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目录一、设计题 (1)二、原始数据及条件 (1)三、绪论 (1)四、装置的工艺计算 (4)五、筛板的流体力学计算 (15)六、塔附件的设计 (19)七、塔顶空间 (22)八、附件设备设计你 (22)九、设计结果—览表 (25)十、心得体会 (25)十一、参考文献 (26)十二、附图 (27)化工原理课程设计任务书一、设计题目设计用于乙醇——水溶液分离的常压筛板精馏塔二、原始数据及条件生产能力：处理量为6000kg/h原料：原料为含有乙醇20%（摩尔分数，下同）的泡点液体分离要求：馏出液体中含乙醇86%釜液中含乙醇不大于2%要求：取回流比为1.7倍的最小回流比，总板效率为0.6已知条件：x D=86% x F=20% x w=2%q=1R=1.7R min E T=0.6三、绪论：《化工原理》课程设计是学生在学完基础知识后所安排的工程实践性教学环节，是培养学生综合利用本门课程和有关选修课程知识去解决一次任务的一次训练，它是不仅与化工原理课程内容紧密相连，而且还与先修的物理化学，化工机械基础，计算机在化工中的应用等课程内容密切相关。
课程设计不同于平时的作业，它是通过设备的设计的基础程序和方法，选择流程，具备正确使用有关技术资料的能力，应用所学知识特别是本课程的有关知识解决化工实际问题的工作能力，使学生得到一次学习化工设计技能的初步训练，同时也起着培养学生独立工作能力的重要作用。
精馏操作时液体混合物分离方法之一，它是是根据混合物中的各组分的挥发度不同而达到分离的目的。
在工业上，这需要塔才能实现分离。
塔设备是化工，石油化工，生物化工，制药等生产过程中广泛采用的传质设备，根据塔内气体液体接触构件的结构形式，可分为板式塔和填料塔两大类。
工业上，塔设备主要用于蒸馏和吸收传质单元操作过程。
在传统的设计中，蒸馏过程多采用板式塔，而吸收过程多选用填料塔。
近年来随着塔设备设计水平的提高及新型塔构件的出现，上述传统已逐渐被打破。
目录1 设计任务书 (1)1.1设计题目 (1)1.2工艺条件 (1)1.3塔板类型 (1)1.4生产制度 (1)1.5设计内容 (1)2 设计方案 (2)2.1 设计方案简介 (2)2.2 设计方案的确定及工艺流程的说明 (3)3 工艺计算 (4)3.1 塔板的工艺计算 (4)3.1.1 物料衡算 (4)3.1.2 q线方程 (5)3.1.3 R的确定 (7)3.1.4 总物料恒算 (7)3.1.5 回收率 (8)3.1.6 操作线方程 (8)3.1.7 图解法求理论板层数 (8)3.1.8实际板层数的求取 (9)3.2精馏塔工艺条件及计算 (10)3.2.1操作压力 (10)3.2.3平均摩尔质量 (11)3.2.4液体的平均密度 (12)3.2.5液体表面张力计算 (13)3.3 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (14)3.3.1塔径的计算 (14)3.3.2精馏塔有效高度计算 (16)3.4塔板主要工艺尺寸计算 (16)3.4.1溢流装置计算 (16)3.4.2塔板布置 (18)3.5 筛板的流体力学验算 (20)3.5.1精馏段校核 (20)3.5.2 提馏段校核 (22)3.6塔板负荷性能图 (24)3.6.1精馏段 (24)3.6.2 提馏段 (27)4 板式塔的塔体总高度的计算 (29)4.1 塔顶空间H D (29)4.2 塔底空间H B (29)4.3 人孔 (29)4.4 裙座 (29)4.5 筒体与封头 (30)4.5.2 封头 (30)4.6塔体总高度 (31)5 精馏塔附属设备的选型及相关计算 (31)5.1 换热器的选型与核算 (31)5.1.1 估算传热面积，初选换热器型号 (31)5.1.2确定物性数据 (31)5.1.3估算传热面积 (32)5.1.4换热器核算 (34)5.2接管 (37)5.2.1进料管 (37)5.2.2回流管 (37)5.2.3塔底出料管 (37)5.2.4塔顶蒸汽出料管 (38)5.2.5塔底蒸汽进料管 (38)5.4 泵的计算与选型 (39)6 计算结果一览表 (41)7设计感想评价及有关问题的分析讨论 (43)8 参考文献 (43)9绘制塔顶全凝器设备图 (44)1 设计任务书1.1设计题目：乙醇-水常压分离过程筛板式精馏塔工艺设计1.2工艺条件：生产能力：乙醇-水混合液处理量5.0万吨/年进料状况：冷液进料原料组成：乙醇的含量20（wt%）塔顶组成：乙醇的含量91（wt%）塔底组成：乙醇的含量0.3（wt%）进料温度：C23︒=tF适宜回流比R：R=1.3Rmin塔顶压力：（表压）P=a0.4KP单板压降：)(∆P=KPa5.0表压加热蒸汽压力: )100表压P=KPa0.(加热方式：塔底直接加热1.3塔板类型：筛板式精馏塔1.4生产制度：年开工300天，每天24小时连续生产1.5设计内容：1）精馏塔的物料衡算；2）塔板数的确定；3) 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算；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）塔体总高度的计算；9）精馏塔附属设备的选型及相关计算；10) 计算结果一览表11) 对设计过程的评述和有关问题的讨论；12）参考文献；13）绘制精馏塔及换热器的设备图2 设计方案2.1 设计方案简介精馏的基本原理是根据各液体在混合液中的挥发度不同，采用多次部分汽化和多次部分冷凝的原理来实现连续的高纯度分离。
化工原理课程设计设计题目乙醇-水筛板精馏塔设计学生姓名学号班级指导教师设计时间完成时间 2化工原理课程设计任务书（一）设计题目：乙醇－水筛板精馏塔设计（二）设计任务完成精馏塔工艺优化设计、精馏塔结构优化设计以及有关附属设备的设计和选用，绘制带控制点的工艺流程图、精馏塔工艺条件图，并编制工艺设计说明书。
年产量： 10000t ；原料液浓度： 40% （乙醇质量分数）；产品浓度： 93% （乙醇质量分数）；乙醇回收率： 99% 。
（三）操作条件1．塔顶压强4 kPa（表压）；2．进料热状况，泡点进料；；3．塔顶全凝器，泡点回流，回流比R=(1.1~2.0)Rmin4．塔釜加热蒸汽压力245 KPa(表压)；5．单板压降不大于0.7 kPa；6．塔板类型筛板塔；7．工作日每年330天，每天24h连续运行;8．厂址：徐州地区。
（四）设计内容1．精馏塔的物料衡算；2．塔板数的确定；3．精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算；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,附属设备的确定；9．绘制带控制点工艺流程图（A2）、精馏塔工艺条件图（A2）；10．符号说明；11.对设计过程的评述和有关问题的讨论；12.参考文献。
摘要精馏塔是进行精馏的一种塔式气液接触装置，又称为蒸馏塔。
有板式塔与填料塔两种主要类型。
根据操作方式又可以分为连续精馏塔与间歇精馏塔。
化工生产常需进行液体混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的，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，掌握气液平衡关系，熟悉各种塔形的操作特性，对选择、设计和分析分离过程中的各种参数是非常重要的。
在本设计中我使用了筛板塔，筛板塔的突出优点是结构简单、造价低。
当有合理的设计和适当的操作，筛板塔能满足分离要求的操作弹性，而且效率高。
精馏是最常用的分离液液混合物方式之一，是组成化工生产过程的主要单元操作，也是典型的化工操作设备之一。
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AbstractThe 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目录目录 (1)引言 (3)第1章设计条件与任务 (4)1.1设计条件 (4)1.2设计任务 (4)第2章设计方案的确定 (4)2.1操作条件的确定 (4)2.1.1 装置流程的确定 (5)2.1.2操作压力 (5)2.1.3进料状态 (5)2.1.4加热方式 (5)2.1.5冷却剂与出口温度 (6)2.1.6回流比的选择 (6)2.1.7热能的利用 (6)2.2确定设计方案的原则 (7)2.2.1满足工艺和操作的要求 (7)2.2.2满足经济上的要求 (7)2.2.3保证安全生产 (7)2.3 工艺流程 (8)3.1全塔物料衡算 (9)3.1.1原料液、塔顶及塔底产品的摩尔分数 (9)3.1.2原料液、塔顶及塔底产品的平均摩尔质量 (9)3.1.3原料液的进料流量 (9)3.1.4物料衡算 (9)3.2实际回流比及操作线方程 (10)3.2.1最小回流比及实际回流比确定 (10)3.2.2操作线方程 (11)3.2.3汽、液相热负荷计算 (11)3.3理论塔板数确定 (12)3.4实际塔板数确定 (13)3.5精馏塔的工艺条件及有关物性数据计算 (15)3.5.1操作压力计算 (15)3.5.2操作温度计算 (15)3.5.3平均摩尔质量计算 (15)3.5.4平均密度计算 (16)3.5.5液体平均表面张力计算 (18)3.5.6液体平均黏度计算 (20)3.6精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (20)3.6.1塔径计算 (20)3.6.2精馏塔有效高度计算 (22)第4章塔板工艺尺寸的计算 (23)4.1塔板工艺尺寸的计算 (23)4.1.1溢流装置计算 (23)4.1.2塔板设计............................................... 错误!未定义书签。
化工原理课程设计设计题目乙醇-水筛板精馏塔设计学生学号班级指导教师设计时间2021年5月1日~6月22日完成时间2021年6月23日于徐州目录一、总论 (4)1.1概述 (4)1.2文献综述 (4)1.2.1板式塔类型 (4)1.2.2筛板塔 (4)1.3设计任务书 (5)1.3.1设计题目 (5)1.3.2设计条件 (5)1.3.3设计任务 (5)二、设计思路 (5)三、工艺计算 (6)3.1 平均相对挥发度的计算 (6)3.2绘制t-x-y图及x-y图 (7)3.3 全塔物料衡算 (8)3.3.1进料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (8)3.3.2 平均摩尔质量 (9)3.3.3全塔物料衡算： (9)进料量： (9)3.4最小回流比的计算和适宜回流比确实定 (9)3.4.1最小回流比 (9)3.4.2 确定最适操作回流比R (10)3.5 图解法求理论板数及加料板位置 (11)3.5.1精馏段和提馏段操作线方程确实定 (11)3.5.2 理论板数及加料板位置 (12)3.6 实际板数及加料板位置确定 (13)四、塔板结构设计 (13)4.1气液体积流量 (13)4.1.1 精馏段的气液体积流量 (13)4.1.2 提馏段的气液体积流量 (15)4.2 塔径计算 (16)4.2.1 塔径初步估算 (16)4.2.2校核HT与D的范围 (18)4.3 塔高的计算 (18)4.4 塔板结构设计 (19)4.4.1塔板结构尺寸确实定 (19)4.4.2 弓形降液管 (20)4.4.3 塔盘布置 (21)4.4.4开孔面积计算 (21)4.4.5筛板的筛孔和开孔率 (22)4.5塔板流体力学校核 (22)4.5.1 塔板阻力 (22)4.5.2液面落差 (24)4.5.3 液沫夹带量校核 (25)4.5.4严重漏液校核 (25)4.5.6降液管溢流液泛校核 (25)4.6 塔板性能负荷图 (26)4.6.1漏液线 (27)4.6.2 液沫夹带线 (27)4.6.3液相负荷下限线 (27)4.6..4液相负荷上限线 (28)4.6.5液泛线 (28)五、换热器 (29)5.1 换热器的初步选型 (29)5.1.1塔顶冷凝器 (29)5.1.2塔底再沸器 (29)5.2 塔顶冷凝器的设计 (29)六、精馏塔工艺条件 (31)6.1塔体总高 (31)6.2 精馏塔配管尺寸的计算 (32)6.2.1塔顶汽相管径dp (32)6.2.2回流液管径dR (32)6.2.3 加料管径dF (33)6.2.4釜液排出管径dw (33)6.2.5再沸器返塔蒸汽管径dv’ (33)6.3精馏塔工艺尺寸 (34)七、塔板结构设计结果 (35)八、符号说明 (35)九、结束语 (36)一、总论1.1概述化工生产中所处理的原料中间产品几乎都是由假设干组分组成的混合物。
化工原理课程设计——乙醇——水精馏塔设计（浮阀塔）化工传质与分离过程课程设计乙醇——水精馏塔设计天津大学目录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)1化工传质与分离过程课程设计乙醇——水精馏塔设计天津大学24.3.4 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)化工传质与分离过程课程设计乙醇——水精馏塔设计天津大学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)3化工传质与分离过程课程设计乙醇——水精馏塔设计天津大学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（⼄醇和⽔的分离）化⼯原理课程设计课题名称⼄醇-⽔分离过程筛板精馏塔设计院系可再⽣能源学院班级应⽤化学0901班学号 1091100128学⽣蔡⽂震指导⽼师覃吴设计周数 1⽬录⼀、化⼯原理课程设计任务书 (4)1.1设计题⽬ (4)1.2原始数据及条件： (4)⼆、塔板⼯艺设计 (4)2.1精馏塔全塔物料衡算 (4)2.2⼄醇和⽔的物性参数计算 (5)2.2.1 温度 (5)2.2.2 密度 (6)2.2.3相对挥发度 (9)2.2.4混合物的黏度 (9)2.2.5混合液体的表⾯⼒ (9)2.3塔板的计算 (10)2.3.1 q、精馏段、提留段⽅程计算 (10)2.3.2理论塔板计算 (12)2.3.3实际塔板计算 (12)2.4操作压⼒的计算 (13)三、塔体的⼯艺尺⼨计算 (13)3.1塔径的初步计算 (13)3.1.1⽓液相体积流量计算 (13)3.1.2塔径计算 (13)3.2塔体有效⾼度的计算 (15)3.3精馏塔的塔⾼计算 (16)3.4溢流装置 (16)3.4.1堰长 (16)3.4.2溢流堰⾼度 (16)3.4.3⼸形降液管宽度和截⾯积 (17)3.5塔板布置 (17)3.5.1塔板的分块 (17)3.5.2边缘区宽度的确定 (18)3.5.3开孔区⾯积计算 (18)3.5.4筛孔计算及其排列 (18)四、筛板的流体⼒学验算 (19)4.1塔板压降 (19)4.1.1⼲板阻⼒ (19)4.1.2⽓体通过液层的阻⼒ (19)4.1.3液体表⾯⼒的阻⼒（很⼩可以忽略不计） (20)4.1.4⽓体通过每层板的压降 (20)4.2液沫夹带 (20)4.3漏液 (21)4.4液泛 (21)五、塔板负荷性能图 (22)5.1漏液线 (22)5.2液沫夹带线 (22)5.3液相负荷下限线 (24)5.4液相负荷上限线 (24)5.5液泛线 (24)5.6图表汇总及负荷曲线图 (26)六、主要⼯艺接管尺⼨的计算和选取 (26)七、课程设计总结 (27)⼋、参考⽂献 (28)⼀、化⼯原理课程设计任务书1.1设计题⽬分离⼄醇⼀⽔筛板精馏塔的设计1.2原始数据及条件：⽣产能⼒：年处理⼄醇⼀⽔混合液2.6万吨/年（约为87吨/天）。
化工原理课程设计乙醇-水填料精馏塔设计学生姓名学院名称学号班级专业名称指导教师年月日化工原理课程设计任务书摘要乙醇是生活中一种常见的化学品，它是一种有机物，俗称酒精。
它是带有一个羟基的饱和一元醇，在常温、常压下是一种易燃、易挥发的无色透明液体，它的水溶液具有酒香的气味，并略带刺激性。
有酒的气味和刺激的辛辣滋味。
乙醇液体密度比水小，能与水以任意比互溶。
乙醇的生产离不开精馏、萃取等化工流程。
氧化钙脱水法、共沸精馏、吸附精馏、渗透汽化、吸附法、萃取精馏法和真空脱水法等多用在乙醇的回收和提纯的方面。
实际生产中较成熟的方法是共沸精馏和萃取精馏,这2 种分离方法多以连续操作的方式出现。
在一些领域生产乙醇设备简单、投资小,可单塔分离多组分混合物,或同一塔可处理种类和组成频繁更换的物系。
塔设备是使气液成两相通过精密接触达到相际传质和传热目的的气液传质设备之一，一般分为级间接触式和连续接触式两大类。
前者的代表是板式塔，后者的代表则为填料塔。
本次课程设计就是针对乙醇-水体系而进行的常压二元填料精馏塔的设计及相关设备选型。
关键词：乙醇；水；填料塔；精馏1.1 物料性质 (1)1.2 塔设备简介 (1)2流程的确定及说明 (1)2.1.加料 (1)2.2.进料 (1)2.3 塔顶冷凝方式 (2)2.4 回流方式 (2)2.5 加热方式 (2)2.6 加热器 (2)3精馏塔的设计计算 (2)3.1物料衡算 (2)3.2塔顶气相、液相，进料和塔底的温度分别为：VD t、LD t、F t、W t 3 3.3平均相对挥发度α (4)3.4回流比的确定 (4)3.5热量衡算 (5)3.5.1加热介质的选择 (5)3.5.2冷却剂的选择 (5)3.5.3热量衡算 (5)3.6理论塔板数计算 (7)3.6.1板数计算 (7)3.6.2塔板效率 (8)3.7 精馏塔主要尺寸的设计计算 (9)3.7.1流量和物性参数的计算 (9)3.7.2塔径设计计算 (11)4附属设备及主要附件的选型计算 (15)4.1．冷凝器 (15)4.3塔内其他构件 (17)4.3.1.塔顶蒸汽管 (17)4.3.2.回流管 (17)4.3.3.进料管 (18)4.3.4.塔釜出料管 (18)4.3.5除沫器 (18)4.3.6液体分布器 (19)4.3.7液体再分布器 (20)4.3.8填料支撑板的选择 (20)4.3.9塔釜设计 (21)4.3.10塔的顶部空间高度 (21)4.3.11手孔的设计 (21)4.3.12．裙座的设计 (22)5精馏塔高度计算 (22)6总结 (24)附录 (24)参考文献 (26)第一部分概述1.1物料性质乙醇易燃，具刺激性。
〔一〕 设计题目乙醇—水二元物系筛板式精馏塔的设计〔二〕设计条件常压： P=1atm处理量：100kmol/h进料组成：0.45馏出液组成：0.88釜液组成：0.12塔顶设全凝器，泡点回流加料热状况：q=0.98回流比 min )0.21.1(R R -=单板压降 ≤0.7kPa〔三〕设计内容(1)精馏塔塔体工艺设计，包括物料衡算、热量衡算、筛板塔的设计计算(2)绘制带控制点的工艺流程图、精馏塔设计条件图。
(3)撰写精馏塔的设计说明书。
目 录化工原理单元设计任务书 ...................................................................................... 错误!未定义书签。
第一章 前言 (1)1.1精馏原理及其在工业生产中的应用 (1)1.2精馏操作对塔设备的要求 (1)1.3常用板式塔类型及本设计的选型 ............................................................ 错误!未定义书签。
1.4本设计所选塔的特性 (3)第二章 精馏塔的工艺设计 (5)2.1全塔物料衡算 (5)2.2温度计算 (5)2.3气相组成计算 (6)2.4摩尔组成计算 (8)2.5混合液体外表张力计算 (9)2.6平均相对挥发度的计算 (13)2.7精馏段和提馏段操作线方程 (14)2.8逐板法确定理论板数及进料位置 (14)2.8.1理论板数的计算 (14)2.8.2实际塔板数及加料位置的计算 ..................................................... 错误!未定义书签。
2.9全塔效率的计算 (16)2.9.1粘度计算 (16)2.9.2板效率计算 (17)第三章热量衡算 (18)3.1加热器热负荷及全塔热量衡算 (18)3.2热量衡算 (19)第四章 精馏塔的主要工艺尺寸的计算 (20)4 .1体积流量的计算 (20)4.2塔径的计算 (21)4.3溢流装置的计算 (22)4.3.1堰长W l (22)4.3.2溢流堰高度 ................................................................................................................ 22 4.3.3弓形降液管宽度d W 和截面积f A .. (23)4.3.4降液底隙高度 (23)4.4塔板布置 (24)4.4.1边缘区宽度确定 (24)4.4.2开孔区面积计算 (24)4.4.3筛孔计算及其排列 (25)4.4.4塔有效高度Z〔以精馏段为例 (25)4.4.5总高度计算 (26)第五章精馏塔立体力学计算 (27)5.1塔板压降 (27)5.2液面落差 (28)5.3液沫夹带 (29)5.4漏液 (29)5.5液泛 (30)第六章塔板负荷性能图 (31)6.1漏液线 (31)6.2液沫夹带线 (32)6.3液相负荷下限线 (33)6.4液相负荷上限线 (33)6.5液泛线 (33)结束语 (37)主要符号说明 (39)附录1............................................................................................................... 错误!未定义书签。
化工原理课程设计乙醇精馏塔设计筛板塔哎呀，说到这道化工原理课程设计的题目——乙醇精馏塔设计筛板塔，光听着就觉得有点儿复杂，但其实呢，说到底也就是让你把一大堆乱七八糟的液体给“分一分”嘛。
精馏塔不就是个把液体“层层分开”的机器吗？就像是你在厨房里煮汤，煮到浮在汤面上的油和浮渣肯定得给撇开，剩下的就是清汤了。
这一块儿的原理呢，也就是要利用不同物质的沸点差，把它们给分开，像是给每个成分找个“位置”，一层一层地往上走。
想象一下，你要设计一个塔，让里面的乙醇和水分开，乙醇蒸汽就得往上走，水蒸汽则留在下面，最后精纯的乙醇就出来了，简单吧？先说说这个“筛板塔”吧。
别看这名字有点“高大上”，其实它就是在塔的每一层上面都放一个个小“筛板”。
这筛板的作用呢，就是让液体和蒸汽接触得更好，像是给它们找个“跳舞场”，在里面翻腾、碰撞，这样乙醇和水才能好好分开。
其实筛板塔有点像是把液体和气体放在一起跳舞，最后让它们各自找到自己最合适的位置。
这里面每个筛板就像是一个小小的舞台，液体“舞者”在下面跳，蒸汽“舞者”在上面飞，随着它们跳得越来越高，乙醇的浓度也就越来越纯了，最后精馏塔顶端出来的就是高浓度的乙醇，真是“浓得不能再浓”了。
这种精馏塔要设计得好，得考虑好多方面。
比如筛板的数量、大小，还有流体的速度，都会影响精馏的效果。
太多筛板了，塔体太高，空间不够；太少筛板了，分离效果就差，效率低下。
就像做饭，如果火候掌握不好，炒菜可能就糊了，或者生了，怎么都不对劲儿。
所以，要精确计算一下每一层的操作条件，哪一层的温度、压力最好，液体、蒸汽的流速要多快，压力差是多少，都得算得明明白白，不然塔都快建好了，你发现流体根本没法好好分离，岂不是得不偿失？再说筛板的设计，嘿！这可得有讲究。
一般筛板得设计得既能支撑液体，又能让蒸汽顺利通过。
这就像你去商场买东西，摊位上的货架得够结实，不然东西一放上去就塌了，像个“连锁反应”一样。
所以筛板要有合适的孔洞大小和间距，既能让液体流动，又不至于阻碍蒸汽上升，既要通透又要不漏水，难度可不小。
（一） 设计题目乙醇—水二元物系筛板式精馏塔的设计（二）设计条件常压： P=1atm处理量：100kmol/h进料组成：0.45馏出液组成：0.88釜液组成：0.12塔顶设全凝器，泡点回流加料热状况：q=0.98回流比min )0.21.1(R R -=单板压降≤0.7kPa（三）设计容(1)精馏塔塔体工艺设计，包括物料衡算、热量衡算、筛板塔的设计计算(2)绘制带控制点的工艺流程图、精馏塔设计条件图。
(3)撰写精馏塔的设计说明书。
目录化工原理单元设计任务书 (2)第一章前言 (1)1.1精馏原理及其在工业生产中的应用 (1)1.2精馏操作对塔设备的要求 (1)1.3常用板式塔类型及本设计的选型 (2)1.4本设计所选塔的特性 (3)第二章精馏塔的工艺设计 (5)2.1全塔物料衡算 (5)2.2温度计算 (5)2.3气相组成计算 (6)2.4摩尔组成计算 (8)2.5混合液体表面力计算 (8)2.6平均相对挥发度的计算 (13)2.7精馏段和提馏段操作线方程 (13)2.8逐板法确定理论板数及进料位置 (14)2.8.1理论板数的计算 (14)2.8.2实际塔板数及加料位置的计算 (16)2.9全塔效率的计算 (17)2.9.1粘度计算 (17)2.9.2板效率计算 (17)第三章热量衡算 (19)3.1加热器热负荷及全塔热量衡算 (19)3.2热量衡算 (20)第四章精馏塔的主要工艺尺寸的计算 (21)4 .1体积流量的计算 (21)4.2塔径的计算 (22)4.3溢流装置的计算 (22)4.3.1堰长W l (22)4.3.2溢流堰高度 (22)4.3.3弓形降液管宽度d W 和截面积f A (23)4.3.4降液底隙高度 (24)4.4塔板布置 (25)4.4.1边缘区宽度确定 (25)4.4.2开孔区面积计算 (25)4.4.3筛孔计算及其排列 (26)4.4.4塔有效高度Z （以精馏段为例 (26)4.4.5总高度计算 (26)第五章精馏塔立体力学计算 (27)5.1塔板压降 (27)5.2液面落差 (28)5.3液沫夹带 (29)5.4漏液 (29)5.5液泛 (30)第六章塔板负荷性能图 (31)6.1漏液线 (31)6.2液沫夹带线 (32)6.3液相负荷下限线 (33)6.4液相负荷上限线 (34)6.5液泛线 (33)结束语 (37)主要符号说明 (38)附录1 (40)参考文献 (41)化工单元设计教师评分表 (42)摘要精馏是一种最常用的分离方法，它依据多次部分汽化、多次部分冷凝的原理来实现连续的高纯度分离。
本设计采用浮阀精馏塔，进行甲醇－水二元物系的分离，此设计针对二元物系的精馏问题进行分析、计算、核算、绘图，从而达到二元物系分离的目的。
精馏操作在化工、石油化工、轻工等工业生产中中占有重要的地位。
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。
本设计是以乙醇--水物系为设计物系，以筛板塔为精馏塔设备分离乙醇和水。
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，是叫完整的精馏设计过程。
通过逐板计算得出理论板9块，，回流比为1.3，算出塔效率为0.45，实际板数为20块，尽料位置为第9块，在板式塔主要工艺尺寸的设计计算中得出塔径为1米，通过筛板塔的流体力学验算，证明各指标数据交均符合标准。
本次设计过程正常，操作合适。
关键词：乙醇--水，精馏，筛板塔AbstractDistillation is one of the most commonly used methods of separation, which is based on the principle of multiple partial condensation to achieve continuous high purity separation. The design uses float valve distillation column for the separation of methanol water two yuan system, this design for the two element system of distillation column analysis, calculation, calculation, drawing, so as to achieve the purpose of two yuan.This design is in ethanol water system design, the sieve plate distillation tower equipment separation of ethanol and water. Sieve plate tower is the main gas liquid mass transfer in chemical production equipment, this design to solve the problem of binary system of ethanol - water distillation analysis, selection, calculation, accounting, drawing and so on is called a complete the process of distillation design.By plate calculated theoretical plate number 9, reflux ratio is 1.3, the calculated column efficiency of 0.45, the actual number of board for 20 blocks, as raw materials for the 9, tower diameter is 1 meter. By calculating the fluid mechanics of the sieve plate tower, Ming the indicator data of the cross are in line with the standards could obtained in the design and calculation of the main process dimension of plate tower. The design process is the normal operation right.Keywords: ethanol - water distillation tray tower第一章前言1.1精馏原理及其在工业生产中的应用（1）精馏原理：化工生产常需将液体混合物分离以达到提纯或回收有用组分的目的。
分离互溶液体混合物有许多种方法，蒸馏是广泛应用的一种方法。
液体具有挥发而成为蒸汽的能力。
各种液体的挥发能力不同，因此，液体混合物汽化后所生成的蒸汽组成与原来液体的组成是有差别的，蒸馏就是藉液体混合物中各组分挥发性的差异而进行分离的一种操作。
（2）精馏应用：在精馏时，共沸组分能以恒沸物的形式从精馏塔顶蒸出，工业上把这种操作称为恒沸精馏。
恒沸精馏的过程中，所加入的共沸组分必须从塔顶蒸出，而后冷凝分离，循环使用。
因而恒沸精馏消耗的能量（包括汽化共沸剂的热量和输送物料的电能）较多。
恒沸精馏生产无水酒精有很大的优点。
作为塔底产品的乙醇(无水酒精)并不汽化,要分出的水只占料液的极小部分,又不需要很大的回流比,故汽化量(三元共沸物)相对较小。
三元恒沸物的冷凝液分为轻重两相,夹带剂易于分离,循环利用。
质量进一步提高.所示的工艺适于生产质量要求不高,只对酒精度有严格要求的产品。
用该法生产的无水酒精,可广泛应用于化学、医学、医药、电子、化妆品等行业。
也适用于汽油醇等方面。
1.2精馏操作对塔设备的要求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，即当塔设备的气液负荷有较大围的变动时，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。
对于减压精馏操作，过大的压力降还将使整个系统无法维持必要的真空度，最终破坏物系的操作。
（4）结构简单，材料耗用量小，制造和安装容易。
（5）耐腐蚀和不易堵塞，方便操作、调节和检修。
（6）塔的滞留量要小。
实际上，任何塔设备都难以满足上述所有要求，况且上述要求中有些也是互相矛盾的。
不同的塔型各有某些独特的优点，设计时应根据物系性质和具体要求，抓住主要矛盾，进行选型。
1.3常用板式塔类型及本设计的选型常用板式塔可分为泡罩塔、筛板塔、浮阀塔。
①泡罩塔:塔板上开有若干个孔，孔上焊有短管作为上升气体的通道，称为升气管。
短管上覆以泡罩，泡罩下部周边开有许多齿缝，齿缝一般有矩形，三角形及梯形三种，常用的是矩形；泡罩在塔板上依等边三角形排列。
操作时，液体横向流过塔板，靠溢流堰保持塔板上有一定厚度的流动液层，齿缝浸没于液层之中而形成液封。
上升气体通过齿缝进入液层时，被分散成许多细小的气泡或流股，在板上形成了鼓泡层和泡沫层，为气液两相提供了大量的传质界面。
在泡罩塔板上由于有升气管，即使在很低的气速下操作，也不至于产生严重的漏液现象，当气液负荷有较大波动时，仍能保持稳定操作，塔板效率不变，即操作弹性较大；塔板不易堵塞，适用于处理各种物料。
其缺点是结构复杂、造价高；气体流径曲折，塔板压降大，生产能力及板效率较低。
②筛板塔：塔板上开有许多均布的筛孔，孔径一般为3～8mm，筛孔在塔板上作正三角形排列。
操作时，液体横向流过塔板，靠溢流堰，使板上能维持一定厚度的液层，上升气流通过筛孔分散成细小的流股，在板上液层中鼓泡而出，气液间密切接触而进行传质。
在正常操作气速下，通过筛孔上升的气流，应能阻止液体经筛孔向下泄漏。
筛板的优点是结构简单，造价低；板上液面落差小，气体压降低，生产能力较大；气体分散均匀，传质效率较高。
其缺点是筛孔易堵塞，不宜处理易结焦、粘度大的物料。
③浮阀塔：浮阀塔坂上开有若干标准孔径为Ф39mm的孔，每个孔上装有一个可以上下浮动的阀片。
