目录
1、设计任务书 (1)
1.1设计任务 (1)
1.2设计方案选定 (1)
2、工艺设计计算 (2)
2.1全塔物料衡算 (2)
2.2塔板数的确定 (2)
2.2.1理论塔板数NT的求取 (2)
2.2.2实际塔板数N P (5)
2.3塔的操作工艺条件及相关物性数据的计算 (5)
2.3.1平均压力p m (5)
2.3.2平均温度t m (5)
2.3.3平均分子量Mm (5)
2.3.4平均密度ρm (6)
2.3.5液体的平均表面张力σm (7)
2.3.6液体的平均粘度μL,m， (9)
3气液负荷计算 (9)
3.1精馏段 (9)
3.2提馏段 (10)
4精馏段塔和塔板主要工艺尺寸的计算 (10)
4.1塔径 (10)
4.2塔板工艺结构尺寸的设计与计算 (11)
4.2.1溢流装置 (11)
4.2.2塔板布置 (11)
4.2.3开孔数n和开孔率ψ (12)
4.2.4精馏塔段的塔高 (12)
5精馏段塔板上的流体力学验算 (12)
6提留段塔和塔板主要工艺尺寸的计算 (14)
6.1塔径 (14)
6.2塔板工艺结构尺寸的设计与计算 (14)
6.2.1溢流装置 (14)
6.2.2塔板布置 (15)
6.2.3开孔数n和开孔率ψ (15)
6.2.4提留塔段的塔高 (15)
7提馏段塔板上的流体力学验算 (16)
8塔板负荷性能图 (17)
9主要接管尺寸的选取 (19)
9.1 进料管 (19)
9.2 回流管 (20)
9.3 釜液出口管 (20)
9.4 塔顶蒸汽管 (20)
10.辅助设备的选取 (20)
10.1 冷凝器 (20)
10.2再沸器 (21)
参考文献 (22)
附图 0
1、设计任务书
1.1设计任务
（1）设计题目: 乙醇-水溶液连续（筛板）精馏塔设计
（2）操作条件:
①处理能力：4.5万吨/年乙醇。
②料液组成（质量分数，下同）：24%
③塔顶产品组成：93%
④塔釜中乙醇含量：≤0.1%
⑤每年实际生产时间：7200h
（3）设计内容:
①设计方案简介：对确定的工艺流程及设备形式进行简要论述，设计过程中自选的参数也应进行必要的说明。
②精馏塔的工艺计算：物料衡算和能量衡算，确定精馏塔的塔体和塔板的工艺尺寸，塔板的流体力学验算和负荷性能图等。
③主要辅助设备的设计与选型计算。
④绘制精馏塔的设备图（参考《化工AutoCAD制图应用基础》第122页陈声宗《化工设计》第四章的要求绘制）
⑥编制设计说明书。
1.2设计方案选定
本设计任务为乙醇-水溶液连续（筛板）精馏塔设计，工艺流程见附图1。
（1）原料液由泵从原料储罐中引出，在预热器中预热至86℃后送入精馏塔，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。
（2）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。
（3）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物系分离。
（4）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。
（5）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。
（6）再沸器，冷凝器等附属设备的安排：塔底设置再沸器，塔顶蒸汽完全冷凝后再冷却至65度回流入塔。冷凝冷却器安装在较低的框架上，通过回流比控制期分流后，打回塔内，馏出产品进入储罐。塔釜产品接近纯水，一部分用来补充加热蒸汽，其余储槽备稀释其他工段污水排放。
2、工艺设计计算
2.1全塔物料衡算
（1）料液及塔顶、塔底产品中乙醇的摩尔分数
乙醇和水的摩尔质量分别为46.0kg/kmol 和18.01kg/kmol 。
110.001
.187607.462407
.4624=+=
F x
839.001
.18707.469307
.4693=+=
D x
000391
.001
.189.9907.461.007
.461.0=+=
W x （2）平均摩尔质量
kmol kg M F /10.2101.18)11.01(07.4611.0=?-+?= kmol kg M D /55.4101.18)839.01(07.46839.0=?-+?=
kmol kg M W /02.1801.18)000391.01(07.46000391.0=?-+?= (3)料液及塔顶、塔底产品的摩尔流率
h kmol F /21.29610
.21720010450003=??=
?
??==???
?+=+=h km ol W h
km ol D W D F W D F /5.257/71.38000391.0839.011.0 2.2塔板数的确定
2.2.1理论塔板数NT 的求取
（1）乙醇-水相平衡数据（见表1）
表1 常压下乙醇-水系统的t-x(y)数据
本题中，塔内压力接近于常压，而表中所给为常压下的相平衡数据，因为操作压力偏离常压很小，所以对x-y 相平衡的影响完全可以忽略。
（2）确定操作的回流比
将表1中数据作图得x-y 曲线（见图1）及t-x(y)曲线（见图2）。在x-y 上，取泡点进料，q=1。
① 确定最小回流比Rm 在x-y 图上，过点（0.839，0.839）作相平衡曲线
的切线
66.1315
.0315
.0839.0315.01=-=?=+Rm R x m D ②操作回流比R 取操作的回流比为最小回流比的1.8倍，即R=1.8Rm=3.0 （3）求取理论塔板数 ①精馏段操作线
210.075.01
3839
.013311+=+++=+++=
x x R x x R R y D 提馏段操作线为过（0.000391,0.000391）和（0.11,0.293）两点的直线。解得提馏段操作性的方程为0007.067.2-=x y
图解得N T =19.8-1=18.8块（不含塔釜）。其中，精馏段N T1=14.7块，提馏段N T2=4.块，第15块为加料板位置。
x D
x F
x（摩尔分数）
A
B
y （摩尔分数）
乙醇-水物系的x-y曲线
图1 乙醇-水物系的x-y 曲线
图2 乙醇-水物系的t-x(y)曲线
2.2.2实际塔板数N P
(1)全塔效率E T
塔的平均温度为（78.2+100）/2=89℃（取塔顶塔底的算术平均值），在此平均温度下查《化工原理》中附录得：μa =0.41mpa·s, μb =0.32mpa·s
μL =μA x F +μB (1-x F )=0.41×0.11+0.32×(1-0.11)=0.330 mpa·s 在89℃下乙醇对水的相对挥发度为
206.8)
072.01()389.01(072
.0389.0)1)1(=--=--=
=A A A A B A y y x y v v α
查O’connell 精馏塔全塔效率关联图得E T =0.40 (2)实际塔板数N P
精馏段：N P1=14.7/0.4=36.7块，取N P1=37块 提馏段;N P2=4.1/0.4=10.25块，取N P2=11块 总塔板数：N P =N P1+N P2=48块
2.3塔的操作工艺条件及相关物性数据的计算
2.3.1平均压力p m
取每层塔板压降为0.7KPa 计算 塔顶：P D =101.3kPa
加料板：P F =101.3.3+0.7×37=127.2kPa 塔底：P W =127.2+0.7×11=134.9kPa 精馏段：p m =(101.3+127.2)/2=114.25kPa 提馏段：p m =(127.2+134.9)/2=131.05kPa 2.3.2平均温度t m
查温度组成图2得：塔顶为78.25℃，加料板为86℃，塔底为99.91℃ 精馏段：t m =(78.25+86)/2=82℃ 提馏段：t m =(86+99.91)/2=93℃ 2.3.3平均分子量Mm
塔顶：826.0,839.011===x x y D
m o l kg M m VD /55.4101.18)839.01(07.46839.0,=?-+?= m o l kg M m LD /19.4101.18)826.01(07.46826.0,=?-+?= 加料板：11.0,455.0==F F x y
k m o l kg M m VF /78.3001.18)455.01(07.46455.0,=?-+?= k m o l kg M m LF /10.2101.18)11.01(07.4611.0,=?-+?= 塔底：000391.0,004.0==W w x y
k m o l kg M m VW /12.1801.18)004.01(07.46004.0,=?-+?= k m o l kg M m LW /02.1801.18)000391.01(07.46000391.0,=?-+?= 精馏段：kmol kg M m V /17.362/)78.3055.41(,=+=
kmol kg M m L /15.312/)10.2119.41(,=+= 提馏段：kmol kg M m V /62.242/)12.1878.30(,=+=
kmol kg M m L /56.192/)02.1810.21(,=+= 2.3.4平均密度ρm
①液相平均密度ρL,m
为方便计算，将查阅得到的乙醇和水的密度与表面张力列于表2
表2 乙醇和水的密度及表面张力
塔顶：查78.25℃下乙醇和水的密度分别为737kg/m3和972.88kg/m3
3
,,,,/6.75188
.97207
.073793.01
m kg a a m LD B
LD B
A
LD A
m
LD =?+=
+
=
ρρρρ
加料板：查86℃下乙醇和水的密度分别为732kg/m3和967.9kg/m3
3
,,,,/4.8989
.96776
.073224.01
m kg a a m LF B
LF B
A
LF A
m
LF =?+=
+
=
ρρρρ
塔底：查99.91℃下乙醇和水的密度分别为716.1kg/m3和958.5kg/m3
3
,,,,/2.9585
.958999
.01..716001.01
m kg a a m LW B
LW B
A
LW A
m
LW =?+=
+
=
ρρρρ
精馏段：
3
,/8252/)4.8986.751(m kg m L =+=ρ
提馏段：
3
,/3.9282/)2.9584.898(m kg m L =+=ρ
②液体平均密度ρv,m 精馏段：3,,/400.1)
82273(314.817
.3625.114m kg RT M p m m V m m V =+??=
=ρ
提馏段：3,,/099.1)
82273(314.862
.2405.131m kg RT M p m
m V m m V =+??=
=
ρ
2.3.5液体的平均表面张力σm
①塔顶：查表2得σo =17.30m N/m, σw =62.88m N/m,（78.25℃） 主体部分的摩尔体积m mN m
kg kmol
kg V o /06251.0/737/07.463
==
m mN m
kg kmol
kg V w /01851.0/88.972/01.183
==
塔顶实际液相组成由操作线非常求得839.0839.0210.075.0=?=+x x 即839.0=o x ，161.0839.01=-=w x 主体部分的w ?和o ?为
946.006251
.0839.001851.0161.006251
.0839.0)/(=?+??=
+=o o w w o o o V x V x V x ?
054.0946.011=-=-=o w ??
511.2)946.0/054.0lg()/lg(2-===o q
w B ??
00762.0)01851.088.622
06251.030.17(25.7815.2732441.0)
/)(/(441.0323
232
3
2
-=?-??+?=-=w w o
o V q V T q Q σσ
518.200762.051.2-=--=+=Q B A
根据518.2)946.0/054.0lg()/lg(2-==so q sw ??和1=+so sw ??联立解得
0533.0=sw ?，9467.0=so ?
081.230.179467.088.620533.0414141141=?+?=+=o so w sw m σ?σ?σ
m
mN m D /75.18,=σ
②加料板：σo =16.58m N/m, σw =61.45m N/m,（86℃） 主体部分的摩尔体积m mN m
kg kmol
kg V o /06294.0/732/07.463
==
m mN m kg kmol
kg V w /01861.0/9.967/01.183
==
110.0=o x ，89.0110.01=-=w x
主体部分的W ?和O ?为
295.006294
.011.001861.089.006294
.0110.0)/(=?+??=
+=o o w w o o o V x V x V x ?
705.0295.011=-=-=o w ??
2266.0)295.0/705.0lg()/lg(2===o q
w B ??
00738.0)01861.045.612
06294.058.16(8615.2732441.0)
/)(/(441.0323
232
3
2
-=?-??+?=-=w w o
o V q V T q Q σσ
2192.000738.02266.0=-=+=Q B A
根据2192.0)946.0/054.0lg()/lg(2==so q sw ??和1=+so sw ??联立解得
702.0=sw ?，298.0=so ?
567.258.16298.045.61702.0414141141=?+?=+=o so w sw m σ?σ?σ
m mN m F /42.43,=σ
③塔底：σo =15.21m N/m, σw =58.86m N/m,（99.91℃） 主体部分的摩尔体积m mN m
kg kmol
kg V o /06433.0/1.716/07.463
==
m mN m kg kmol
kg V w /01879.0/5.958/01.183
==
000391
.0=o x ，999609.0000391.01=-=w x 主体部分的W ?和O ?为
00134.006433
.0000391.001879.0999609.006433
.0000391.0)/(=?+??=
+=o o w w o o o V x V x V x ?
999609
.0000391.011=-=-=o w ?? 872.2)00134.0/99866.0lg()/lg(2===o q w B ??
00695.0)01879.086.582
06433.021.15(91.9915.2732441.0)
/)(/(441.0323
232
3
2
-=?-??+?=-=w w o
o V q V T q Q σσ
8651.200695.0872.2=-=+=Q B A
根据8651.2)946.0/054.0lg()/lg(2==so q
sw ??和1=+so sw ??联立解得
999.0=sw ?，001.0=so ?
769.221.15001.086.58999.041114141=?+?=+=o so w sw m σ?σ?σ
m mN m w /79.58,=σ
④精馏段：m mN m F m D m /09.312/)42.4375.18(2/)(,,=+=+=σσσ ⑤提馏段：m mN m W m F m /11.512/)79.5842.43(2/)(,,=+=+=σσσ 2.3.6液体的平均粘度μL,m ，
查得在78.25℃，86℃和99.91℃下乙醇和水的粘度分别为：
s mPa A D ?=48.0,μ， s
mPa B D ?=37.0,μ(78.25℃) s
mPa A F ?=42.0,μ，
s
mPa B F ?=325.0,μ（86℃） s
mPa A W ?=335.0,μ，
s
mPa B W ?=264.0,μ（99.91℃）
按加权求取平均粘度：
①塔顶462.0)161.037.0839.046.0()(,=?+?=+=B B A A m LD x x μμμ ②加料板335.0)89.03325.011.042.0()(,=?+?=+=B B A A m LF x x μμμ ③塔底
264.0)999609.0264.0000391.0335.0()(,=?+?=+=B B A A m LW x x μμμ
④精馏段s mPa m L ?=+=339.02/)335.0462.0(,μ ⑤提馏段s mPa m L ?=+=30.02/)264.0.0335.0(,μ
3气液负荷计算
3.1精馏段
汽相摩尔流率 h kmol D R V /84.15471.38)13()1(=?+=+= 汽相体积流量s m VM V m
V m V s /111.1400
.1360017
.3684.15436003,,=??=
=
ρ
汽相体积流量h m s m V h /402.4000/111.133== 液相回流摩尔流率h kmol RD L /13.11671.383=?==
液相体积流量s m LM L m
L m L s /00122.0825
360015
.3113.11636003,,=??=
=
ρ
液相体积流量h m s m L h /385.4/00122.033==
冷凝器的热负荷：查78.25℃下乙醇水的气化潜热分别为870kJ/kg 和2380kJ/kg 。平均汽化潜热按质量分数加权有：
kg kJ r m /7.975238007.087093.0=?+?=
kW Vr Q 17443600/8.990)55.4184.154(=??==
3.2提馏段
汽相摩尔流率 h kmol V V /84.154'== 汽相体积流量s m VM V m
V m V s /964.0099
.1360062
.2484.15436003,,=??=
=
ρ
汽相体积流量h m s m V h /4.3470/964.033==
液相回流摩尔流率h kmol F L L /34.41221.29613.116=+=+= 液相体积流量s m LM L m
L m L s /00241.03
.928360056
.1934.41236003,,=??=
=
ρ
液相体积流量h m s m L h /688.8/00241.033==
4精馏段塔和塔板主要工艺尺寸的计算
4.1塔径
①初选塔板间距H T =450mm 及板上液层高度h L =60mm,则
m h H L T 39.006.045.0=-=-
②按Smith 法求取允许的空塔气速u max (即泛点气速u F )
027.0)400
.1825)(111.100122.0())((
5
.05.0==V L S S V L ρρ 查Smith 通用关联图，得C 20=0.081。
s m C u V V L /145.2)400
.1400.1825()2009.31(081.0)()20(
5
.02.05.02.020max =-??=-=ρρρσ
③操作气速 取s m u u /50.1145.27.07.0max =?==
④精馏段的塔径m u V D S 971.050
.1111
.144=??==
ππ 圆整取D=1000mm,此时的操作气速u=1.41m/s 。
4.2塔板工艺结构尺寸的设计与计算
4.2.1溢流装置
采用单溢流型的平顶弓形溢流堰、弓形降液管、平形受液盘，且不设进口內堰。
①溢流堰长（出口堰长）L w 取m D L w 7.017.07.0=?==,堰上溢流强度
)/(130~100)/(264.67.0/385.4/33h m m h m m L L w h ?
②出口堰高h w ow L w h h h -= 对平直堰 32)/(00284.0w h ow L L E h = 由7.0/=D L W 及70.107.0/385.4/5.25
.2==w
h L L ，查图得E=1.03于是：
m m h ow 006.000994.0)7.0/385.4(03.100284.032>=??=（满足要求） m h h h ow L w 05006.000994.006.0=-=-=
③降液管的宽度W d 和降液管的面积A f 由7.0/=D L w ，查得14.0/=D W d ，
09.0/=T f A A ,即m W d 14.0=，22785.0785.0m D A T ==，20707.0m A f =
液体在降液管的停留时间为
s s L H A S T f 508.2600122.0/45.00707.0/>=?==τ，
（满足要求） ④降液管的底隙高度h o 液体通过降液管底隙的流速一般为0.07~0.25m/s,取液体通过降液管底隙的流速u o ′=0.08m/s,则m
u L L h o
w s o 0218.008
.07.000122
.0'
=?=
=（h o 不宜小于0.02~0.025m,本结果满足要求） 4.2.2塔板布置
①塔板分块，因D=1000mm,将塔板分作3块装。 ②边缘区宽度Wc 与安定区宽度Ws
边缘区宽度Wc ：一般为50~75mm,D>2m,Wc 可达100mm 。
安定区宽度Ws ：规定D<1.5m 时Ws=75mm ；D>1.5m 时Ws=100mm 。 本设计取Wc=60mm ，Ws=75mm 。 ③开孔区面积Aa
2
12221222464.0)44.0285.0(sin 44.0180285.044.0285.02)(sin 1802m R x R x R x A a =??????
?+-??=?
????
?
+-=--ππ
式中m W W D x S d 285.0)075.014.0(5.0)(2/=+-=--=
m W D R c 440.006.05.02/=-=-= 4.2.3开孔数n 和开孔率ψ
取筛孔的孔径d o =4mm,正三角形排列，筛板采用碳钢，其厚度δ为3mm ，且取t/do=2.5,故孔心距t=10mm 。
每层塔板的开孔数)(5373464.0101011581011582323个=????
?
???=???? ???=a A t n 每层塔板的开孔率145.05.2907
.0/t 907.02
2
===）（o d ?（ψ应该在5%~15%，故满足要求）
每层塔板的开孔面积20673.0464.0145.0m A A a o =?==? 气体通过筛孔的孔速s m A V u o s o /51.160673.0/111.1/=== 4.2.4精馏塔段的塔高
Z1=(N P1-1)H T =(37-1) ×0.45=16.2m
5精馏段塔板上的流体力学验算
（1）气体流通筛板压降h f 和Δp f 的验算
e c
f h h h +=
①气体通过干板的压降h c
m C u h L V O o c 0360.0825
400
.1)81.051.16(051.0)(
051.022=??==ρρ 式中，孔流系数C o 由33.13/4/==δo d 查图得C o =0.81。 ②气体通过板上液层的压降h e
L ow w e h h h h ββ=+=)(
式中，充气系数β的求取如下：气体通过有效流通截面积的气速u a ,对单流型塔板有：
s m A A V u f T s a /726.10707
.02785.0111
.12=?-=-=
动能因子042.2400.1726.1===v a a u F ρ 查图得β=0.57 m h h L e 0342.006.057.0=?==β ③气体通过筛板的压降h f 和Δp f
m h h h e c f 0702.00342.0036.0=+=+=
kPa kPa gh p f L f 7.0568.00702.081.9825<=??==?ρ（满足要求） （2）雾沫夹带量e V 的验算
s
m A A V u f T S n /555.10707
.0785.0111
.1=-=-=
气
液气液kg /kg 1.0kg /0356.0)06.05.245.0555.1(10
09.31107.5)(107.52
.33
62
.36
<=?-???=-?=
---kg H H u e f T n V σ
式中，取板上泡沫层高度H f =2.5h L ，验算结果表明不会产生过量雾沫夹带。 （3）漏液计算 漏液点气速u om
m gd h o L 004.0004
.081.982509
.3110410433=????=?=--ρσσ（清液注）
s
m h h C u V
L L o om /926.8400.1/825)]004.006.0(13.00056.0[81.04.4/)13.00056.0(4.4=?-?+?=-+=ρρσ
筛板的稳定性系数0.2~5.185.1926
.851
.16>===om o u u K （不会产生过量液漏） （4）液泛的验算
为防止降液管发生液泛，应使降液管中的清液层高度)(w T d h H H +Φ≤
m h L L h o w s d 00098.0)0218
.07.000122.0(153.0)(
153.02
2=??== m h h h H d L f d 131.000098.006.00702.0=++=++=
相对相对泡沫密度取0.5，则有m h H w T 25.0)05006.045.0(5.0)(=+?=+Φ
)(w T d h H H +Φ≤成立看，故不会产生液泛。
通过流体力学验算，可认为精馏段塔径及塔板工艺结构尺寸合适。
6提留段塔和塔板主要工艺尺寸的计算
6.1塔径
①初选塔板间距H T =450mm 及板上液层高度h L =60mm,则
m h H L T 39.006.045.0=-=-
②按Smith 法求取允许的空塔气速u max (即泛点气速u F )
0727.0)099
.13.928)(964.000241.0())((
5
.05.0==V L S S V L ρρ 查Smith 通用关联图，得C 20=0.081。
s m C u V V L /84.2)099
.1099.13.928()2011.51(081.0)()20(
5
.02.05.02.020max =-??=-=ρρρσ
③操作气速 取s m u u /989.184.27.07.0max =?==
④精馏段的塔径m u V D S 79.0989
.1964
.044=??==
ππ 圆整取D=800mm,考虑到精馏段塔径相差不多，故D=1000mm,此时的操作气速u=0.530m/s 。
6.2塔板工艺结构尺寸的设计与计算
6.2.1溢流装置
采用单溢流型的平顶弓形溢流堰、弓形降液管、平形受液盘，且不设进口內堰。
①溢流堰长（出口堰长）L w 取m D L w 7.017.07.0=?==,堰上溢流强度
)/(130~100)/(41.127.0/688.8/33h m m h m m L L w h ?
②出口堰高h w ow L w h h h -= 对平直堰 32)/(00284.0w h ow L L E h = 由7.0/=D L w 及20.217.0/688.8/5.25
.2==w
h L L ，查图得E=1.04于是：
m m h ow 006.00158.0)7.0/688.8(04.100284.032>=??=（满足要求） m h h h ow L w 0442.00158.006.0=-=-=
③降液管的宽度W d 和降液管的面积A f 由7.0/=D L W ，查得14.0/=D W d ，
09.0/=T f A A ,即m W d 14.0=，22785.0785.0m D A T ==，20707.0m A f =
液体在降液管的停留时间为
s s L H A s T f 520.1300241.0/45.00707.0/>=?==τ，
（满足要求） ④降液管的底隙高度h o 液体通过降液管底隙的流速一般为0.07~0.25m/s,取液体通过降液管底隙的流速u o ’=0.08m/s,则m
u L L h o
w s o 043.008
.07.000241
.0'
=?=
=（本结果满足要求） 6.2.2塔板布置
①塔板分块，因D=1000mm,将塔板分作3块装。 ②边缘区宽度Wc 与安定区宽度Ws
边缘区宽度Wc ：一般为50~75mm,D>2m,Wc 可达100mm 。
安定区宽度Ws ：规定D<1.5m 时Ws=75mm ；D>1.5m 时Ws=100mm 。 本设计取Wc=60mm ，Ws=75mm 。 ③开孔区面积Aa
2
12221222464.0)44.0285.0(sin 44.0180285.044.0285.02)(sin 1802m R x R x R x A a =??????
?+-??=?
????
?
+-=--ππ
式中m W W D x S d 285.0)075.014.0(5.0)(2/=+-=--=
m W D R c 440.006.05.02/=-=-= 6.2.3开孔数n 和开孔率ψ
取筛孔的孔径d o =4mm,正三角形排列，筛板采用碳钢，其厚度δ为3mm ，且取t/do=3,故孔心距t=12mm 。
每层塔板的开孔数)(3731464.0121011581011582323个=????
?
???=???? ???=a A t n 每层塔板的开孔率101.03
907.0/t 907.02
2===）（o d ?（满足要求） 每层塔板的开孔面积20469.0464.0101.0m A A a o =?==? 气体通过筛孔的孔速s m A V u o s o /55.200469.0/964.0/=== 6.2.4提留塔段的塔高
Z 1=(N P1-1)H T =(11-1) ×0.45=4.5m
7提馏段塔板上的流体力学验算
（1）气体流通筛板压降h f 和Δp f 的验算
e c
f h h h +=
①气体通过干板的压降h c
m C u h L V O o c 0389.03
.928099
.1)81.055.20(051.0)(
051.022=??==ρρ 式中，孔流系数C o 由33.13/4/==δo d 查图得C o =0.81。 ②气体通过板上液层的压降h e
L ow w e h h h h ββ=+=)(
式中，充气系数β的求取如下：气体通过有效流通截面积的气速u a ,对单流型塔板有：
s m A A V u f T s a /50.10707
.02785.0964
.02=?-=-=
动能因子57.1099.150.1===v a a u F ρ 查图得β=0.59 m h h L e 0354.006.059.0=?==β ③气体通过筛板的压降h f 和Δp f
m h h h e c f 0743.00354.00389.0=+=+=
kPa kPa gh p f L f 7.0677.00743.081.93.928<=??==?ρ（满足要求） （2）雾沫夹带量e V 的验算
s m A A V u f T S n /350.10707
.0785.0964
.0=-=-=
气
液气液kg /kg 1.0kg /0137.0)06.05.245.0350.1(10
11.51107.5)(107.52
.33
62
.36
<=?-???=-?=
---kg H H u e f T n V σ
式中，取板上泡沫层高度H f =2.5h L ，验算结果表明不会产生过量雾沫夹带。 （3）漏液计算 漏液点气速u om 。
m gd h o L 006.0004
.081.93.92806
.5110410433=????=?=--ρσσ（清液注）
s
m h h C u V
L L o om /64.11099.1/3.928)]006.006.0(13.00056.0[81.04.4/)13.00056.0(4.4=?-?+?=-+=ρρσ
筛板的稳定性系数0.2~5.177.164
.1155
.20>===om o u u K （4）液泛的验算
为防止降液管发生液泛，应使降液管中的清液层高度)(w T d h H H +Φ≤
m h L L h o w s d 000980.0)043
.07.000241.0(153.0)(
153.02
2=??== m h h h H d L f d 135.0000980.006.00743.0=++=++=
相对相对泡沫密度取0.5，则有m h H w T 2471.0)0442.045.0(5.0)(=+?=+Φ
)(w T d h H H +Φ≤成立看，故不会产生液泛。
通过流体力学验算，可认为精馏段塔径及塔板工艺结构尺寸合适。
8塔板负荷性能图
（1）雾沫夹带线
2.36
)(
107.5f
T n
V H H u e -?=
-σ
式中s s
f T s n V V A A V u 4.10707
.0785.0=-=-=
2323
212.2125.0)7.03600(100284.005006.05.2])3600(
00284.00442.0[5.2)(5.2s
s w
s ow w f L L L L E h h H +=????????+?=+?=+=
将已知数据带入
1.0)1
2.2125.045.04.1(1009.31107.5)(107.52
.332362.36
=--???=-?=
---s
s f T n V L V H H u e σ
化简得：3
239.13053.2s
s L V -=
在此操作范围内，任取几个Ls 值，算出对应的Vs 值，列于表
依据表中数据在图中作出雾沫夹带线①。
（2）液泛线（气相负荷上限线）
d ow w f w T h h h h h H +++=+Φ)( 3
23232846.0)7
.03600(100284.0)3600(00284.0s s w s ow L L L L E h =??== 2
2220291.0825
400.1)0673.081.0(051.0)(051.0)(
051.0s s L V o o s L V o o c V V A C V C u h =???=??==ρρρρ 3
23
25076.003.0)846.005.0(6.0)(s s ow w e L L h h h +=+?=+=β
03.05076.00291.03
22
++=+=s
s e c f L V h h h
2
220.657)0218
.07.0(153.0)(
153.0s s o w s d L L h L L h =??== 23
23
22
0.657846.005.003.05076.00271.0)05.045.0(5.0s s s s L L L V +++++=+?
化简得222
2257795.46642.5s s s L L V --=
在此操作范围内，任取几个Ls 值，算出对应的Vs 值，列于表
依据表中数据在图中作出液泛线②。 （3）漏液线（气相负荷下线）
3
2846.005.0S
ow w L L h h h +=+=
400.1/825)]004.0846.006.0(13.00056.0[81.04.4/)13.00056.0(4.43
2?-+?+?=-+=S
V L L O om L h h C u ρρσ
om o s u A V =min ,，整理得3
22min ,73.344.0S
s L V +=
在此操作范围内，任取几个Ls 值，算出对应的Vs 值，列于表 依据表中数据在图中作出漏液线③。 （4）液相负荷上限线
s m H A L T f s /00636.05/45.00707.0/3=?==τ 依上式在图中作出液相负荷上限线④。 （5）液相负荷下限线
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。
乙醇和水精馏实验课程设计
乙醇与水连续筛板精馏塔 题目：醇-水溶液连续精馏塔优化设计 班级：1014102 专业：化学工程与工艺 姓名：姚亚丽 学号：101410209 指导教老师：陈湘 设计时间：2013.1.3——2013.1.11
目录 第一章：序言 (4) 第二章设计方案的确定及流程说明 (6) 2.1塔型选择 (6) 2.2操作流程 (6) 第三章塔的工艺计算 (7) 3.1整理有关数据并绘制相关表格 (7) 3.2全塔物料衡算 (9) 3.3最小回流比与操作回流比 (10) 3.4理论塔板数的确定 (11) 3.5全塔效率的估算 (11) 3.6实际塔板数的求取 (13) 第四章塔的工艺条件及物性计算 (13) 4.1平均摩尔质量..................................... 错误!未定义书签。3 4.2平均密度 (14) 4.3液体表面张力 (15) 4.4汽液相体积流率 (17) 4.5塔径的计算 (17) 4.6精馏塔高度的计算 (21) 第五章塔板主要工艺尺寸的计算 (23) 5.1 溢流装置 (24) 5.2 塔板布置 (25) 第六章塔板的流体力学验算............................... 错误!未定义书签。7 6.1 气体通过塔板的压力降hp液柱 (27) 6.2 液面落差 (318) 6.3 液沫夹带（雾沫夹带） (318) 6.4 漏液 (329) 6.5 液泛 (29) 第七章塔板负荷性能图 (31) 7.1漏液线 (31) 7.2液沫夹带线 (31) 7.3液相负荷下限线 (32) 7.4液相负荷上限线 (32) 7.5液泛线 (32) 第八章各接管尺寸的确定及选型 (35) 8.1进料管尺寸的计算及选型 (35) 8.2釜液出口管尺寸的计算及选型 (35) 8.3回流管尺寸的计算及选型 (35)
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
系别：化学与环境科学系班级：09应用化学（1）班姓名：赖雪梅 学号：090604118
采用乙醇—水溶液的精馏实验 赖雪梅 摘要：双组分混合液的分离是最简单的精馏操作。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。本文介绍了精馏实验的基本原理以及填料精馏塔的基本结构，研究了精馏塔在全回流条件下，塔顶温度等参数随时间的变化情况，测定了全回流和部分回流条件下的理论板数，分析了不同回流比对操作条件和分离能力的影响。 关键词：精馏；精馏段；提馏段；全回流；部分回流；等板高度；理论塔板数 1.引言 欲将复杂混合物提纯为单一组分，采用精馏技术是最常用的方法。尽管现在已发展了柱色谱法、吸附分离法、膜分离法、萃取法和结晶法等分离技术，但只有在分离一些特殊物资或通过精馏法不易达到的目的时才采用。从技术和经济上考虑，精馏法也是最有价值的方法。在实验室进行化工开发过程时，精馏技术的主要作用有：(1)进行精馏理论和设备方面的研究。(2)确定物质分离的工艺流程和工艺条件。(3)制备高纯物质，提供产品或中间产品的纯样，供分析评价使用。 (4)分析工业塔的故障。(5)在食品工业、香料工业的生产中，通过精馏方法可以保留或除去某些微量杂质。 2.精馏实验部分 2.1实验目的 (1)了解填料精馏塔的基本结构，熟悉精馏的工艺流程。 (2)掌握精馏过程的基本操作及调节方法。 (3)掌握测定塔顶、塔釜溶液浓度的实验方法。 (4)掌握精馏塔性能参数的测定方法，并掌握其影响因素。 (5)掌握用图解法求取理论板数的方法。
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)
乙醇-水精馏塔实验 一、实验目的： 1.了解板式精馏塔的结构和操作。 2.学习精馏塔性能参数的测量方法，并掌握其影响因素。 二、实验内容: 1.测定精馏塔在全回流条件下,稳定操作后的全塔理论塔板数和总板效率。 2.测定精馏塔在部分回流条件下,稳定操作后的全塔理论塔板数和总板效率。 三、实验原理： 对于二元物系，如已知其汽液平衡数据，则根据精馏塔的原料液组成，进料热状况，操作回流比及塔顶馏出液组成，塔底釜液组成可以求出该塔的理论板数N T .按照式1可以得到总板效率E T ,其中N P 为实际塔板数。 E T %100?= P T N N （1） 部分回流时，进料热状况参数的计算式为 m m F BP Pm r r t t C q +-= )( （2） 式中： t F — 进料温度，℃ 。 t BP — 进料的泡点温度，℃ 。 Cpm — 进料液体在平均温度（t F + t P ）/2下的比热，kJ/（kmol ? ℃） r m — 进料液体在其组成和泡点温度下的汽化潜热，kJ/kmol 222111x M C x M C Cpm P P += kJ/（kmol ? ℃） （3） 222111x M r x M r r m += kJ/kmol （4） 式中： C P1， C P2 —分别为纯组份1和组份2在平均温度下的比热，kJ/（kg ? ℃）。 r 1,r 2 —分别为纯组份1和组份2在泡点温度下的汽化潜热，kJ/kg 。 M 1，M 2—分别为纯组份1和组份2的摩尔质量，kJ/kmol 。
x1,x2—分别为纯组份1和组份2在进料中的摩尔分率。 四、实验装置基本情况: 1．实验设备流程图（如图1所示）： 图1 精馏实验装置流程图 1-储料罐；2-进料泵；3-放料阀；4-加热器；5-直接进料阀；6-间接进料阀；7-进料流量计；8-高位槽；9-玻璃观察段；10-精馏塔；11-塔釜取样阀；12-釜液放空阀；13-塔顶冷凝器；14-回流比流量计；15-塔顶取样阀；16-塔顶液回收罐；17-放空阀；18-冷却水流量计；19-塔釜储料罐；20-塔釜冷凝器；21-第8块板进料阀；22-第9块板进料阀；23-第10块板进料阀；24-液位计；25-料液循环阀；26-釜残液出料阀;27-进料入口阀；28-指针压力表
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
精馏实验实验报告 姓名 班级 学号
1.实验前，请想象并尝试描述气速与整塔压降的关系？ 依照教材P228页，当液体喷淋量为零时，压降与空塔气速呈直线关系，与气体以湍流形式流过管道的关系类似；有一定喷淋量时，压降因管道变窄增大，但几乎与无喷淋量时平行；过截点以后，气体对液体产生阻滞作用，填料表面持液量增多，压降随气速较快增长；过了泛点之后，液体变为连续相而气体变为分散相，阻力猛增。 2.实验前，请同学们回顾精馏塔的塔板与填料的发展历程？ 舌形塔板 斜孔塔板 鼓泡式塔板 散堆填料 规整填料
3.实验前，请尝试回答精馏操作过程中，使混合物较彻底分离的基本条件？ 1、相对挥发度差异较大； 2、每一块板能使气液充分接触； 3、塔高足够高； 4、再沸器与冷凝器温度稳定； 5、混合物不形成共沸物； 6、运行规范稳定，不出现漏液、烨沫夹带、气泡夹带、液泛等非规范操作； 7、加料不反混； 二、实验记录 包括操作条件、实验现象、原始数据表，要求数据的有效数字、单位格式规范。 【原始数据表】 6 77.9 87.8 35.1 24.0 127 瓦数/kw 次数塔顶组成/% 塔釜组成/% 3 1 18.75 81.25 86.30 13.70 2 15.5 3 84.47 88.83 13.17 5 1 12.52 88.48 88.20 11.80 2 13.12 86.88 89.10 10.90 6 1 11.91 88.09 88.35 11.65 2 11.71 88.29 88.14 11.86
【数据处理】 ※空塔气速 首先根据测得的回流液流量求空塔气速。由于实验中采取全回流的方式，回流液质量流量与蒸气质量流量相同。 实验中转子流量计已经将实际溶液的流量转换为水的流量，由公式 2 1 s s V V = （1） 将读数转换为实际回流夜的流量。其中： f ρ取转子密度，近似为铁质，取密度7900kg/m3，1ρ取20 o C 水的密度，2ρ取回流温度下 混合液体的密度。水取998kg/m 3，乙醇取789 kg/m 3。 塔顶、塔釜的溶液组成取两次实验的平均值，并依据公式1 1 n wi m i x ρρ=∑ 计算不同温度下回 流液密度，得到数据如下： 表一、不同功率下的回流液密度 瓦数/kw 塔顶组成/%水 回流液密度kg/m^3 3 17.1 4 818.3751 5 12.82 810.7671 6 11.81 809.008 7 7 23.92 830.6076 7 13.07 811.2035 将所得到的回流液密度带入公式（1），即可得到回流液体积，体积和密度均已知，则可以得到回流液质量。因为全回流，所以根据物料守恒，上升蒸汽的质量与回流液质量相等。 表二、不同功率下的回流液质量流量 瓦数/kw 回流液体积流量L/h 回流液质量流量kg/h 3 7.3 5.9791 5 21.6 17.4929 6 27. 4 22.1651 7 20. 5 17.067 6 7 32.0 25.9294
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
实验五：精馏（乙醇—水）分离 一、实验目的： 1、熟悉精馏的工艺流程，掌握精馏实验的操作方法。 2、了解板式塔的结构，观察塔板上气-液接触状况。 3、测测定全回流时的全塔效率及单板效率。 4、测定部分回流时的全塔效率。 5、测定全塔的浓度或温度分布。 6、测定塔釜再沸器的沸腾给热系数 二、基本原理 1.在板式蒸馏塔中，混合液的蒸汽逐板上升，回流液逐板下降，气液两相在塔板上接触，实现传质、传热过程而达到分离的目的。如果在每层塔板上，上升的蒸汽与下降的液体处于平衡状态，则该塔板称之为理论塔板。然而在实际操做过程中由于接触时间有限，气液两相不可能达到平衡，即实际塔板的分离效果达不到一块理论塔板的作用。因此，完成一定的分离任务，精馏塔所需的实际塔板数总是比理论塔板数多。 对于双组分混合液的蒸馏，若已知汽液平衡数据，测得塔顶流出液组成Xd、釜残液组成Xw ，液料组成Xf及回流比R和进料状态，就可用图解法在y-x图上，或用其他方法求出理论塔板数Nt。精馏塔的全塔效率Et为理论塔板数与实际塔板数N之比， 既： Et=Nt/N 影响塔板效率的因素很多，大致可归结为：流体的物理性质（如粘度、密度、相对挥发度和表面张力等）、塔板结构以及塔的操作条件等。由于影响塔板效率的因素相当复杂，目前塔板效率仍以实验测定给出。 2.精馏塔的单板效率Em可以根据气相（或液相）通过测定塔板的浓度变化进行计算。 若以液相浓度变化计算，则为： E ml=(X n-1-X n) / (X n-1- X n*) 若以气相浓度变化计算，则为：E mv=(Y n-Y n+1) / ( Y n*-Y n-1) 式中：Xn-1-----第n-1块板下降的液体组成，摩尔分率； Xn-------第n块板下降的液体组成，摩尔分率；
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
共沸精馏 一、实验目的： 1．通过实验加深对共沸精馏过程的理解。 2．熟悉精馏设备的构造，掌握精馏操作方法。 3．能够对精馏过程做全塔物料衡算。 4．学会使用气相色谱分析气、液两相组成。 二、实验原理： 精馏是利用不同组份在汽—液两相间的分配，通过多次汽液两相间的传质和传热来达到分离的目的。对于不同的分离对象，精馏方法也会有所差异。例如，分离乙醇和水的二元物系。由于乙醇和水可以形成共沸物，而且常压下的共沸温度和乙醇的沸点温度极为相近，所以采用普通精馏方法只能得到乙醇和水的混合物，而无法得到无水乙醇。为此在乙醇—水体系中加入第三种物质，该物质被称为共沸剂。共沸剂具有能和被分离系统中的一种或几种物质形成最低共沸物的特性。在精馏过程中共沸剂将以共沸物的形式从塔顶蒸出，塔釜则得到无水乙醇。这种方法就称作共沸精馏。 乙醇—水体系加入共沸剂苯以后可以形成四种共沸物。现将它们在常压下的共沸温度、共沸组成列于表1。 为了便于比较，再将乙醇、水、苯三种纯物质常压下的沸点列于表2。 表1 乙醇水-苯三元共沸物性质
乙醇-苯（AB Z ）68.24 32.7 0.0 67.63 苯-水（BW Z ）69.25 0.0 8.83 91.17 乙醇-水（AW Z ）78.15 95.57 4.43 0.0 表2 乙醇、水、苯的常压沸点 物质名称（简记）乙醇（A）水（W）苯（B） 沸点温度（℃）78.3 100 80.2 从表1和表2列出沸点看，除乙醇-水二元共沸物的共沸物与乙醇沸点相近之外，其余三种共沸物的沸点与乙醇沸点均有10℃左右的温度差。因此，可以设法使水和苯以共沸物的方式从塔顶分离出来，塔釜则得到无水乙醇。 整个精馏过程可以用图1来说明。图中A、B、W分别为乙醇、苯和水的英文 字头；AB Z ,AW Z ,BW Z 代表三个二元共沸物，T表示三元共沸物。图中的曲线为25℃ 下的乙醇、水、苯三元共沸物的溶解度曲线。该曲线的下方为两相区，上方为均相区。图中标出的三元共沸组成点T是处在两相区内。 以T为中心，连接三种纯物质 A、B、W及三个二元共沸点组成 点AB Z 、AW Z 、BW Z ，将该图分为 六个小三角形。如果原料液的组成点落在某个小三角形内。当塔顶采用混相回流时精馏的最终结果只能得到这个小三角形三个顶点所代表的物质。故要想得
实验一乙醇的蒸馏 一、实验目的： ⑴了解蒸馏提纯液体有机物的原理、用途。 ⑵掌握蒸馏提纯液体有机物的操作步骤。 ⑶了解沸点测定的方法和意义。 二、实验原理三、仪器与药品 将液体加热至沸，使液体变为蒸气，然后使蒸气冷却而凝结为液体的过程称为蒸馏。通过蒸馏可将易挥发的物质和不挥发的物质分离，也可将沸点不同的液体混合物分离开来。但液体混合物各组分的沸点必须相差很大（至少30 ℃以上）才能得到较好的分离。纯的液体有机化合物在一定的压力下具有一定的沸点。但是具有固定沸点的液体不一定都是纯化合物，因为某些有机化合物常常和其他组分形成二元或三元共沸混合物，它们也有一定的沸点。 工业乙醇因来源和制造厂家的不同，其组成不尽相同，主要成分为乙醇和水，除此之外一般含有少量低沸点杂质和高沸点杂质，还可能溶解有少量固体杂质。通过简单蒸馏可以将低沸物、高沸物及固体杂质除去，但水可与乙醇形成共沸物，故不能将水和乙醇完全分开。蒸馏所得的是含乙醇95.6%和水4.4%的混合物，相当于市售的95%乙醇。 如果需要纯度更高的无水乙醇，可在实验室里将上面操作所得乙醇与氧化钙（生石灰）一起加热回流，使乙醇中的水与氧化钙作用，生成氢氧化钙来除掉水分。这样可得纯度达99.5 %的无水乙醇. 三、仪器 50ml圆底烧瓶 50ml锥形瓶蒸馏头接液管直型冷凝管温度计量 筒乳胶管沸石热源等 四、实验步骤： ⑴仪器的安装 安装的顺序从热源开始，按自下而上、自左至右的方法。高度以热源为准。各固定的铁夹位置应以蒸馏头与冷凝管连接成一直线为宜。冷凝管的进水口应在靠近接收管的一端。 安装过程中要特别注意：各仪器接口要密封；铁夹以夹住仪器又能轻微转动为宜。不可让铁夹的铁柄接触到玻璃仪器，以防损坏仪器；整个装置安装好后要做到端正，使之从正面和侧面观察，全套仪器的各部分都在同一平面。
1 实验三 精馏实验 一、实验目的 1. 熟悉板式塔的结构及精馏操作流程。 2. 掌握精馏塔的操作方法，进一步理解回流比等对精馏的因素。 3. 测定精馏塔的塔效率。 二、基本原理 精馏塔的全塔效率E T 精馏塔的全塔效率E T 为理论板数Ne 与实际塔板数N 之比 N N E e T 式中：Ne ：理论塔板数； N ：实际塔板数,本试验装置为15块。 1)全回流：只要测定塔顶浓度x D 、塔釜浓度x W ，由平衡关系确定相平衡方程，作梯级图即能求得Ne,从而求得E T 。 2）部分回流：测定塔顶浓度x D 、回流比R ，可确定精馏段操作线方程，由进料组成x F 、进料热状态t F 可确定q 线方程，再由塔釜浓度x W 确定提馏线操作线方程。由此可作出部分回流时所需的 理论板数从而求出此时的总板效率E T 乙醇浓度测定----液体比重分析法：利用比重的原理来测样品中乙醇的体积百分数。测定时，样品要冷却到比重计所要求的温度20℃。 三、实验装置流程和主要设备 1. 实验装置流程 精馏实验装置流程如图所示。本实验装置为f 70mm 的不锈钢筛板精馏塔，有14块筛板，从上往下数第11（或13）块板为进料板。原料由储液槽1经进料调节阀2进入精馏塔3内。塔顶蒸汽经套管式冷凝器4冷凝后，一部分经回流调节阀5回流进入塔内，回流比由调节阀5、6控制，一部分进入产品贮槽8。塔釜液经流量调节阀9排出。冷凝水由调节阀7调节进入套管式冷凝器。 四、实验步骤 1. 熟悉流程及每个阀门的作用，检查各阀门的启闭状态，准备加料。本实验采用的是乙醇一水溶液，浓度为体积分率。 2. 打开进料阀2，往塔内加料，待塔釜液位达到液位计的3/4后，停止加料。 3. 全回流操作： （1） 打开冷凝器放空阀排放空气，打开冷凝器的进水阀7, 调节冷却水的用量在120L/h 左右。 （2）开启电源，调节温控仪的温度在102℃左右。 （3）回流阀5全开，塔釜压力维持在约0.003MPa ，塔釜液位约在液位计的2/3高度，塔顶有回流后，即进入全回流操作。 精馏实验装置流程
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：≤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 (9) 3.1物料衡算 (9) 3.2理论塔板数的计算 (10) 3.2.1 查找各体系的汽液相平衡数据 (10) 如表3-1 (10) 3.2.2 q线方程 (9) 3.2.3 平衡线 (11) 3.2.4 回流比 (12) 3.2.5 操作线方程 (12) 3.2.6 理论板数的计算 (12) 3.3 实际塔板数的计算 (13) 3.3.1全塔效率ET (13) 3.3.2 实际板数NE (14) 4塔的结构计算 (15) 4.1混合组分的平均物性参数的计算 (15) 4.1.1平均分子量的计算 (15) 4.1.2 平均密度的计算 (16) 4.2塔高的计算 (17) 4.3塔径的计算 (17) 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 (19) 4.4.1溢流装置的设计 (19) 4.4.2塔盘布置（如图4-4） (20) 4.4.3 筛孔数及排列并计算开孔率 (21) 4.4.4 筛口气速和筛孔数的计算 (21) 5 精馏塔的流体力学性能验算 (22) 5.1 分别核算精馏段、提留段是否能通过流体力学验算 (22) 5.1.1液沫夹带校核 (22) 5.2.2塔板阻力校核 (23) 5.2.3溢流液泛条件的校核 (25) 5.2.4 液体在降液管内停留时间的校核 (26) 5.2.5 漏液限校核 (26) 5.2 分别作精馏段、提留段负荷性能图 (26) 5.3 塔结构数据汇总 (29) 6 塔的总体结构 (30) 7 辅助设备的选择 (31) 7.1塔顶冷凝器的选择 (31) 7.2塔底再沸器的选择 (32) 7.3管道设计与选择 (33)
化学工 程学院 有 机 化 学 实 验 报 告 实 验 名 称： 无水乙醇的制备 专 业： 化学工程与工艺 班 级： 化工13-6班 姓 名：白慧超 学 号 日 期： 2014年10月31日 指 导 教 师： 房江华 王灵辉 一、 实验目的 1.了解氧化钙法制备无水乙醇的原理和方法。 2.熟练掌握回流装置的安装和使用方法。 二、 实验原理 为了制得乙醇含量为99.5％的无水乙醇，实验室中常用最简便的制备方法是生石灰法，即利用生石灰与工业酒精中的水反应生成不挥发、一般加热不分解的熟石灰（氢氧化钙），以得到无水乙醇。 CaO Ca +H 2O (OH)2 试剂 结构简式 相对分子密度 熔点 沸点 相对密度
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。 四、 五、仪器装置 （二）实验装置图
步骤现象 回流：在100 ml的圆底烧瓶中，加入50 ml 95%乙醇，慢慢放入10克小颗粒状的生石灰和几颗NaOH，回流1h。随着加热慢慢有蒸气溢出，之后回流管内也慢慢有液体流出 蒸馏：回流毕，改为蒸馏装置，以圆底烧瓶做接受器，接引管支口上接盛有无水氯化钙的干燥管。所蒸得的乙醇密封储存，并用无水CuSO4检验。冷凝管内壁慢慢出现小液滴，约78℃时有液体流入锥形瓶中 检验：向蒸馏得出的乙醇中加入少许CuSO4。不变蓝回收：把检验好的乙醇倒入回收瓶中。 七、 项目蒸馏稳定温 度蒸馏所得乙醇 体积 无水乙醇回收 率 数据73.0℃42.0ml84% 八、实验讨论 1.数据分析
a 无水乙醇产率较高，说明蒸馏过程进行的比较充分 b CuSO4检验后没有变蓝，说明实验仪器干燥较彻底，实验过程操作较规 范 2.结果讨论 a 回流一定要从第一滴液体滴下开始计时，否则时间不够，CaO与95% 乙醇反应不完全，导致产率偏低 b 蒸馏开始时，应缓慢加热，使烧瓶内的物料缓慢升温。当温度计的温 度达到乙醇的沸点时（78℃），再收集馏分；控制好温度，使之不超 过80℃，否则会使产率偏高 c 蒸馏过程一定要充分，否则产率会明显偏低 d 量无水乙醇的量筒要经过润洗，否则会引入水，导致结果有误 3.实际操作对实验结果的影响 a 仪器应事先干燥，否则将带进水，影响实验结果 b 使用颗粒状的氧化钙，用粉末状的氧化钙将严重暴沸 c 安装温度计时，使红色水银球紧贴支管口下侧，确保蒸馏时水银球能 完全被蒸汽包围，从而获得准确的读书 d 安装冷凝管时，要使冷凝水从下口进，上口流出，保证“逆流冷却” e 必须在烧瓶中加入沸石，以防在回流和蒸馏过程中发生暴沸 f 蒸馏装置的安装顺序一般由左至右，由下至上，首先从左下侧的热源 开始安装 g 当烧瓶中的物料变成糊状物时，表示蒸馏已接近尾声。此时，应立即 停止加热，利用电炉的余温将剩余的液体蒸出，以避免烧瓶过热破裂 4.实验注意事项 a 仪器应事先干燥。 b 接引管支口上应接干燥管。（回流过程要求无水操作，则应在球形冷 凝管上端安装一干燥管防潮） c 务必使用颗粒状的氧化钙，切勿用粉末状的氧化钙，否则暴沸严重。 d 在CaO中还应该加入少许NaOH。（除去95%乙醇中少量的醛等杂志） e 回流时用球形冷凝管，蒸馏时用直形冷凝管。
实验名称：精馏实验 一、 实验目的 ① 测定精馏塔在全回流及部分回流条件下的全塔效率。 ② 测定精馏塔在全回流条件下的单板效率。 ③ 测定精馏塔在全回流条件下塔体浓度（温度）分布。 ④ 测定再沸器的传热膜系数。 二、 实验器材 精馏实验装置（北京化工大学制） 三、 实验原理 在精馏过程中，由塔釜产生的蒸汽沿塔逐板上升与来自塔顶逐板下降的回流液在塔板上多次部分汽化部分冷凝，进行传热与传质，使混合液达到一定程度的分离。 回流是精馏操作的必要条件，塔顶的回流量与采出量之比称为回流比。回流比是精馏操作的主要参数，它的大小直接影响精馏操作的分离效果和能耗。若塔在最小回流比下操作，要完成分离任务，则需要无穷多块塔板，在工业上是不可行的。若在全回流下操作，既无任何产品的采出，也无任何原料的加入，塔顶的冷凝液全部返回到塔中，这在生产中无任何意义。但是，由于此时所需理论板数最少，易于达到稳定，故常在科学研究及工业装置的开停车及排除故障时采用。通常回流比取最小回流比的1.2～2.0倍。 1. 塔板效率 板式精馏塔中汽液两相在各塔板上相互接触而发生传质作用，由于接触时间短暂和不够充分，并且汽相上升也有一些雾沫夹带，因此其传质效率总不会达到理论板效果。通常用塔板效率来表示塔板上传质的完善程度。 塔板效率是体现塔板性能及操作状况的主要参数。影响塔板效率的因素很多，大致归纳为：流体的物理性质（如粘度、密度、相对挥发度和表面张力等）塔板结构以及操作条件等，由于影响塔板效率的因素相当复杂，目前仍以实验的方法测定。 （1）总板效率E （或全塔的效率）：反映全塔中各层塔板的平均分离效果，常用于板式塔的设计。 e N N E 式中 E ——总板效率 N ——理论板数 e N ——实际板数 （2）单板效率 ，反映单独的一块板上传质的效果，是评价塔板式性能 优劣的重要数据，常有于塔板的研究。
（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。
篇一：工业乙醇的蒸馏实验报告样本 实验课题：工业乙醇的蒸馏 一、实验目的 1、学习蒸馏的原理、仪器装置及操作技术。 2．了解蒸馏提纯液体有机物的原理、用途及掌握其操作步骤。 二、实验原理 将液体加热至沸，使液体变为气体，然后再将蒸气冷凝为液体，这两个过程的联合操作称为蒸馏。 蒸馏是分离和纯化液体有机混合物的重要方法之一。当液体混合物受热时，由于低沸点物质易挥发，首先被蒸出，而高沸点物质因不易挥发或挥发的少量气体易被冷凝而滞留在蒸馏瓶中，从而使混合物得以分离。 三、实验用品 1、实验仪器：量筒100ml（一只）圆底烧瓶100ml（一只）冷凝管（一只）温度计（150摄氏度）锥形瓶100ml（两只）平底烧杯250ml（只） 2、实验药品：工业乙醇 3、其他：沸石加热装置 四、操作步骤 1、取30ml工业乙醇倒入100ml圆底烧瓶中，加入2~3粒沸石，以防止暴沸。 2、按蒸馏装置安装好仪器 3、通入冷凝水。 4、用水浴加热，注意观察蒸馏烧瓶中蒸汽上升情况及温度计读数的变化。当瓶内液体开始沸腾时，蒸汽逐渐上升，当蒸汽包围温度计水银球时，温度计读数急剧上升。蒸汽进入冷凝管被冷凝为液体滴入锥形瓶，记录从蒸馏头支管滴下第一滴馏出液时的温度t1，然后当温度上升到75摄氏度时换一个干燥的锥形瓶作接受器，收集馏出液，并调节热源温度，控制在75—80摄氏度之间，控制蒸馏速度为每秒1—2滴为宜，直到圆底烧瓶内蒸馏完毕停止蒸馏。 5、停止蒸馏时，先移去热源，待体系稍冷却后关闭冷凝水，自上而下、自后向前拆卸装置。 6、量取并记录收集的乙醇的体积v1. 五、实验装置图 请将装置图在此处添上 六、数据处理 第一滴馏出液滴下时的温度t1 实际产量： 回收率： 七、思考题 1、是否所有具有固定沸点的物质都是纯物质？为什么？ 2、什么叫沸点？液体的沸点和大气压有什么关系？3．蒸馏时加入沸石的作用是什么？如果蒸馏前忘记加沸石，能否立即将沸石加至将近沸腾的液体中？当重新蒸馏时，用过的沸石能否继续使用？ 4、温度计水银球的上部为什么要与蒸馏头侧管的下限在同一水平上？过高或过低会造成什么结果？ 5、在蒸馏过程中，为什么要控制蒸馏速度为每秒1—2滴？蒸馏速度过快时对实验结果有何影响？篇二：乙醇的蒸馏实验报告 乙醇的蒸馏 一、实验原理