348）-0.245=57.09%
3.3实际塔板数Np
Np=N
T /E
T
=16/0.5709=28块(含塔釜)
其中，精馏段的塔板数为:13/0.5709=23块提馏段 3/0.5709=5块
故加料板位置位于24块。
3.4精馏段与提馏段的体积流量
3.41精馏段
整理精馏段的已知数据列于下表，由表中数据可知:液相平均摩尔质量:M=
(M
F +M
L
)/2= (23.4+41.5)/2=32.45kg/kmol
液相平均温度：t
m = (t
f
+t
d
)/2= (83.3+78.5)/2=80.9°C
在平均温度下查的ρ
水=971.8kg/m3 ρ
乙醇
=735kg/m3
液相平均密度为：1/ρ
lm =x’
lm
/ρ
CH3CH2OH
+﹙1－x’
lm
﹚/ρ
H2O
3
L n =L n /ρLm =﹙3.31×32.45﹚／807＝0.133m 3/h
整理提馏段数据于下表，采用与精馏段中相同的计算方法可得提馏段的负
3.5 塔径的计算
由于精馏段和提留段的上升蒸汽量相差不大，为便于制造，我们取两端的塔径相等 由以上的计算结果可知： 汽塔的平均蒸汽流量：
=
+=
2
st
sj s v v v 068.02
059
.0077.0=+s m 3
汽塔的平均液相流量: 555104.62
102.91069.32
?=?+?=+=--st
sj s L L L s m 3
汽塔的汽相平均密度：
391.02
95
.023.12
m kg vt
vj l =+=
+=
ρρρ 汽塔的液相平均密度：
33.8352
6
.8638072
m kg vt
vj l =+=
+=
ρρρ 塔径可以由下面的公式算出：
D=
πμ
s
v 4
由于适应的空塔气速μ=（0.6~0.8）max μ，因此需先计算出量最大允许气速max μ。 取塔板间距H t =350mm=0.35m,板上液层高度h 1 =60mm=0.06m, 那么分离空间：
H t - h 1=0.35-0.06=0.29m 功能参数：v
l s s v L ρρ)
(
=029.091.03
.835068.0000064.0=? 从史密斯关联图查得：c 20=0.06,由于c= c 202
.0)20
6( 需先求平均表面张力: 全塔平均温度
c T T T W F D ?=++=++77.853
5
.953.835.783
在此温度下，乙醇的平均摩尔分数为：
3580.03
8387
.00202.01934.0=++
根据表3，得σ乙醇=16.7 mN N 4.61,=水σμ
σ=
mN x x 74.188387
.04.611934.07.164
.617.162
21121=?+??=
+σσσσ
C= c 202.0)20(
σ
=0.06059.0)20
74.18(2
.0=? s m c
v v L 79.191
.091
.03.835059.0max =-?=-=ρρρμ
所以，μ=（0.6~0.8）max μ=0.8?1.79=1.432s
m
液流收缩系数E
D=
πμ
s
v 4=
m 246.0432
.114.3068
.04=??
根据塔径尺寸，圆整后，得D=600mm 则塔截22228.06.04
14
.34
m D A T
=?=
=
π
空塔气速：24.028
.0068
.0'
1==
μs m
3.6塔高的计算：
塔的高度可以由下式计算： Z=m H E N T T T 45.935.0)15709
.016
()1(
=?-=- 4
溢流装置与塔盘设计
4.1溢流装置的设计
对平直堰，选堰长与塔径之比为 0.7 ，即
0.7w l D
=,于是堰长为
Lw=0.7D=0.7×5.0=3.5m
091.03600x 5
.310x 8.55
.24
-5.2==Lw Vl
图5液流收缩系数
由图5查得 1.011E =≈ 即
How=0.00284E ×[
Lw
Vl ]3
2
=0.00284×1×[
5
.333.3]3
2=0.0027m 于是 Hw=Hl-How=0.07-0.0027=0.0673m=67.3mm
Ho=Hw-10=67.3-10=57.3mm
取 At=1/4πD 2=1/4×3.14×52=19.625m 2 根据7.00
.55
.3==D Lw ，
图6弓形降液管的宽度和面积
由图6确定降液管横截面积A f
09.0=At
Af
即 Af=0.09At=0.09×19.625=1.7663m 2
4.2 塔板板面布置
取
m
W s 07.0=，
m
W c 05.0=
由图4确定
0.15d
W D =
即 Wd=0.15D=0.15×5.0=0.75m
X=D/2-(Wd+Ws)=5/2-(0.75+0.07)=1.68m R=D/2-Wc=5/2-0.05=2.45m Aa=2×（X 22X -r +r 2arcsin
r
X
）=2×(1.6822245.268.145.2+-×π/180 arcsin
45
.268
.1)=6.04 筛孔按正三角形排列，取孔径05d mm
=，
.30=d t 则
开孔率 0
02
01.1031907.0907.0=???
???=??? ???=t d ?
筛孔数 n=1.15×2
2015.004
.6A =t a ×1.15=30871 筛孔总面积
2
00010.1 1.010.102a A A m φ==?=
5流体力学计算
5.1气体通过塔板的压力降h p 液柱
气体通过塔板的压力降（单板压降）h p =h e +h l +h σ
h p ——气体通过每层塔板压降相当的液柱高度，m 液柱
h e ——气体通过筛板的干板压降，m 液柱 h l ——气体通过上液层的阻力，m 液柱 h σ————克服液体表面张力的阻力，m 液柱
5.1.1干板阻力h e
h e =0.051（o
o c u
）2
L
v p p
u o ——筛孔气速，m/s C o ——空流系数
P v p L ——分别为气液相密度，Kg/m 3 根据δ/d=0.003/0.008=0.375 干筛孔的流量系数C 0=0.059
精馏段he=0.051（059.04368.2）2（80723
.1）=1.3259m 液柱
提馏段 'e h =0.051（059.05510.1）2（6
.86359
.0）=0.0241 m 液柱
5.1.2板上充气液层阻力h l
h l =εo h L =εo （h w +h ow ） h L ————板上清液层高度m
εo ————反映板上液层充气程度的因数
当液相为水时，取板上液层充气因数εo =0.5，那么 h l =εo h L =εo （h w +h ow ）=0.5*0.07=0.035m
5.1.3由表面张力引起的阻力h σ
液体表面张力的阻力h σ=
a
gd L ρδ
4 精馏段h σ=008
.0*81.9*80710*74.18*43
-=0.001184m
提馏段h σ=008
.0*81.9*863.610*74.18*43
-=0.001143m
综上，故精馏段
h p =1.3259+0.035+0.001184=1.3621m 液柱 压降△p=ρgh=807×9.81×1.3621=10.783KPa
提馏段
h p =0.0241+0.035+0.001143=0.0624m 液柱 △p=ρgh=863.6×9.81×0.0624=0.5104 m 液柱 本设计系常压操作，对板压降本身无特殊要求。
5.2液体在降液管内停留时间的校核
依下式验算液体在降液管中停留的时间: τ=
s
T f L H A ≥3-5s
精馏段：T=
0044081.045
.0*1399.0=14.2817≥5s
提馏段：T=0068513.045
.0*1399.0=9.1888≥5s
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。
燕京理工学院 Yanching Institute of Technology （2017）届制药工程专业课程设计任务书 题目：乙醇——水混合液精馏塔设计 学院：化工与材料工程学院专业：制药1301 学号： 4 姓名：张世宇 指导教师：林贝 教研室主任（负责人）：林贝
2016 年09月25 日
化工原理课程设计 乙醇——水混合液精馏塔设计 张世宇 制药工程1301班学号3 指导教师林贝 摘要 本设计是以乙醇――水混合液为设计物系，以筛板塔为精馏设备分离乙醇和水。筛板塔是化工生产中主要的气液传质设备，此设计针对二元物系乙醇－－水的精馏问题进行分析，选取，计算，核算，绘图等，是较完整的精馏设计过程。 关键词：乙醇-水精馏筛板塔连续精馏塔板设计
目录 前言 (1) 第１章设计任务书 (2) 第2章设计方案的确定及流程说明 (4) 第节设计方案的确定 (4) 第节设计流程 (6) 第3章精馏塔的工艺设计 (8) 第节精馏塔的物料衡算 (8) 第节理论板的计算 (9) 第节平均参数的计算 (16) 第节塔径的初步设计 (21) 第节塔高的计算 (24) 第４章塔板结构设计 (26) 第节溢流装置计算 (26) 第节塔板及筛板设计 (27) 第节塔板流体力学验算 (29) 第5章塔板负荷性能图 (32) 第节雾沫夹带线 (32) 第节液泛线 (33) 第节液相负荷上限线 (34)
第节漏液线 (34) 第节液相负荷下限线 (34) 第节塔板负荷性能图 (35) 第6章附属设备设计 (35) 第6．1节冷凝器 (35) 第节再沸器 (37) 第7章设计结果汇总 (39) 第节各主要流股物性汇总 (39) 第节筛板塔设计参数汇总 (39)
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 第一章 课程设计报告内容 一、精馏流程的确定 乙醇、水混合料液经原料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，一部分作为回流，其余为塔顶产品经冷却器冷却后送至贮槽。塔釜采用间接蒸汽向沸热器供热，塔底产品经冷却后送入贮槽。 二、塔的物料衡算 (一) 料液及塔顶、塔底产品含乙醇摩尔分数 (二) 平均摩尔质量 (三) 物料衡算 总物料衡算 F W D =+ 易挥发组分物料衡算 F x W x D x F w D =+ 联立以上三式得 三、塔板数的确定 (一) 理论塔板数T N 的求取 根据乙醇、水的气液平衡数据作y-x 图 乙醇—水气液平衡数据
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.
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)
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
化工原理乙醇水课程设 计汇总 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】
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
第一章 课程设计报告内容 一、精馏流程的确定 乙醇、水混合料液经原料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，一部分作为回流，其余为塔顶产品经冷却器冷却后送至贮槽。塔釜采用间接蒸汽向沸热器供热，塔底产品经冷却后送入贮槽。 二、塔的物料衡算 (一) 料液及塔顶、塔底产品含乙醇摩尔分数 (二) 平均摩尔质量 (三) 物料衡算 总物料衡算 F W D =+ 易挥发组分物料衡算 F x W x D x F w D =+ 联立以上三式得 三、塔板数的确定 (一) 理论塔板数T N 的求取 根据乙醇、水的气液平衡数据作y-x 图 乙醇—水气液平衡数据
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
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
设计任务书 (一) 设计题目： 试设计一座乙醇-水连续精馏塔提纯乙醇。进精馏塔的料液含乙醇25% （质量分数，下同），其余为水；产品的乙醇含量不得低于94% ；残液中乙醇含量不得高于0.1% ；要求年产量为17000吨/年。 (二) 操作条件 1) 塔顶压力4kPa（表压） 2) 进料热状态自选 3) 回流比自选 4) 塔底加热蒸气压力0.5Mpa（表压） 5) 单板压降≤0.7kPa。 (三) 塔板类型 自选 (四) 工作日 每年工作日为300天，每天24小时连续运行。 (五) 设计内容 1、设计说明书的内容 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性数据的计算； 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) 对设计过程的评述和有关问题的讨论。 2、设计图纸要求： 1) 绘制生产工艺流程图（A2号图纸）； 2) 绘制精馏塔设计条件图（A2号图纸）。
目录 1. 设计方案简介 (1) 1.1设计方案的确定 (1) 1.2操作条件和基础数据 (1) 2.精馏塔的物料衡算 (1) 2.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 (1) 2.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (1) 2.3物料衡算 (2) 3.塔板数的确定 (2) 3.1理论板层数N T的求取 (2) 3.1.1 求最小回流比及操作回流比 (2) 3.1.2 求精馏塔的气、液相负荷 (3) 3.1.3 求操作线方程 (3) 3.1.4 图解法求理论板层数 (3) 3.2 塔板效率的求取 (4) 3.3 实际板层数的求取 (5) 4.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (5) 4.1操作压力计算 (5) 4.2 操作温度计算 (5) 4.3 平均摩尔质量的计算 (5) 4.4 平均密度的计算 (6) 4.4.1 气相平均密度计算 (6) 4.4.2 液相平均密度计算 (6) 4.5液体平均表面张力计算 (7) 4.6液体平均黏度计算 (7) 5.精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (8) 5.1塔径的计算 (8)
（一）设计题目： 试设计一座乙醇-水连续精馏塔提纯乙醇。进精馏塔的料液含乙醇 25% （质 量分数，下同），其余为水；产品的乙醇含量不得低于 94% ;残液中乙醇含量不 得高于0.1% ;要求年产量为17000吨/年。 （二）操作条件 塔顶压力4kPa （表压） 进料热状态自选 回流比自选 塔底加热蒸气压力 0.5Mpa （表压） 单板压降W 0.7kPa 1) 2) 3) 4) 5) （三）塔板类型 自选 （四）工作日 每年工作日为300天，每天24小时连续运行。 （五）设计内容 设计说明书的内容 精馏塔的物料衡算； 塔板数的确定； 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算; 精馏塔的塔体工艺尺寸计算； 塔板主要工艺尺寸的计算； 塔板的流体力学验算； 塔板负荷性能图； 精馏塔接管尺寸计算； 对设计过程的评述和有关问题的讨论。 1、 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9) 2、 1) 2) 设计图纸要求： 绘制生产工艺流程图（A2号图纸）； 绘制 精馏塔设计条件图（A2号图纸）。
目录 1. 设计方案简介??… 1.1设计方案的确定…… 1.2操作条件和基础数据.......... 2. ................................ 精馏塔的物料衡算 2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率.......... 2.2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 2.3物料衡算....... 3. .......................... 塔板数的确定 3.1 理论板层数Nr的求取…… 3.1.1 求最小回流比及操作回流比 (2) 3.1.2 求精馏塔的气、液相负荷 (3) 3.1.3 求操作线方程 (3) 3.1.4 图解法求理论板层数 (3) 3.2 塔板效率的求取……… 4 3.3 实际板层数的求取……… 4. 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算……… 4.1 操作压力计算……… 4.2 操作温度计算……… 4.3 平均摩尔质量的计算……… 4.4 平均密度的计算……… 4.4.1 气相平均密度计算……… 4.4.2 液相平均密度计算……… 4.5 液体平均表面张力计算 4.6 液体平均黏度计算…… 5. 精馏塔的塔体工艺尺寸计算
目录 绪论 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 1 第一章精馏原理及化工上的应用------------------------------------ 2 第二章设计方案的确定及流程说明---------------------------------- -4 2.1塔型选择 ------------------------------------------------------------------------------4 2.2操作流程 -----------------------------------------------------------------------------5 第三章塔的工艺计算 (6) 3.1整理有关数据 (6) 3.2全塔物料衡算 (6) 3.3最小回流比与操作回流比 (6) 3.4理论塔板数的确定 (7) 3.5全塔效率的估算与实际塔板数的求取 (8) 第四章塔的工艺条件及物性计算 (10) 4.1操作压强Pm (10) 4.2温度tm (11) 4.3平均摩尔质量 (11) 4.4平均密度 (12) 4.5液体表面张力 (14)
4.6平均粘度的计算 (15) 4.7汽液相体积流率 (15) 4.8塔径的计算 (16) 4.9精馏塔高度的计算 (18) 第五章塔板主要工艺尺寸的计算 (19) 5.1 溢流装置 (19) 5.2 塔板布置 (21) 第六章塔板的流体力学验算 (23) 6.1 气体通过塔板的压力降hp液柱 (23) 6.2 液面落差 (315) 6.3 液沫夹带（雾沫夹带） (315) 6.4 漏液 (326) 6.5 液泛 (26) 第七章塔板负荷性能图 (348) 7.1漏液线 (348) 7.2液沫夹带线 (28) 7.3液相负荷下限线 (29) 7.4液相负荷上限线 (30) 7.5液泛线 (31) 第八章各接管尺寸的确定及选型 (32) 8.1进料管尺寸的计算及选型 (32) 8.2釜液出口管尺寸的计算及选型 (32)
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.
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
（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。