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
寸。对塔内件进行了详细设计，包括溢流管、进料口、冷凝器、再沸器和出口管等部分。对每块塔板上的液相和气相流动通道、堰和降液管等进行了具体的设计。最后确定了支撑结构和保温层的设置。整个设计过程符合化工原理课程设计的要求，完成了乙醇-水精馏塔的设计任务。
化工原理课程设计任务书 一设计题目：乙醇－水连续浮阀式精馏塔的设计 二任务要求 设计一连续筛板浮阀精馏塔以分乙醇和水 具体工艺参数如下： 原料加料量 F＝100kmol/h ＝273 进料组成 x F 馏出液组成 x ＝0.831 D ＝0.012 釜液组成 x w 塔顶压力 p＝100kpa 单板压降≤0.7 kPa 2 工艺操作条件：常压精馏，塔顶全凝器，塔底间接加热，泡点进料，泡点回流。三主要设计内容 1、设计方案的选择及流程说明 2、工艺计算 3、主要设备工艺尺寸设计 （1）塔径及提馏段塔板结构尺寸的确定 （2）塔板的流体力学校核 （3）塔板的负荷性能图 （4）总塔高 4、设计结果汇总 5、工艺流程图及精馏塔工艺条件图
目录 3. 3. 3.
20 4 参考文献 (30)
摘要 本设计是以乙醇――水物系为设计物系，以浮阀塔为精馏设备分离乙醇和水。浮阀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。 通过逐板计算得出理论板数为16块，回流比为3.531,算出塔效率为0.518，实际板数为32块，进料位置为第11块，在板式塔主要工艺尺寸的设计计算中得出塔径为1米，有效塔高13.6米，浮阀数（提馏段每块76）。通过浮阀塔的流体力学验算，证明各指标数据均符合标准。本次设计过程正常，操作合适。 关键词：乙醇、水、二元精馏、浮阀连续精馏精馏塔、提馏段
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。 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
课程设计说明书 题目乙醇—水连续筛板式精馏塔的设计 课程名称化工原理 院(系、部、中心)化学化工系 专业应用化学 班级应化096 学生姓名XXX 学号XXXXXXXXXX 设计地点逸夫实验楼B-536 指导教师
设计起止时间：2010年12月20日至 2010 年12月31日 第一章绪论 (3) 一、目的： (3) 二、已知参数： (3) 三、设计内容： (4) 第二章课程设计报告内容 (4) 一、精馏流程的确定 (4) 二、塔的物料衡算 (4) 三、塔板数的确定 (5) 四、塔的工艺条件及物性数据计算 (7) 五、精馏段气液负荷计算 (11) 六、塔和塔板主要工艺尺寸计算 (11) 七、筛板的流体力学验算 (16) 八、塔板负荷性能图 (19) 九、筛板塔的工艺设计计算结果总表 (23) 十、精馏塔的附属设备及接管尺寸 (23) 第三章总结 (24) .
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
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： 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：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 塔盘结精馏塔优化设计计算 在常压连续浮阀精馏塔中精馏乙醇——水溶液，要求料液浓度为35%，产品浓度为93%，易挥发组分回收率99%。年生产能力15000吨/年操作条件：①间接蒸汽加热 ②塔顶压强：1.03atm （绝对压强） ③进料热状况：泡点进料 一精馏流程的确定 乙醇——水溶液经预热至泡点后，用泵送入精馏塔。塔顶上升蒸气采用全冷凝后，部分回流，其余
作为塔顶产品经冷却器冷却后送至贮槽。塔釜采用间接蒸汽再沸器供热，塔底产品经冷却后送入贮槽。工艺流程图见图 二塔的物料衡算 1. 查阅文献，整理有关物性数据 ⑴水和乙醇的物理性质 ⑵常压下乙醇和水的气液平衡数据，见表 常压下乙醇—水系统t —x —y 数据如表1—6所示。 乙醇相对分子质量：46；水相对分子质量：18 25℃时的乙醇和水的混合液的表面张力与乙醇浓度之间的关系为： σ=67. 83364-2. 9726x +0. 09604x 2-0. 00163x 3+1. 348?10-5x 4-4. 314?10-8x 5 式中σ——25℃时的乙醇和水的混合液的表面张力，N ／m ； x ——乙醇质量分数，％。 其他温度下的表面张力可利用下式求得
设计 题目板式精馏塔设计 成绩 课程设计主要内容 化工原理课程设计是化工原理课程教学中综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实际的桥梁，是使学生体察工程实际问题复杂性的初次尝试。 本次课程设计的主要思路及内容是： （1）确定流程方案：根据给定任务，选择操作条件、主体设备，确定精馏流程。 （2）精馏塔工艺计算：确定回流比，对全塔进行物料衡算并计算混合气、液操作温度下的物性参数，计算出气、液体积流量。 （3）塔板的设计计算：确定塔板数，进行塔径初步计算，溢流装置的设计计算，筛板布置、流体力学验算及塔板负荷性能图。 （4）塔附件及附属设备设计：通过计算确定接管、筒体、封头、除沫器、裙座、吊柱、人孔等附件的尺寸及型号，计算出塔总体高度，并对预热器、冷凝器、再沸器等附属设备进行设计。 （5）绘制精馏塔的主体设备装配图和带控制点的工艺流程图，编写设计说明书。 指 导 教 师 评 语 建议：从学生的工作态度、工作量、设计（论文）的创造性、学术性、实用性及书面表达能力等方面给出评价。 签名：年月日
化工原理课程设计任务书 设计题目：板式精馏塔设计 设计时间：2011年12月~2012年1月 指导老师： 设计任务：年处理35000 吨乙醇-水溶液系统 1.料液含乙醇40% ，馏出液含乙醇不少于94 %，残液含乙醇不大于0.05 % 2.操作条件 ； （1）泡点进料，回流比R= 1.5 R min （2）塔釜加热蒸汽压力：间接0.2 MPa（表压），直接0.1 MPa（绝压）； （3）塔顶全凝器冷却水进口温度20℃，出口温度50 ℃； （4）常压操作。年工作日300~320 天，每天工作24 h； （5）设备形式（筛板塔、浮阀塔、泡罩塔等）自选； （6）安装地点：合肥。 设计成果： 1.设计说明书一份（word2003格式）; 2.主体设备装配图一张（1#图纸），带控制点工艺流程图（3#图纸）一张 （AutoCAD2004格式）。
化工原理课程设计-乙醇-水溶液连续精馏塔优化设计
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……………………………………………………………… 2.英文摘要前言…………………………………………………………… 3.前言 (1) 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.附录 (23) 9.致谢………………………………………………………………… 10.课程设计心得……………………………………………………………
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： 40000 （吨/年） 2．料液浓度： 35 （wt%） 3．产品浓度： 90 （wt%） 4．易挥发组分回收率： 99.5% 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 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. 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
符号说明 A p ——塔板鼓泡区面积，m2；A f ——降液管截面积，m2； A0——筛孔面积，m2；A T——塔截面积，m2； C ——负荷系数，无因次；C20——20dyn/cm时的负荷系数，无因次C f——泛点负荷系数，无因次；C p——比热，kJ/kg&S226;K； d0 ——筛孔直径，m； D ——塔径，m； D ——塔顶产品流量，kmol/h或kg/h； e V——雾沫夹带量，kg(液)/kg(气) ； E ——液流收缩系数，无因次E T——总板效率或全塔效率，无因次； F ——原料流量，kmol/h或kg/h； g ——重力加速度，m/s2；h d——干板压降，m； h d——液体通过降液管的压降，m； ht ——气相通过塔板的压降，m；h f——板上鼓泡层高度，m； hl ——板上液层的有效阻力，m；h L——板上液层高度，m； h0——降液管底隙高度，m；h0w——堰上液层高度，m； hp ——与单板压降相当的液柱高度，m；h W ——溢流堰高度，m； hσ——与克服表面张力的压强降相当的液柱高度，m； H d——降液管内清液层高度，m；H T——塔板间距，m； I ——物质的焓，kJ/kg；K ——稳定系数，无因次； l——堰长，m；L S——塔内液体流量，m3/s； w M ——分子量；n ——筛孔总数； N T ——理论板数；N ——实际板数； P ——操作压强，Pa；ΔP——单板压强，Pa； ΔP p——通过一层塔板的压强降，Pa/层；Q ——热负荷，kJ/h； q ——进料热状况参数，无因次；Q B——再沸器热负荷，kJ/h； Q C——全凝器热负荷，kJ/h；Q L ——热负荷损失，kJ/h； r ——汽化潜热，kJ/kg；R ——气体常数，8314J/kmol&S226;K； R ——回流比，无因次t ——温度，℃或K； t ——孔心距，m；T ——温度，℃或K； T S ——塔顶温度，℃或K；T`S——回流液温度，℃或K； u ——空塔气速，m/s；U max——极限空塔气速，m/s； U a——按板上层液上方有效流通面积计的气速，m/s； u0——筛孔气速，m/s；u0M——漏液点气速，m/s； u′o ——降液管底隙处液体流速，m/s； V ——精馏段上升蒸气量，kmol/h；V h ——塔内气相流量，m3/h；
化工原理课程设计-乙醇-水混合液精馏塔设计
全套论文 化工原理课程设计 题目：乙醇-水混合液精馏塔设计 学院：化学与材料工程学院 专业：高分子材料与工程 *名：*** 学号：********* 指导教师：*** 河南城建学院 2012年12月25日
《化工原理》课程设计工艺条件 一、设计目的和要求 课程设计是化工原理课程教学中综合性和实践性较强的教学环节，是理论系实际的桥梁。通过课程设计，培养学生查阅资料、选用公式和搜索数据的能力；熟悉工程设计基本内容，掌握化工单元操作设计的主要程序及方法；锻炼和提高学生综合运用理论知识和技能的能力、独立工作和创新能力；培养学生能用简洁的文字清晰的图表来表达自己设计思想的能力。 二、设计任务 完成精馏塔工艺设计，运用最优化方法确定最佳操作条件；精馏设备设计, 有关附属设备的设计和选用；绘制带控制点工艺流程图，塔板结构简图和塔板负荷性能图，编制设计说明书；等。 三、设计题目 题目二：乙醇-水混合液精馏塔设计四、设计条件 年处理量：8000吨/年 料液浓度（质量%）：40% 料液初温：30 C 塔顶产品浓度：94% （质量分率）塔底乙醇含量不高于0.3% （以质量计）精馏塔塔顶压强：4kPa（表压）进料状态：泡点进料 回流比：自选 单板压降w 0. 7 k pa 冷却水温度：30 E 设备形式：筛板塔 饱和水蒸汽压力：2.5kgf/cm2（表压）（1kgf/=98.066kPa） 每年实际生产天数：330天，每天24小时连续运转 设计方案简介 (4) 二物料流程说明 (4) 三设计说明书 (5) 3.1.气液相平衡数据 (5)
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
化工原理课程设计乙醇水混合液精 馏塔设计 化工原理课程设计乙醇水混合液精馏塔设计 一、引言 精馏是石油化工、化学工业等领域中非常重要的分离和纯化方法之一。在工业生产中，乙醇与水混合液的精馏分离技术应用非常广泛。本文针对乙醇水混合液的精馏塔设计展开探讨。 二、乙醇水混合液的精馏分离原理 通常将乙醇水混合液进行精馏时，可以利用其两种组分的沸点差异来实现分离。在常压下，100克水的沸点为100℃， 而100克乙醇的沸点为78.5℃，因此在一定的操作条件下，乙醇可以被分离出来。 三、精馏塔结构及工作原理 精馏塔是一种具有特殊内部结构的容器，它可以用来将液体混合物分离成其组分。精馏塔通常包括塔体、进料口、下塔液口和顶部气体口。在塔体内部，有许多被称为塔板的“板子”，可以使物质沿着塔的高度进行反复蒸馏和冷凝，以达到分离组分的目的。 四、乙醇水混合液精馏塔设计
对于乙醇水混合液的精馏塔设计，主要需要掌握以下几个参数。 4.1 精馏塔塔板数量 精馏塔塔板数量对精馏分离效率有着决定性的影响。一般来说，塔板的数量越多，分离效率越高。在设计乙醇水混合液精馏塔时，需要根据不同的情况选择适当的塔板数量。 4.2 进料口位置和进料速度 进料口位置和进料速度对于精馏分离的效果也有比较大的影响。在设计乙醇水混合液精馏塔时，需要根据实际情况确定进料口位置和进料速度。 4.3 塔顶气体口和旋流板 塔顶气体口和旋流板的设置也是精馏塔设计中必不可少的环节。旋流板能够使得气体在塔体内形成旋涡，加速液体蒸发，从而提高精馏塔的分离效率。 五、结论 乙醇水混合液的精馏塔设计是一项非常重要的工作，直接影响到分离效率和产品质量。在进行精馏塔设计时，需要对塔板数量、进料口位置和进料速度、塔顶气体口和旋流板等参数进行合理的把握，以达到最佳的分离效果。
化工原理课程设计乙醇——水精馏塔设计乙醇-水精馏塔是一种常用的工业分离设备，在乙醇生产和燃料乙醇 制备过程中被广泛使用。本文将针对乙醇-水精馏塔的设计进行分析，并 确定适当的工艺参数，以提高精馏过程的效率和产品质量。 首先，我们将根据乙醇-水体系的相图，确定该体系在精馏条件下的 温度和压力。乙醇-水体系具有正常的沸点-成份成分曲线，根据该曲线， 我们可以得出在大气压下，纯乙醇的沸点约为78.15摄氏度，纯水的沸点 约为100摄氏度。 为了提高乙醇的产率，我们需要在尽可能低的温度下进行精馏。因此，我们可以设置塔底的进料温度为80摄氏度，以确保乙醇能够以尽量低的 温度进入塔体。同时，在塔顶设置回流装置，利用较低温度的冷凝液将一 部分乙醇回流至塔顶，以进一步提高精馏效率。 在塔体设计方面，我们将采用传统的浮阀塔设计。浮阀塔是一种常见 的分离设备，通过浮阀的升降来实现液体的分馏。在塔内部设置多层分隔板，以确保流体在塔体内的充分混合和接触，从而提高分离效率。同时， 通过调整浮阀的数量和高度，可以控制液体的分布和流速，以适应不同的 操作需求。 为了提高塔体内的传质效率，我们还可以在塔内设置填料。填料能够 增加塔体的表面积，促进乙醇和水之间的质量传递。常用的填料包括碎石、金属网和板式填料等。我们可以根据乙醇-水体系的特性，选择合适的填 料类型和形状。 在操作过程中，我们需要通过加热器将塔内的液体加热至沸点，使液 体蒸发，并且在塔顶通过冷凝器将蒸汽冷凝成液体。通过控制塔底的进料
量和顶部回流量，可以控制乙醇和水的分离效果。同时，通过调整加热器 的温度和冷凝器的冷却水流量，可以控制塔内的温度和压力，进一步影响 精馏效果。 最后，为了确保操作的安全性和稳定性，我们需要在塔体上设置相应 的监测仪表和安全设备，以及控制系统。监测仪表包括温度计、压力计和 流量计等，用于监测塔体内各参数的变化。安全设备包括安全阀和过流保 护装置，用于防止塔体发生过压和过流情况。控制系统通过监测和调节各 参数，保证塔体内的操作在合适的范围内进行。 综上所述，乙醇-水精馏塔是一种重要的分离设备，通过适当的设计 和操作，可以实现乙醇和水的高效分离。设计中需要考虑乙醇-水体系的 特性，确定适当的温度和压力，选择合适的浮阀塔设计和填料类型。同时，需要配备相应的监测仪表、安全设备和控制系统，确保操作的安全性和稳 定性。
化工原理课程设计乙醇水精馏塔设 计浮阀塔 化工原理课程设计：乙醇水精馏塔设计浮阀塔 引言 乙醇是一种广泛应用的有机化合物，其处理往往伴随着醇类分离、纯化和精制等步骤。其中，对乙醇的蒸馏是最基本的处理方法之一。由于乙醇和水的沸点很接近，所以在蒸馏过程中需要使用高效的分离塔，以充分分离乙醇和水。 本文以设计浮阀塔进行乙醇水精馏为案例，介绍了乙醇水精馏塔的设计流程和具体实现方法，以及浮阀塔在乙醇水精馏中的优点和局限性。 一、浮阀塔的概念及优点 浮阀塔是目前常用的塔板设备之一。其根据液位高低自动控制阀板开度，使液量自动调节，从而实现了自动调节的效果。它不仅可以减少运行成本，而且可以提高分离效率，是一种高效的精馏设备。 与其他塔板设备相比，浮阀塔有以下优点： 1. 较高的承载能力：浮阀塔可以承载高负荷，因为其在 塔板上的负荷更加均匀。
2. 自动调节的效果：由于准确的液位控制，浮阀塔可以自动调节输入的液位和输出的液位，从而保证了稳定的操作状态。 3. 优异的分离效果：浮阀塔的逐个塔板上都设置有流分离孔，可以更有效地冷却和分离不同种类的液体。 二、乙醇水精馏塔的设计要点 2.1 分离原理 乙醇和水具有接近的表面张力、质量和沸点，因此在精馏过程中分离较难。在浮阀塔精馏中，由于塔板上呈波浪形的流形状，液体的流动不断加速和减速，从而促进了液体分离。同时，浮阀可以减小气液流动的阻力，从而有利于提高精馏效率。 因此，乙醇水精馏采用了浮阀塔的精馏过程来分离乙醇和水，不仅能够有效地分离乙醇和水，并且能够节约能源和提高生产效率。 2.2 浮阀塔的设计计算 在浮阀塔的设计过程中，需要考虑以下因素： 1. 塔板情况：塔板以及塔板上的流分离孔和浮阀应设计和选用合适的形状和大小。 2. 分离塔高：塔的高度越高，分离效果越好，但成本也相应增加。
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)
摘要 本设计采用板式精馏塔（浮阀塔）分离乙醇—水溶液，年处理量10620吨，进料组成（质量分数）35.4%，塔顶产品组成92.5%，塔底产品组成0.05%。首先找出乙醇—水溶液的气液平衡数据，然后利用Excel作图，求出最小回流比为3.23,，再建立总费用和最小回流比之间的关系，求出实际回流比为6.46，逐板计算确定理论板数，利用塔板效率求出实际板数，然后对塔和塔板的工艺尺寸进行计算，计算圆整得塔径D T=1.2m，塔高H=30.2m。进而对塔的流体力学性能进行验算，利用塔设备的强度要求确定塔体壁厚，再利用产量和分离要求确定塔的附属设备及其尺寸，使之符合要求。 关键词：浮阀塔；回流比；实际板数；工艺尺寸 Abstract The design use the float valve tower distilling and separating the ethanol-water solution, the handing capacity is 10620 tons ,the feed composition (wt%) is 35.4%, the composition of top product is 92.5% and the bottom is 0.05%.At first , we find some necessary date and then use “Excel” to make a drawing and obtain our minimum reflux ratio. Next , we establish the pattern between the reflux ratio and the total cost to select our optional reflux ratio .The reflux ratio is 6.46, and the theoretical and practical plate number of our tower is 13 and 26. We also calculated the size of the tower and the plate and we obtain that the diameter of the tower is 1.2 meters, the height of the tower is 30.2 meters. After the liquid mechanic calculation of the tower, it is suitable to the capable of this floating valve tower. By calculating the intensity of the tower , we can get the thickness of the tower ,then use the production and separation requirements to determine the size of the ancillary equipments of the tower. Keywords: ethanol-water solution; float valves; optional reflux ratio; liquid mechanic calculation; technology dimension
化工原理课程设计乙醇和水筛板精馏塔 一、工艺原理 乙醇和水筛板精馏塔是一种以乙醇为介质的广泛应用的化学反应设备。这种精馏塔主要是利用乙醇对水的抽提分离物质的蒸馏和沉淀形式，在乙醇中达到分离的目的。 其操作原理是：将一定比例的乙醇与水混合，通过螺杆螺桶升温，使乙醇蒸馏，吸收乙醇汽体并伴随水汽在热力学过程中分离开。因此，当这两种物质同时沉淀分离时，乙醇和水就可以通过这种方法获得更纯净的液体。通过这个过程，物质也可以进行混合或有机溶剂的分离。 二、工艺流程 1.投料：将水混合物经过投料口，均匀的进入精馏塔管内。 2.抽提：采用乙醇为介质，出口的温度和压强维持一定的范围，当介质达到一定温度时，可使水和有机溶剂通过抽提过程进行分离。 3.进料：将经过抽提的液体经过调节阀再次进料，使乙醇连续循环。
4.净化：当液体进行循环抽提时，可使有机溶剂、水和乙醇通过滤筛板分离，达到净化的效果，经过多次的净化过程，乙醇的干净度可以达到99%以上。 5.出料：乙醇和水筛板精馏塔中的液体通过调节阀分别流入工艺和控制系统中，其中纯乙醇可作为常温下的产品出料。 三、应用领域 1、医药： 乙醇和水筛板精馏塔可以用来分离生物分子，如蛋白质、多肽、核酸和抗体等.因为乙醇有很好的气溶能力，也可以用乙醇作为载体进行药物的辅料成分分离和分离。 2、催化： 乙醇的介质有利于催化剂的活性，可以使催化剂在乙醇环境中进行催化反应，从而获得合成催化剂所需的原料。 3、有机溶剂： 乙醇可以用作有机溶剂，特别是对一些有机物质有良好的溶解效果。在乙醇和水
筛板精馏塔的应用中，可以实现在有机溶剂中分离固体物质的目的。
大连民族学院 化工原理课程设计说明书 题目: 乙醇-水连续精馏塔的设计 设计人: 1104 系别：生物工程 班级：生物工程121班 指导教师: 老师 设计日期：2014 年10 月21 日～11月3日 温馨提示:本设计有一小部分计算存在错误，但步骤应该没问题
化工原理课程设计任务书一、设计题目 乙醇—水精馏塔的设计。 二、设计任务及操作条件 1.进精馏塔的料液含乙醇30％（质量)，其余为水。 2.产品的乙醇含量不得低于92。5%(质量）。 3。残液中乙醇含量不得高于0.1%（质量）. 4.处理量为17500t/a，年生产时间为7200h。 5.操作条件 （1）精馏塔顶端压强 4kPa（表压）。 （2）进料热状态泡点进料。 (3）回流比R=2R min。 （4）加热蒸汽低压蒸汽. （5）单板压降≯0。7kPa. 三、设备型式 设备型式为筛板塔。 四、厂址 厂址为大连地区。 五、设计内容 1.设计方案的确定及流程说明 2.塔的工艺计算 3.塔和塔板主要工艺尺寸的设计 （1)塔高、塔径及塔板结构尺寸的确定。 （2）塔板的流体力学验算. (3）塔板的负荷性能图。 4.设计结果概要或设计一览表 5.辅助设备选型与计算 6。生产工艺流程图及精馏塔的工艺条件图 7.对本设计的评述或有关问题的分析讨论
目录 前言 (1) 第一章概述 (1) 1。1塔型选择 (1) 1.2操作压强选择 (1) 1.3进料热状态选择 (1) 1。4加热方式 (2) 1。5回流比的选择 (2) 1.6精馏流程的确定 (2) 第二章主要基础数据 (2) 2。1水和乙醇的物理性质 (2) 2.2常压下乙醇—水的气液平衡数据 (3) 2。3 A,B，C—Antoine常数 (4) 第三章设计计算 (4) 3.1塔的物料衡算 (4) 3.1。1 料液及塔顶、塔底产品含乙醇摩尔分率 (4) 3.1.2 平均分子量 (4) 3。1。3 物料衡算 (4) 3。2塔板数的确定 (4) 的求取 (4) 3。2。1 理论塔板数N T 3.2。2 全塔效率E 的求取 (5) T 3.2.3 实际塔板数N (6) 3。3塔的工艺条件及物性数据计算 (6) 3。3。1操作压强P (6) m (6) 3。3.2温度t m 3。3.3平均摩尔质量M (6) m 3.3。4平均密度ρ (7) m 3.3.5液体表面张力σm (8) 3。3。6液体粘度μL m (8)
化工原理课程设计-乙醇-水精馏塔设计
成绩 大连民族学院 化工原理课程设计说明书 题目：乙醇—水连续精馏塔的设计 设计人：1104 系别：生物工程 班级：生物工程121班 指导教师：老师
目录 前言 (1) 第一章概述 (1) 1.1塔型选择 (1) 1.2操作压强选择 (1) 1.3进料热状态选择 (1) 1.4加热方式 (2) 1.5回流比的选择 (2) 1.6精馏流程的确定 (2) 第二章主要基础数据 (2) 2.1水和乙醇的物理性质 (3) 2.2常压下乙醇—水的气液平衡数据 (3) 2.3 A,B,C—Antoine常数 (4) 第三章设计计算 (4) 3.1塔的物料衡算 (4) 3.1.1 料液及塔顶、塔底产品含乙醇摩尔分率 (4) 3.1.2 平均分子量 (4) 3.1.3 物料衡算 (4) 3.2塔板数的确定 (5) 的求取 (5) 3.2.1 理论塔板数N T 的求取 (6) 3.2.2 全塔效率E T 3.2.3 实际塔板数N (6) 3.3塔的工艺条件及物性数据计算 (6) 3.3.1操作压强P (6) m (6) 3.3.2温度t m 3.3.3平均摩尔质量M (7) m 3.3.4平均密度ρ (8) m 3.3.5液体表面张力σm (8) (9) 3.3.6液体粘度μL m
3.4气液负荷计算 (10) 3.5塔和塔板主要工艺尺寸计算 (10) 3.5.1塔径D (10) 3.5.2溢流装置 (11) 3.5.3塔板布置 (13) 3.5.4筛孔数n与开孔率φ (14) 3.5.5塔有效高度Z (14) 3.5.6塔高计算 (14) 3.6筛板的流体力学验算 (15) (15) 3.6.1气体通过筛板压强降的液柱高度h p 的验算 (16) 3.6.2雾沫夹带量e V 3.6.3漏液的验算 (16) 3.6.4液泛的验算 (17) 3.7塔板负荷性能图 (17) 3.7.1雾沫夹带线（1） (17) 3.7.2液泛线（2） (18) 3.7.3液相负荷上限线（3） (19) 3.7.4漏液线（气相负荷下限线）（4） (19) 3.7.5液相负荷下限线（5） (20) 3.8筛板塔的工艺设计计算结果总表 (21) 3.9精馏塔附属设备选型与计算 (22) 3.9.1冷凝器计算 (22) 3.9.2预热器计算 (22) 3.9.3各接管尺寸计算 (23) 第四章设计评述与心得 (24) 4.1设计中存在的问题及分析 (24) 4.2设计心得 (24) 参考文献 (25)
化工原理课程设计 设计题目：苯－氯苯分离过程板式精馏塔设计 设计者： 学号： 专业：石油与化工学院 班级：化工本141班 指导教师： 设计时间：2016年12月20日 1
目录 一、概述 (4) 1、精馏与塔设备简介 (4) 2、筛板塔的特点 (5) 3.体系介绍 (6) 4、设计要求 (6) 二、设计说明书 (6) （1）设计单元操作方案简介 (6) （2）筛板塔设计须知 (7) （3）筛板塔的设计程序 (7) （4）塔板操作情况的校核计算——作负荷性能图及确定确定操作点 (7) 三．设计计算书 (7) 1.设计参数的确定 (7) 1.1进料热状态 (7) 1.2加热方式 (8) 1.3回流比（R）的选择 (8) 1.4 塔顶冷凝水的选择 (8) 2.流程简介及流程图 (8) 2.1流程简介 (8) 2.2流程简介图 (9) 3.理论塔板数的计算与实际板数的确定 (10) 3.1理论板数的确定 (10) 3.1.1物料恒算 (10) 3.1.2 q线方程 (10) 3.1.3 平衡线方程 (10) 2
3.1.4 R min和R的确定 (12) 3.1.5精馏段操作线方程 (13) 3.1.6提镏段操作线方程 (13) 3.1.7图解法求理论塔板数 (13) 3.2实际塔板数确定 (14) 4.精馏塔工艺条件计算 (14) 4.2操作温度的计算 (14) 4.3塔内物料平均分子量、张力、流量及密度的计算 (15) 4.4热量衡算 (20) 4.5热量衡算 (21) 4.6塔径的确定 (22) 4.7塔有效高度 (24) 4.8整体塔高 (25) 5、塔板主要参数确定 (25) 5.1溢流装置 (25) 5.2塔板布置及筛孔数目与排列 (27) 6.筛板的流体力学计算 (28) 6.1塔板压降 (28) e的计算 (30) 6.2雾沫夹带量 V 6.3漏液的验算 (30) 6.4液泛验算 (30) 7、塔板负荷性能图 (31) 7.1液沫夹带线 (31) 7.2液泛线 (32) 7.3液相负荷上限线 (33) 7.4液相负荷下线 (34) 8.辅助设备及零件设计 (37) 8.1塔 (37) 8.2塔的接管 (38) 8.4塔的附属设计 (40) 9.参考文献及设计手册 (41) 四、设计感想 (41) 3