乙醇水连续浮阀式精馏塔的设计.doc

毕业设计（论文）手册学院：职业技术学院专业班级：练油技术0932 姓名：韩宏宇指导教师：时维振2012 年 6 月毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）评阅书毕业设计（论文）评阅书毕业答辩情况表乙醇－水连续浮阀式精馏塔的设计摘要化工生产常需进行二元液相混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的，精馏是利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和多次部分冷凝达到轻重组分分离目的的方法。

精馏操作在化工、石油化工、轻工等工业生产中占有重要的地位。

为此，掌握气液相平衡关系，熟悉各种塔型的操作特性，对选择、设计和分析分离过程中的各种参数是非常重要的。

(7)塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备类型之一。

本次设计的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，该设计方法被工程技术人员广泛的采用。

本设计书对苯和甲苯的分离设备─浮阀精馏塔做了较详细的叙述，主要包括：工艺计算，辅助设备计算。

(4)关键词：乙醇、水、二元精馏、浮阀连续精馏精馏塔、提馏段AbstractChemical production often require two yuan of liquid mixture separation to achieve the purification or recovery of useful components of the purpose, distillation is the use of liquid mixtures of volatile components in the different degree with the help of repeated many of vaporization and condensation to light hydrocarbon separation method. Distillation in chemical, petrochemical, light industry and other industrial production plays an important role. Therefore, mastering the vapor-liquid phase equilibrium relations, familiar with the various types of towers operating characteristics, to choose, design and analysis in the process of separation of various parameters is very important. Tower equipment is chemical, oil refining production in the most important equipment of one type of. The design of the floating valve tray in chemical production is mainly of gas-liquid mass transfer equipment. The design for the two yuan of property of the distillation problem analysis, selection, calculation, calculation, drawing, is a complete distillation design process, the design method widely adopted by engineering technical personnel. The design of books on benzene and toluene separation equipment - float valve tower are describe in detail, mainly including: process calculation, calculation of auxiliary equipment, tower equipment drawings.Key words: ethanol, water, two yuan of distillation, float valve continuous distillation distillation tower, the stripping section目录前言 (11)第一章精馏塔的相关概述 (12)1.1 精馏原理及其在化工生产上的应用 (12)1.2 精馏塔对塔设备的要求 (12)1.3 常用板式塔类型及本设计的选型 (12)1.4 本设计所选塔的特性 (13)第二章精馏塔的设计容 (14)2.1 塔板的工艺设计 (14)2.1.1精馏塔全塔物料衡算 (14)2.1.2 乙醇-水相关计算 (14)2.1.3理论塔板的计算 (22)2.1.4塔径的初步设计 (24)2.1.5溢流装置 (25)2.1.6塔板布置及浮阀数目与排列 (27)2.2 塔板的流体力学计算 (29)2.2.1 气相通过浮阀塔板的压降 (29)2.2.2淹塔 (31)2.2.3物沫夹带 (32)2.2.4塔板负荷性能图 (33)2.3 塔附件设计 (39)2.3.1接管 (39)2.3.2筒体与封头 (41)2.3.3除沫器 (41)2.3.4裙座 (42)2.3.5 吊柱 (42)2.3.6人孔 (42)2.4 塔总体高度的设计 (43)2.4.1塔的顶部空间高度 (43)2.4.2 塔的底部空间高度 (43)2.4.3塔体高度 (43)2.5 附属设备设计 (43)2.5.1 冷凝器的选择 (43)2.5.2再沸器的选择 (44)第三章总结 (46)谢辞 (47)参考文献 (48)前言乙醇和水的原料混合物进入原料罐，在里面停留一定的时间之后，通过泵进入原料预热器，在原料预热器中加热到泡点温度，然后，原料从进料口进入到精馏塔中。

乙醇浮阀塔精馏工艺设计
乙醇浮阀塔精馏工艺设计需要综合考虑多种因素，以下是一个简要的设计方案：
设计采用F1型浮阀塔，常压蒸馏。

原料液经预热器加热至泡点后，进入精馏塔的进料板。

在每层塔板上，回流液体与上升的蒸气互相接触，进行热和质的传递过程。

操作时，连续地从再沸器取出部分液体作为塔底产品（釜残液），部分液体汽化，产生上升蒸气，依次通过各层塔板。

塔顶蒸气进入冷凝器中被全部冷凝，并将部分冷凝液用泵送回塔顶作为回流液体，其余部分经冷却器后被送出作为塔顶产品（馏出液）。

在设计过程中，需要确定工艺条件，进行工艺计算及选型，并对塔和塔板的工艺尺寸进行计算，同时进行塔板的流体力学验算及负荷性能图，辅助设备的计算与选型，主体设备的机械设计等。

浮阀塔是一种广泛应用于精馏、吸收以及脱吸等传质过程中的塔设备，具有处理能力大、操作弹性大、塔板效率高、压强小、液面梯度小、使用周期长等优点。

在设计过程中，可以根据实际需求选择合适的浮阀塔型号和工艺参数，以达到最佳的分离效果。

第一章：塔板的工艺设计一、精馏塔全塔物料衡算F:进料量（kmol/s ） F x :原料组成（摩尔分数，同下） D:塔顶产品流量（kmol/s ） D x :塔顶组成 W:塔底残液流量（kmol/s ） ：W x 塔底组成原料乙醇组成：%91.8%10018/8046/2046/20x =⨯+=F塔顶组成：%98.85%10018/646/9446/94=⨯+=D x塔底组成：%12.0%10018/7.9946/3.046/3.0=⨯+=W x进料量：F=25万吨/年=4706.036002430010182.01462.0102543=⨯⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⨯⨯（kmol/s ） 物料衡算式为：F=D+W Fx F =Dx D +W W x 联立带入求解：D=0.0482 kmol/s W=0.4424 kmol/s二、常压下乙醇-水气液平衡组成（摩尔）与温度关系1. 温度利用表中数据由差值法可求得t F 、t D 、t W①t F :21.791.80.89t 66.921.77.860.89F --=--, t F =87.41 ℃②t D :72.7498.8541.78t 72.7443.8941.7815.78--=--D ， t D =78.21 ℃③t W ：12.0100t 90.105.95100W --=--， t W =99.72 ℃ ④精馏段的平均温度：81.82221.7841.872t t t 1=+=+=F D ℃ ⑤提馏段的平均温度：57.93272.9941.872t t t 2=+=+=F W ℃ 2. 密度已知：混合液密度：B B A A Lραραρ+=1(α为质量分数，M 为平均相对分子质量) 混合气密度：004.22TP MP T V =ρ塔顶温度：t D =78.21 ℃ 气相组成43.8910015.7821.7843.8915.7815.7841.78y --=--D D y ：， %88.86=D y进料温度：t F =87.41℃ 气相组成FF y 10091.3841.870.8975.4391.387.860.89y --=--：， %26.42y =F塔底温度：t W =99.72℃气相组成WW y 100072.991000.1705.95100y --=--：， W y =1.06%⑴ 精馏段液相组成1x ：1x =2x x FD +, %445.47x 1= 气相组成2y y y y 11FD +=：, %545.64y 1= 所以 286.31)4745.01(184745.0461=-⨯+⨯=L M kg/mol 074.36)6455.01(186455.0462=-⨯+⨯=L M kg/mol三、理论塔板的计算理论板：指离开此板的气液两相平衡，而且上液相组成均匀。

目录1.前言 (1)2.精馏流程的确定 (2)3.精馏塔设计物料计算 (3)3.1查阅文献，整理有关物性数据 (3)3.2塔的物料衡算 (3)3.3塔板数的确定 (4)3.4塔的工艺条件及物性数据计算 (6)4.塔和塔板主要工艺尺寸计算 (9)4.1塔径 (9)4.2精馏塔的有效高度计算 (10)4.3溢流装置 (10)4.4塔板布置及浮阀数目排列 (11)4.5塔板流体力学校核 (12)4.6雾沫夹带 (13)4.7塔板负荷性能图 (13)4.8性塔板负荷能图 (15)5.接头管 (17)6.设计计算结果总表 (18)参考文献 (19)课程设计心得 (20)附录 (21)1.前言乙醇在工业、医药、民用等方面，都有很广泛的应用，是很重要的一种原料。

在很多方面，要求乙醇有不同的纯度，有时要求纯度很高，甚至是无水乙醇，这是很有困难的，因为乙醇极具挥发性，也极具溶解性，所以，想要得到高纯度的乙醇很困难。

要想把低纯度的乙醇水溶液提升到高纯度，要用连续精馏的方法，因为乙醇和水的挥发度相差不大。

精馏是多数分离过程，即同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程，因此可使混合液得到几乎完全的分离。

化工厂中精馏操作是在直立圆形的精馏塔内进行的，塔内装有若干层塔板或充填一定高度的填料。

为实现精馏分离操作，除精馏塔外，还必须从塔底引入上升蒸汽流和从塔顶引入下降液。

可知，单有精馏塔还不能完成精馏操作，还必须有塔底再沸器和塔顶冷凝器，有时还要配原料液预热器、回流液泵等附属设备，才能实现整个操作。

浮阀塔与20世纪50年代初期在工业上开始推广使用，由于它兼有泡罩塔和筛板塔的优点，已成为国内应用最广泛的塔型，特别是在石油、化学工业中使用最普遍。

浮阀有很多种形式，但最常用的形式是F1型和V-4型。

F1型浮阀的结果简单、制造方便、节省材料、性能良好，广泛应用在化工及炼油生产中，现已列入部颁标准（JB168-68）内，F1型浮阀又分轻阀和重阀两种，但一般情况下都采用重阀，只有处理量大且要求压强降很低的系统中，才用轻阀。

课程设计设计题目乙醇-水连续精馏浮阀塔的设计学生姓名学号专业班级指导教师2021年1月11日.乙醇——水浮连续精馏阀塔工艺设计目录绪论本设计书介绍的是浮阀塔精馏的设计，其中包括设计方案确实定、塔要紧设备的工艺设计计算、辅助设备的选型、工艺流程图及草图及讲明、设计结果概要及一览表等几大内容。

本设计要紧用于不离酒精和水的混合物，利用浮阀塔将其进行精馏不离。

精馏所进行的是精馏所进行的是气、液两相之间的传质，而作为气、液两相传质所用的塔设备，首先必须要能使气、液两相得到充分的接触，以到达较高的传质效率。

在本设计过程中，严格按照常用数据算图，化工设备常用材料性能以及化工图例国标规定进行设计，同时查阅了大量的有关资料。

每一步的计算都严格按照?化工原理课程设计?一书中的公式进行计算，并通过核对与验算，总体来讲有一定的合理性。

一、设计方案论证及确定1.1—水溶液系统，年工作日300d，天天工作24h。

1.1.2选择用板式塔不用填料塔的缘故：因为精馏塔精馏塔对塔设备的要求大致如下：〔1〕生产能力大：即单位塔截面大的气液相流率，可不能产生液泛等不正常流淌。

〔2〕效率高：气液两相在塔内维持充分的紧密接触，具有较高的塔板效率或传质效率。

〔3〕流体阻力小：流体通过塔设备时阻力落小，能够节约动力费用，在减压操作是时，易于到达所要求的真空度。

〔4〕有一定的操作弹性：当气液相流率有一定动摇时，两相均能维持正常的流淌，而且可不能使效率发生较大的变化。

〔5〕结构简单，造价低，安装检修方便。

〔6〕能满足某些工艺的特性：腐蚀性，热敏性，起泡性等。

应选用板式塔。

1.1.3板式精馏塔选择浮阀塔的缘故：〔1〕生产能力大，由于塔板上浮阀安排对比紧凑，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，由于阀片能够自由升落以习惯气量的变化，因此维持正常操作而答应的负荷动摇范围比筛板塔，泡罩塔都大。

〔3〕塔板效率高，由于上升气体从水平方向吹进液层，故气液接触时刻较长，而雾沫夹带量小，塔板效率高。

分离乙醇水连续浮阀式精馏塔设计方案2.1 塔型选择根据生产任务，若按年工作日300天，每天开动设备24小时计算，产品流量为16666.67kg /h ，由于产品粘度较小，流量较大，为减少造价，降低生产过程中压降和塔板液面落差的影响，提高生产效率，故选用浮阀塔。

2.2 操作条件的确定 2.2.1 操作压力由于乙醇~水体系对温度的依赖性不强，常压下为液态，为降低塔的操作费用，操作压力选为常压，塔顶压力为Pa 51001325.1 。

2.2.2 进料状态虽然进料方式有多种，但是饱和液体进料时进料温度不受季节、气温变化和前段工序波动的影响，塔的操作比较容易控制；此外，饱和液体进料时精馏段和提馏段的塔径相同，无论是设计计算还是实际加工制造这样的精馏塔都比较容易，为此，本次设计中采取饱和液体进料。

2.2.3 加热方式精馏塔的设计中多在塔底加一个再沸器以采用间接蒸汽加热以保证塔内有足够的热量供应；由于乙醇~水体系中，乙醇是轻组分，水由塔底排出，且水的比热较大，故可采用直接水蒸气加热，这时只需在塔底安装一个鼓泡管，于是可省去一个再沸器，并且可以利用压力较底的蒸汽进行加热，无论是设备费用还是操作费用都可以降低。

2.2.4 热能利用精馏过程的原理是多次部分冷凝和多次部分汽化。

因此热效率较低，通常进入再沸器的能量只有5%左右可以被有效利用。

虽然塔顶蒸汽冷凝可以放出大量热量，但是由于其位能较低，不可能直接用作为塔底的热源。

为此，我们拟采用塔釜残液对原料液进行加热。

2.3 有关的工艺计算由于精馏过程的计算均以摩尔分数为基准，需先把设计要求中的质量分数转化为摩尔分数。

原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率x乙醇 M c =46.07 kg /kmol ， 水 M w =18.02 kg /kmol 进料液中轻组分(乙醇)质量分数为30％的摩尔分率1153.002.18/75.007.46/25.007.46/25.0/)25.01(/25.0/25.0=+=-+=w c c F M M M x塔顶轻组分(乙醇)质量分数为90％的摩尔分率7788.002.18/10.007.46/90.007.46/90.0/)90.01(/90.0/90.0=+=-+=w c c D M M M x塔底轻组分(乙醇)质量分数为0.5％的摩尔分率0039.002.18/99.007.46/01.007.46/01.0/)01.01(/01.0/01.0=+=-+=w c c W M M M x原料液、塔顶、塔底产品的平均摩尔质量M原料液 M F =x F M c +(1-x F )M w =0.1153×46.07+(1-0.153)×18.02=20.73 kg /kmol 塔顶 M D =x D M c +(1-x D )M w =7788×46.07+(1-0.7788)×18.02=39.87 kg /kmol 塔底 M W =x W M c +(1-x W )M w =0.0039×46.07+(1-0.0039)×18.02=18.13 kg /kmol2.3.1 最小回流比及操作回流比的确定(1)由手册查得常压下乙醇-水物系汽液平衡组成数据，如表1所示。

作图得Rm=倍数R=R/(R+1)=xd/（R+1）=精馏段曲线L=RD=L'=W=L+F=V'=V=S=L'/V'=(W/V)*xw=提馏段曲线理论板实际板N尺寸计算部分精馏段上升蒸汽量Vv=精馏段下降液体量Ll=取塔板间距HT=板上液层高度HL=分离空间HT-HL=功能参数（Ll/Vv)*(ρl/ρv)^0.5=查史密斯关联图可得C20=表面张力σ2=C=C20(σ2/20)^0.2=Umas=C√(ρl-ρv)/ρv=安全系数0.6~0.8，取空塔气速u=塔径D=√4V/πu=所以取塔径D=塔横截面积A T=πD2/4=空塔气速u=塔高 H塔=HD+(N-2-S)HT+SHT+HF+HW=手孔数目S=N/8-1=约为设塔底停留时间为10min取塔底空间Hw=储蓄液高度ΔZ=L*60*5/A截=进料板空间高度Hf=手孔两板间距Ht=塔顶空间Hd=取溢流堰堰长（0.6~0.8DT)取则lw收缩系数E=1How=（2.84/1000）*E*（L/lw）^2/3=出口堰高Hw=降液管宽度与降液管面积取溢流堰堰长（0.6~0.8DT)取则Wd/D=Af/At=Wd=Af=0.05*π*D^2/4=取停留时间τ=Af*Ht/L=开孔区面积r=D/2-Wc=x=D/2-(Wd+Ws)=x/r=sin-1=则开孔区面积Ap=2{x√(x2-r2)+r2sin(x/r)}=浮阀数目N孔径d0=气体通过阀孔速度（取F=11）u0=F/√ρv=N=4V/π(d0)^2*u0=约为N阀孔排列A0=π*d0^2*N/4=孔间距t=d0√0.907*Ap/A0=等边三角形排列，取孔间距为（75、125、150）浮法数目n取阀孔速u0‘动能因素F（8~12）开孔率Φ=N（d0）^2/D2=流体力学验算部分全开转为全部全开的临界速度uoc=则hc=5.34*u0^2*ρv/2gρl=板上层充气液层阻力hl则hl=εhL=0.5*0.05=表面张力引起的压力hσ忽略单板压降hp=hc+hl+hσ=压降漏液验算取动能因数F0=则uom=F0/√ρv=稳定性系数K=u0/uom=液泛验算hd=0.153(L/lw*h0)^2=则溢流管内清液层高度Hd=hp+hd+hL+hσ=Φ(Ht+Hw)=要求Hd<Φ(Ht+Hw)雾沫夹带验算查得物性系数K=泛点负荷系数Gf=Zl=D-2Wd=Ab=A截-2Af=Gv=V√ρv/(ρl-ρv)=则F1=(100Gv+136*L*Z)/(Ab*K*Gf)=F1'=100Gv/0.78*A截*k*Gf=均小于80%操作性能负荷图1、气相负荷下限线（漏液线），线1Vs=πd0^2N5/4√ρv=2、过量雾沫夹带线（气相负荷上限线）线2√ρv/(ρl-ρv)=则80=100Gv/0.78*A截*k*Gf80=100V*√ρv/(ρl-ρv)+136*L*Z/Ab*k*Gfa=b=c=方程为aV+bL=c3、液相负荷下限线，线3由0.006=(2.84/1000)*E*((3600Ls/lw)^(2/3))L=4、液相负荷上限线，线4L=Af*Ht/5=5、液泛线，线5a=1.91*10^5*ρv/(ρl*N2)=b=ΦHt+(Φ-1-ε0)hw=c=0.153/(lw^2*h0^2)=d=(1+ε0)E(0.667)*(1/lw^2/3)=方程如下aV^2=b-cL^2-dL^2/3工作线气相负荷下限气相负荷上限液相负荷下限液相负荷上限液泛线2.1791.83.92220.7968388120.17464541942.98685846110.147964653.946742832.0417908260.00400314520381.287kg/m3815.6kg/m30.431159433m3/s0.000469667m3/s0.3m0.05m0.25m0.0274221680.05229.32dym/cm0.056134536m/s1.41200602m/s0.81.129604816m/s0.697301903m0.7m0.38465m21.12m/s26.1m3.75个4个2.5m0.366307548m0.5m0.6m1.5m0.60.42m0.007186996m0.042813004m0.6倍0.10.050.07m0.0192325m212.28475916>5s符合0.036813004m0.055m0.07m0.295m0.21m0.7118644070.7921493020.224890653m20.039m9.696241231m/s37.24222418个38个0.04537143m20.082691852m75mm46.2477.6831827598.71626523414.6%9.140201879m/s<u00.025352799m取板上充气程度因素ε=0.50.025m0.050352799m402.8745566Pa54.407382378m/s1.743253047>1.5~2.00.000141179m0.100493978m0.171406502小于，符合要求10.0840.56m0.346185m20.01714081660.1746595868.01298822符合要求0.247330377m3/s按泛点率80%来算0.0397551683.97551676676.162.32636320.0003582580.00115395m3/s0.2087216520.107186996640.01525381.783956387L V000.0004696670.431159433 0.0007625190.7L V00.2473303770.00120.247330377L V00.5851725290.00030.5794253520.00050.57559390.00070.5717624480.00090.567930997 0.0010.566015271 0.00120.5621838190.50.60.70.8漏液线液沫夹带L V0.00035825800.0003582580.7L V0.0011539500.001153950.7L V00.7166173150.00030.6891745570.00050.677444230.00070.6668246440.00080.661756436 0.00090.656797931 0.0010.651922865 0.00120.642345490.10.20.30.400.00010.00020.00030.000气速V性能负荷图带液负荷下限液负荷上限液泛工作线0.70.4311594330.4311594330.00040.00050.00060.00070.00080.00090.0010.00110.00120.0013液速L。

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。

目录第一章概述 (2)1.1 精馏操作对塔设备的要求 (2)1.2 板式塔类型 (3)1.3 精馏塔的设计步骤 (5)第二章设计方案的确定 (7)2.1 操作条件的确定 (7)2.2 精馏流程示意图 (10)2.3 确定设计方案的原则 (11)第三章精馏塔的工艺计算 (13)3.1 物料衡算 (13)3.2 理论塔板数估算 (14)3.3 各种操作条件及相关的物性估算 (17)3.4 气液相负荷估算 (28)3.4.1 精馏段气液相负荷 (28)3.4.2 提馏段气液相负荷 (29)3.5 工艺尺寸估算 (29)3.6 塔板设计 (31)3.7 流体力学验算 (37)3.8 塔板负荷性能图 (42)第四章结果与结论 (49)4.1 设计计算结果 (49)4.1 设计工艺参数及设计条件 (51)第五章塔附件计算 (52)5.1 接管 (52)5.2 筒体与封头 (54)5.3 裙座 (55)5.4 吊柱 (55)5.4 人孔 (56)5.5 塔总体高度设计 (57)5.5.1 塔的顶部空间 (57)5.5.2 塔的底部空间 (57)5.5.3 塔的立体高度 (57)第六章其他 (57)6.1 冷凝器 (57)6.2 再沸器 (59)第一章概述1.1 精馏操作对塔设备的要求精馏所进行的是气(汽)、液两相之间的传质，而作为气(汽)、液两相传质所用的塔设备，首先必须要能使气(汽)、液两相得到充分的接触，以达到较高的传质效率。

但是，为了满足工业生产和需要，塔设备还得具备下列各种基本要求：(１) 气(汽)、液处理量大，即生产能力大时，仍不致发生大量的雾沫夹带、拦液或液泛等破坏操作的现象。

(２) 操作稳定，弹性大，即当塔设备的气(汽)、液负荷有较大范围的变动时，仍能在较高的传质效率下进行稳定的操作并应保证长期连续操作所必须具有的可靠性。

(３) 流体流动的阻力小，即流体流经塔设备的压力降小，这将大大节省动力消耗，从而降低操作费用。

符号说明：英文字母Aa---- 塔板的开孔区面积，m2A f---- 降液管的截面积, m2A T----塔的截面积mC----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/kmolt m----平均温度℃g----重力加速度9.81m/s2F----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mh c----与干板压降相当的液柱高度mh f----塔板上鼓层高度mh L----板上清液层高度mh1----与板上液层阻力相当的液注高度m ho----降液管底隙高度mh ow----堰上液层高度mh W----溢流堰高度mh P----与克服表面力的压降相当的液注高度mH-----浮阀塔高度mH B----塔底空间高度mH d----降液管清液层高度mH D----塔顶空间高度mH F----进料板处塔板间距m H T·----人孔处塔板间距mH T----塔板间距ml W----堰长mLs----液体体积流量m3/sN----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/sV s----气体体积流量m3/sW c----边缘无效区宽度mW d----弓形降液管宽度mW 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.sρ----密度kg/m3σ----表面力N/mφ----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----塔釜一、概述乙醇~水是工业上最常见的溶剂，也是非常重要的化工原料之一，是无色、无毒、无致癌性、污染性和腐蚀性小的液体混合物。

目录1 目录 (1)2 设计任务书 (4)3 设计方案的确定及流程说明 (5)3.1 塔的类型选择 (5)3.2 塔板类型的选择 (5)3.3 塔压确定 (5)3.4 进料热状况的选择 (5)3.5 塔釜加热方式的确定 (5)3.6 塔顶冷凝方式 (6)3.7 塔板溢流形式 (6)3.8 塔径的选取 (6)3.9 适宜回流比的选取 (6)3.10 操作流程 (6)4 塔的工艺设计 (7)4.1 精馏塔全塔物料浓度计算： (7)4.2 理论板的计算 (7)4.2.1 最小回流比的计算 (7)4.2.2 理论板数的计算 (8)4.2.3 塔板效率的计算 (13)4.2.3.1 塔顶的温度t D 的计算 (13)4.2.3.2 塔底的温度t W 和总板效率E T 的计算 (14)4.2.4 实际板数的计算 (16)4.2.5 进料温度的计算 (16)4.3 平均参数的计算 (17)4.3.1 全塔物料衡算 (17)4.3.2 平均温度的计算 (17)4.3.3 平均压力的计算 (17)第 1 页4.3.4 气液两相平均密度的计算 (18)4.3.4.1 气液相组成的计算 (18)4.3.4.2 各液相平均密度的计算 (19)4.3.4.3 平均相对分子量的计算 (20)4.3.4.4 各气相平均密度的计算 (21)4.3.5 平均表面张力的计算 (22)4.3.6 气液两相平均体积流率的计算 (25)4.4 塔径的初步设计 (26)4.4.1 精馏段塔径的计算 (26)4.4.2 提馏段塔径的计算 (27)4.5 塔高的设计计算 (28)5 塔板结构设计 (30)5.1 溢流装置计算 (30)5.2 塔板及浮阀设计 (31)5.2.1 塔板的结构尺寸 (31)5.2.2 浮阀数目及排列 (32)5.2.2.1 精馏段浮阀数目及排列 (32)5.2.2.2 提馏段浮阀数目及排列 (34)5.3 塔板流体力学验算 (35)5.3.1 气相通过浮阀塔板的压降 (35)5.3.1.1 精馏段压降的计算 (35)5.3.1.2 提馏段压降的计算 (36)5.3.2 液泛 (36)5.3.2.1 精馏段液泛计算 (36)5.3.2.2 提馏段液泛计算 (37)5.3.3 雾沫夹带 (37)5.3.4 漏液 (38)6 塔板负荷性能图 (38)6.1 雾沫夹带线 (38)6.2 液泛线 (38)6.3 液相负荷上限线 (39)6.4 漏液线 (39)6.5 液相负荷下限线 (39)6.6 塔板负荷性能图 (40)6.6.1 精馏段塔板负荷性能图 (40)6.6.2 提馏段塔板负荷性能图 (41)7 附属设备设计 (43)7.1 产品冷却器设计选型 (43)7.2 接管尺寸计算 (44)7.2.1 进料管 (44)7.2.2 塔顶蒸汽出口管 (44)7.2.3 回流液入口管 (45)7.2.4 塔顶出料管 (45)7.2.5 塔底出料管 (46)7.2.6 塔底蒸汽入口管 (46)8 设计结果汇总 (47)8.1 各主要流股物性汇总 (47)8.2 浮阀塔设计参数汇总 (47)8.3 产品冷却器设计结果汇总 (48)8.4 接管尺寸汇总 (48)9 设计评述及感悟 (49)10 参考文献 (50)11 附录 (51)附录1 主要符号说明 (51)附录2 乙醇——水系统的气液平衡数据表 (51)附录3 不同温度下乙醇和水的粘度 (52)附录4 不同温度下乙醇和水的密度 (53)附录5 不同温度下乙醇和水的表面张力 (53)12 附图 (53)第 3 页2 设计任务书一、设计题目：乙醇——水体系浮阀式精馏塔设计二、设计任务及条件1.进精馏塔料液含乙醇25%(质量分数)，其余为水。

化⼯原理课程设计⼄醇-⽔精馏塔设计（完整资料）.doc【最新整理，下载后即可编辑】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=2Rmin（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 (2)1.3进料热状态选择 (2)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 (3)第⼆章主要基础数据 (3)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 (4)2.3 A,B,C—Antoine常数 (5)第三章设计计算 (5)3.1塔的物料衡算 (5)3.1.1 料液及塔顶、塔底产品含⼄醇摩尔分率 (5) 3.1.2 平均分⼦量 (5)3.1.3 物料衡算 (5)3.2塔板数的确定 (6)3.2.1 理论塔板数N的求取 (6)T的求取 (7)3.2.2 全塔效率ET3.2.3 实际塔板数N (7)3.3塔的⼯艺条件及物性数据计算 (7)(7)3.3.1操作压强Pm3.3.2温度t(7)m(8)3.3.3平均摩尔质量Mm3.3.4平均密度ρ(8)m(9)3.3.5液体表⾯张⼒σm(10)3.3.6液体粘度µLm3.4⽓液负荷计算 (10)3.5塔和塔板主要⼯艺尺⼨计算 (11) 3.5.1塔径D (11)3.5.2溢流装置 (12)3.5.3塔板布置 (14)3.5.4筛孔数n与开孔率φ (15)3.5.5塔有效⾼度Z (15)3.5.6塔⾼计算 (15)3.6筛板的流体⼒学验算 (16)3.6.1⽓体通过筛板压强降的液柱⾼度h (16)p的验算 (17)3.6.2雾沫夹带量eV3.6.3漏液的验算 (17)3.6.4液泛的验算 (17)3.7塔板负荷性能图 (18)3.7.1雾沫夹带线（1） (18)3.7.2液泛线（2） (19)3.7.3液相负荷上限线（3） (20)3.7.4漏液线（⽓相负荷下限线）（4） (20)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 (23)3.9.1冷凝器计算 (23)3.9.2预热器计算 (23)3.9.3各接管尺⼨计算 (24)第四章设计评述与⼼得 (25)4.1设计中存在的问题及分析 (25)4.2设计⼼得 (25)参考⽂献 (27)前⾔化⼯⽣产中所处理的原料中间产品⼏乎都是由若⼲组分组成的混合物，其中⼤部分是均相混合物。

乙醇水连续浮阀塔式精馏塔的工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!陶瓷地砖楼面的施工工艺流程在进行陶瓷地砖楼面的施工之前，首先需要确定所需的材料和工具，然后对施工区域的基层进行清理，确保基层平整、干净，并进行防潮处理以防止地砖受潮影响。