乙醇-水 带控制点的工艺流程图

课程设计说明书题目：乙醇-水连续精馏塔设计人： sunrainbaby序言这次课程设计应该说做的很艰辛，因为一直以来我们都在学一些理论性的知识，确切的可以说是“纸上谈兵”，但这次课程设计是需要多方面的知识的集合以及运用，不仅用了理论，同时也联系了实际，真的很锻炼人！说到艰辛，也许是因为我们一直都没有完整的完成过一个设计而且自己一个人，做的过程中有时真的做到头晕脑胀的，只能停下，第二天再做，从开始到现在做了将近一个月了，需要毅力！这个课程设计不仅锻炼了我的毅力，而且也让我认识到和学习到了很多东西！这是从别处得不到的！通过这次课程设计使我充分理解到化工原理课程的重要性和实用性，更特别是对精馏原理及其操作各方面的了解和设计，对实际单元操作设计中所涉及的个方面要注意问题都有所了解。

通过这次对精馏塔的设计，不仅让我将所学的知识应用到实际中，而且对知识也是一种巩固和提升充实。

在老师和同学的帮助下，及时的按要求完成了设计任务，通过这次课程设计，使我获得了很多重要的知识，同时也提高了自己的实际动手和知识的灵活运用能力。

终于做完了，很开心、很幸福！还有很多不足的地方，希望老师提出批评!Sunrainbaby2010年11月于大连目录序言 (2)设计任务书 (5)第一章概述 (6)1.1精馏操作对塔设备的要求 (6)1.2 板式塔的类型 (7)1.2.1 泡罩塔 (7)1.2.2 筛板塔 (8)1.2.3 浮阀塔 (8)1.3 精馏塔的设计任务及要求 (9)1.3.1 精馏塔设计的内容 (9)1.3.2 绘图要求 (9)2.1塔形的选择 (10)2.2 操作条件的确定 (10)2.2.1操作压力 (10)2.2.2 进料状态 (10)2.2.3 加热方式 (10)2.2.4 冷却剂与出口温度 (10)2.2.5 热能的利用 (11)2.3 确定设计方案的原则 (11)2.4精馏流程的确定 (12)第三章板式精馏塔的工艺计算 (13)3.1物料衡算 (13)3.1.1 料液及塔顶、塔底产品含乙醇摩尔分数 (13)3.1.2平均摩尔质量 (13)3.1.3物料衡算 (13)3.2回流比的确定 (14)3.3塔板数的确定 (14)3.3.1精馏塔的气、液相负荷 (14)3.3.2回收率 (15)3.3.3操作线方程 (15)3.3.4图解法理论板层数 (15)3.3.5实际板层数的初步求取 (16)3.3.6塔板总效率估计 (17)3.4精馏塔有关物性计算 (18)3.4.1精馏段的平均密度 (18)3.4.2 液体平均表面张力计算 (19)本章符号意义 (20)第四章板式塔主要尺寸计算 (21)4.1精馏塔的塔体工艺尺寸计 (21)4.1.1塔径的计算 (21)4.1.2精馏塔有效高度计算 (22)4.2 塔板主要工艺尺寸的计算 (22)34.2.1 溢流装置计算 (22)4.2.2 塔板布置及浮阀数目与排列 (23)4.3 塔板的流体力学验算 (24)4.3.1 气象通过浮阀塔板的压降 (24)4.3.2 淹塔 (25)4.3.3 雾沫夹带 (25)4.4塔板负荷性能图 (26)4.4.1雾沫夹带线 (26)4.4.2 液泛线 (27)4.4.3液相负荷上限线 (27)4.4.4漏液线 (28)4.4.5液相负荷下限线 (28)4.4.6塔板负荷性能图 (28)计算结果汇总 (30)本章符号说明 (31)5.1 回流冷凝器 (32)5.1.1 冷凝器的介绍 (32)5.1.2 冷凝器的选择 (33)5.1.3冷凝器的传热面积和冷却水的消耗量 (33)5.2 再沸器 (33)5.2.1 再沸器的介绍 (33)5.2.2 再沸器的选择 (35)附录 (36)附录 1 常压下乙醇—水系统t—x—y数据 (36)附录 2 乙醇的物性 (36)附录 3 物性系数 (36)Key words (37)参考文献 (38)主体设备图（见二号图纸） (38)设计任务书[1]一．设计题目乙醇—水连续精馏塔的温计．二．设计任务及操作条件(1)进精馏塔的料液含乙醇35%(质量)．其余为水。

目录精馏塔优化设计任务书 (1)正文前言 (2)1、乙醇—水溶液连续精馏塔优化设计 (3)1.1 操作条件 (3)1.2精馏流程的确定32、乙醇—水溶液连续精馏塔优化设计计算 (3)2.1 精馏塔全塔物料衡算 (3)2.2 物性参数计算 (4)2.2.1 温度的确定2.2.3 密度的计算2.2.4 混合液体表面张力的计算2.2.5 混合物的粘度2.2.6 相对挥发度2.3理论塔板数及实际塔板数的计算 (11)2.3.1 理论塔板数确定2.3.2 实际塔板数的确定2.4 热量衡算 (13)2.4.1 加热介质的选择2.4.2 冷却剂的选择2.4.3 比热容及汽化潜热的计算2.4.4 热量衡算2.5 塔径的初步设计 (16)2.5.1 汽液相体积流量的计算2.5.2 塔径的计算与选择2.6 溢流装置 (18)2.6.1 堰长2.6.2 弓形降液管的宽度和横截面2.6.3 移液管底隙高度2.7 塔板分布、浮阀数目与排列 (19)2.7.1 塔板分布2.7.2 浮阀数目与排列2.8 塔板的流体力学计算 (21)2.8.1 汽相通过浮阀塔板的压降2.9 淹塔 (22)2.10 雾沫夹带 (23)3、塔板负荷性能图 (24)3.1 雾沫夹带线 (24)3.2 液泛线 (24)3.3 液相负荷上限线 (25)3.4 漏液线 (25)3.5 液相负荷下限 (25)4、塔总体高度利用下式计算 (27)4.1 塔顶封头 (27)4.2 塔顶空间 (28)4.3 塔底空间 (28)4.4人孔 (28)4.5 进料板处板间距 (28)4.6 裙座 (28)5、塔的接管 (29)5.1 进料管 (29)5.2 回流管 (29)5.3 塔底出料管 (29)5.4 塔顶蒸汽出料管 (29)5.5 塔底蒸汽进气管 (29)6、塔的附属设计 (30)6.1 冷凝器的选择 (30)6.2 再沸器的选择 (30)7、参考文献 (31)8、课设心得 (31)9、附图 (32)精馏塔优化任务书一、设计题目乙醇—水溶液连续精馏塔优化设计二、设计任务及操作条件1．设计任务处理量：55300吨/年料液浓度：30（wt%）产品浓度：95（wt%）易挥发组分回收率：99%2. 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；3. 设备型式: 精馏塔4. 工作日:每年300天,每天24小时连续进行三、设计内容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。

分离乙醇—水的精馏塔设计设计人员：1所在班级：化学工程与工艺成绩：指导老师：日期：化工原理课程设计任务书一、设计题目：乙醇—-—水连续精馏塔的设计二、设计任务及操作条件（1）进精馏塔的料液含乙醇35％(质量分数,下同），其余为水;（2）产品的乙醇含量不得低于90％；（3）塔顶易挥发组分回收率为99％;（4）生产能力为50000吨/年90％的乙醇产品；（5）每年按330天计，每天24小时连续运行。

（6）操作条件a）塔顶压强 4kPa （表压）b）进料热状态自选c）回流比自选d）加热蒸汽压力低压蒸汽（或自选）2e）单板压降 kPa。

三、设备形式：筛板塔或浮阀塔四、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）;3五、设计基础数据：1.常压下乙醇—-—水体系的t—x—y 数据；2.乙醇的密度、粘度、表面张力等物性参数。

一、设计题目：乙醇---水连续精馏塔的设计二、设计任务及操作条件：进精馏塔的料液含乙醇35％(质量分数,下同），其余为水；产品的乙醇含量不得低于90%;塔顶易挥发组分回收率为99％,生产能力为50000吨/年90%的乙醇产品；每年按330天计，每天24小时连续运行.塔顶压强 4kPa(表压）进料热状态自选回流比自选加热蒸汽压力低压蒸汽（或自选）单板压降≤0.7kPa。

三、设备形式：筛板塔四、设计内容：1）精馏塔的物料衡算：原料乙醇的组成xF＝＝0。

1740原料乙醇组成 xD0.7788塔顶易挥发组分回收率90％平均摩尔质量 MF =4由于生产能力50000吨／年，。

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 Rmin（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）。

目录中文摘要 (5)英文摘要 (6)1前言 (7)2概述 (7)2.1化工分离技术 (7)2.2板式塔塔板设计与选型 (9)3设计方案的确定 (13)3.1设计方案的选定 (13)3.2设计方案确定的要求 (15)3.3设计方案确定及流程说明 (16)3.4精馏塔的设计步骤 (16)4设计计算 (16)4.1精馏塔的工艺计算 (17)4.2塔板数及塔径计算 (24)4.3溢流装置 (26)4.4塔板布置 (27)4.5筛板的流体力学验算 (28)4.6塔板复合性能图 (31)4.7塔附件设计 (36)4.8塔总体高度设计 (38)4.9附属设备的设计 (39)5总结 (40)5.1筛板塔工艺设计计算结果汇总 (40)5.2设计小结 (42)5.3个人心得体会 (42)参考文献……………………………………………………………………………………附录1 相关物性数据………………………………………………………………………附录2 说明书中出现的各字母及其下标的含义………………………………………板式精馏塔设计摘要：鉴于筛板塔结构简单，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，传质效率较高等优点，本设计选用筛板式精馏塔精馏分离处理35000吨/年的乙醇-水溶液，首先利用AutoCAD做出相平衡曲线，求出最小回流比为2.2，根据TM 图解法画出全塔所需的理论塔板数为26.2块（含再沸器），通过设计计算，得出实际塔板数为52块（含再沸器），然后对塔和塔板的工艺尺寸进行计算，计算圆整得塔径为m2.1，塔高为m26，物料为泡点进料。

分离乙醇水精馏塔设计含工艺流程图和塔设备图集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]分离乙醇-水的精馏塔设计设计人员：所在班级：化学工程与工艺成绩：指导老师：日期：化工原理课程设计任务书一、设计题目：乙醇---水连续精馏塔的设计二、设计任务及操作条件（1）进精馏塔的料液含乙醇35％（质量分数，下同），其余为水；（2）产品的乙醇含量不得低于90％；（3）塔顶易挥发组分回收率为99％；（4）生产能力为50000吨/年90％的乙醇产品；（5）每年按330天计，每天24小时连续运行。

（6）操作条件a）塔顶压强 4kPa （表压）b）进料热状态自选c）回流比自选d）加热蒸汽压力低压蒸汽（或自选）e）单板压降 kPa。

三、设备形式：筛板塔或浮阀塔四、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）；五、设计基础数据：1.常压下乙醇---水体系的t-x-y 数据；2.乙醇的密度、粘度、表面张力等物性参数。

一、设计题目：乙醇---水连续精馏塔的设计二、设计任务及操作条件：进精馏塔的料液含乙醇35％（质量分数，下同），其余为水；产品的乙醇含量不得低于90％；塔顶易挥发组分回收率为99％，生产能力为50000吨/年90％的乙醇产品；每年按330天计，每天24小时连续运行。

塔顶压强 4kPa （表压）进料热状态自选回流比自选加热蒸汽压力低压蒸汽（或自选）单板压降≤。

三、设备形式：筛板塔四、设计内容：1）精馏塔的物料衡算：原料乙醇的组成 xF＝＝原料乙醇组成塔顶易挥发组分回收率90％平均摩尔质量 MF =由于生产能力50000吨／年，.则 qn，F所以，qn，D2）塔板数的确定：甲醇—水属非理想体系，但可采用逐板计算求理论板数,本设计中理论塔板数的计算采用图解法。

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；X n*------第n块板上与升蒸汽Yn相平衡的液相组成，摩尔分率；Yn+1-----第n+1块板上升蒸汽组成，摩尔分率；Yn-------第n块板上升蒸汽组成，摩尔分率；Y n*------第n块板上与下降液体Xn相平衡的气相组成，摩尔分率。

分离乙醇-水的精馏塔设计设计人员：所在班级：化学工程与工艺成绩：指导老师：日期：化工原理课程设计任务书一、设计题目：乙醇---水连续精馏塔的设计二、设计任务及操作条件（1）进精馏塔的料液含乙醇35％（质量分数，下同），其余为水；（2）产品的乙醇含量不得低于90％；（3）塔顶易挥发组分回收率为99％；（4）生产能力为50000吨/年90％的乙醇产品；（5）每年按330天计，每天24小时连续运行。

（6）操作条件a）塔顶压强 4kPa （表压）b）进料热状态自选c）回流比自选d）加热蒸汽压力低压蒸汽（或自选）e）单板压降 kPa。

三、设备形式：筛板塔或浮阀塔四、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）；五、设计基础数据：1.常压下乙醇---水体系的t-x-y 数据；2.乙醇的密度、粘度、表面张力等物性参数。

一、设计题目：乙醇---水连续精馏塔的设计二、设计任务及操作条件：进精馏塔的料液含乙醇35％（质量分数，下同），其余为水；产品的乙醇含量不得低于90％；塔顶易挥发组分回收率为99％，生产能力为50000吨/年90％的乙醇产品；每年按330天计，每天24小时连续运行。

塔顶压强 4kPa （表压）进料热状态自选回流比自选加热蒸汽压力低压蒸汽（或自选）单板压降≤0.7kPa。

三、设备形式：筛板塔四、设计内容：1）精馏塔的物料衡算：原料乙醇的组成 xF＝＝0.1740原料乙醇组成 xD0.7788塔顶易挥发组分回收率90％平均摩尔质量 MF =由于生产能力50000吨／年，.则 qn，F所以，qn，D2）塔板数的确定：甲醇—水属非理想体系，但可采用逐板计算求理论板数,本设计中理论塔板数的计算采用图解法。

课程设计设计题目：乙醇-水溶液板式精馏塔设计学生姓名：牛璐学号：2015212054专业班级：高分子材料与工程15-3班指导教师：张传玲设计时间：2018.7.2-2018.7.15化工原理课程设计任务书设计任务：年处理44000 吨乙醇- 水溶液系统1.料液含乙醇50% ,馏出液含乙醇不少于94%，残液含乙醇不大于0.5%（wt %）2.操作条件：（1）泡点进料，回流比自选。

（2）塔釜加热蒸汽压力：间接0.2MPa（表压）,直接0.1MPa （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天，每天工作24小时。

（5）设备形式筛板塔。

任务来源：某中药厂设计成果：1.设计说明书一份。

2.主体设备条件图（1#图纸）一张，带控制点工艺流程图（3#图纸）一张。

摘要工业上乙醇-水分离的过程是在精馏塔中进行的。

乙醇-水分离过程为物理过程。

回流是构成气、液两相接触传质的必要条件，而板式精馏塔的设备设计是关键部分。

此次课程设计是用于分离乙醇-水的筛板式精馏塔的设计,进料口处乙醇的流量为236.16kmol/h。

设计的回流比为最小回流比的 1.2倍，精馏塔径为1.2 m，全塔高度为27.62 m。

最后经设计校核后，此次课程我们设计出了安全且满足生产要求的板式精馏塔。

关键词：乙醇；回流；筛板式；精馏塔AbstractThe process of industrial ethanol-water separation is carried out in a rectification column. The ethanol-water separation process is a physical process. Reflow is a necessary condition for the gas-liquid two-phase contact mass transfer, and the equipment design of the plate rectification column is a key part. The course design was designed for the separation of ethanol-water sieve plate distillation column, and the flow rate of ethanol at the feed port was 236.16 kmol/h. The designed reflux ratio is 1.2 times the minimum reflux ratio, the distillation column diameter is 1.2 m, and the full tower height is 27.62 m. After the final design review, we designed a plate rectification tower that is safe and meets production requirements.Keywords:benzene, toluene, plate type, distillation column目录1 绪论 (8)1.1 概述 (8)1.1.1 乙醇的性质与用途 (8)1.1.2 乙醇的应用 (8)1.2 操作条件的确定 (9)1.2.1 操作压力 (9)1.2.2 进料状态 (9)1.3 设备型式 (9)1.3.1 筛板塔 (9)2 设计方案论证及确定 (10)2.1已知设计条件 (10)2.2 选择塔型 (11)2.3 精馏方式 (11)2.4 操作压力 (11)2.5加热方式 (11)2.6 工艺流程 (11)3 筛板式精馏塔的工艺设计 (12)3.1 塔的物料衡算 (12)3.1.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (12)3.2 塔板数的确定 (13)3.2.1最小回流比及操作回流比的计算 (13)3.2.2操作方程的确定 (14)3.2.3板效率及实际塔板数的确定 (14)3.3 精馏段物性衡算 (15)3.3.1物料衡算 (15)3.3.2气液体积流率的计算 (19)3.4 塔和塔板主要工艺尺寸计算 (19)3.4.1 塔板横截面的布置计算 (19)3.4.2 筛板能校塔流体力学校核 (26)3.5 精馏段塔板负荷性能图 (28)3.5.1 过量液沫夹带线 (28)3.5.2溢流液泛线 (29)3.5.3液相上限线 (30)3.5.4漏液线（气相负荷下限线） (30)3.5.5液相下限线 (30)3.5.6 操作线 (31)4 精馏塔的附属设备及选型 (31)4.1 辅助设备的选型 (31)4.1.1 直接蒸汽加热 (32)4.1.2冷凝器 (32)4.1.3馏出液冷却器 (33)4.1.4釜液冷却器 (33)4.2 塔的主要接管尺寸的选取 (35)4.2.1塔附件设计 (35)4.2.2 筒体与封头 (36)4.2.3除沫器 (36)4.2.4 裙座 (37)4.2.5 人孔 (37)4.3输送泵的选取 (38)5 塔高的确定及塔的其它工艺条件 (39)5.1 塔高的设计计算 (39)5.1.1塔高的确定 (39)5.1.2塔板结构的确定 (40)6.塔设备的机械设计 (41)6.1按计算压力计算塔体和封头厚度 (41)6.2 塔设备质量载荷计算 (41)6.3 风载荷与风弯矩计算 (42)6.4地震弯矩计算 (45)6.5各种载荷引起的轴向应力 (47)6.6 塔体和裙座危险截面的强度与稳定校核 (48)6.6.1 塔体的最大组合轴向拉应力校核 (48)6.6.2 塔体与裙座的稳定校核 (49)6.7 塔体水压试验和吊装时的应力校核 (49)6.7.1 水压试验时的各种载荷引起的应力 (49)6.7.2水压试验时应力校核 (50)6.8基础环设计 (50)6.8.1基础环尺寸 (51)6.8.2基础环的应力校核 (51)6.8.3基础环厚度 (51)6.9地脚螺栓计算 (52)6.9.1地脚螺栓承受的最大拉应力 (52)6.9.2地脚螺栓的螺纹小径 (53)7 设计结果概要及汇总表 (54)8.附录 (59)9.设计方案讨论 (60)参考文献 (62)课设感想 (63)1绪论1.1概述1.1.1 乙醇的性质与用途乙醇它在常温、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。

化工原理课程设计乙醇——水混合液精馏塔设计刘入菡应用化学专业应化1104班学号110130106指导教师顾明广摘要本设计为分离乙醇—水混合物，采用筛板式精馏塔。

精馏塔是提供混合物气、液两相接触条件，实现传质过程的设备。

它是利用混合物中各组分挥发能力的差异,通过液相和气相的回流，使混合物不断分离，以达到理想的分离效果。

选择精馏方案时因组分的沸点都不高所以选择常压，进料为泡点进料，回流是泡点回流。

塔顶冷凝方式是采用全凝器，塔釜的加热方式是使用再沸器。

精馏过程的计算包括物料衡算，热量衡算，塔板数的确定等。

然后对精馏塔进行设计包括：塔径、塔高、溢流装置。

最后进行流体力学验算、绘制塔板负荷性能图.乙醇精馏是生产乙醇中极为关键的环节，是重要的化工单元。

其工艺路线是否合理、技术装备性能之优劣、生产管理者及操作技术素质之高低，均影响乙醇生产的产量及品质。

工业上用发酵法和乙烯水化法生产乙醇，单不管用何种方法生产乙醇，精馏都是其必不可少的单元操作.浮阀塔具有下列优点：1、生产能力大。

2、操作弹性大。

3、塔板效率高.4、气体压强降及液面落差较小.5、塔的造价低。

浮阀塔不宜处理易结焦或黏度大的系统,但对于黏度稍大及有一般聚合现象的系统,浮阀塔也能正常操作。

关键词：乙醇水精馏浮阀塔连续精馏塔板设计目录前言 (1)第一章设计任务书 (2)1.1、设计条件 (2)1。

2、设计任务 (2)1。

3、设计内容 (3)第二章设计方案确定及流程说明 (5)第三章塔板的工艺设计 (7)3。

1、全塔物料衡算 (7)3。

2、塔内混合液物性计算 (8)3。

3、适宜回流比 (15)3。

4、溢流装置 (21)3。

5、塔板布置与浮阀数目及排列 (22)3.6、塔板流体力学计算 (25)3。

7、塔板性能负荷图 (29)3。

8、塔高度确定 (33)第四章附属设备设计 (35)4.1、冷凝器的选择 (35)4。

2、再沸器的选择 (36)第五章辅助设备的设计 (38)5。

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。

课程设计说明书论文题目：乙醇—水分离过程板式精馏塔设计2012年6月28日课程设计任务书一、课程设计题目乙醇-水溶液连续精馏塔设计二、课程设计的内容1．设计方案的确定2．带控制点的工艺流程图的确定3．操作条件的选择（包括操作压强、进料状态、回流比等）4．塔的工艺计算（1）全塔物料衡算（2）最佳回流比的确定（3）理论板及实际板的确定（4）塔径的计算（5）降液管及溢流堰尺寸的确定（6）浮阀数及排列方式（筛板孔径及排列方式）的确定（7）塔板流动性能的校核（8）塔板负荷性能图的绘制（9）塔板设计结果汇总表5．辅助设备工艺计算（1）换热器的面积计算及选型（2）各种接管管径的计算及选型（3）泵的扬程计算及选型6．塔设备的结构设计：（包括塔盘、裙座、进出口料管）三、课程设计的要求1、撰写课程设计说明书一份2、工艺流程图一张3、设备总装图一张四、课程设计所需的主要技术参数原料：乙醇-水溶液原料温度： 30℃处理量： 2万吨/年原料组成（乙醇的质量分数）：50%产品要求：塔顶产品中乙醇的质量分数：92%；塔顶产品中乙醇的回收率：99%生产时间： 300天（7200 h）冷却水进口温度：30℃加热介质： 0.6MPa饱和水蒸汽五、课程设计的进度安排1、查找资料，初步确定设计方案及设计内容，1-2天2、根据设计要求进行设计，确定设计说明书初稿，2-3天3、撰写设计说明书，总装图，答辩，4-5天六、课程设计考核方式与评分方法指导教师根据学生的平时表现、设计说明书、绘图质量及答辩情况评定成绩，采用百分制。

其中：平时表现20%设计说明书40%绘图质量20%答辩20%目录摘要 ................................................................................................................... 错误!未定义书签。

第一章概述 (1)1.1精馏操作对塔设备的要求 (1)1.2板式塔类型 (2)第二章设计方案的确定 (2)2.1操作条件的确定 (3)2.2确定设计方案的原则 (4)第三章塔的工艺尺寸得计算 (5)3.1精馏塔的物料衡算............................................................................. 错误!未定义书签。

化工原理课程设计任务书设计题目：乙醇——水筛板式精馏塔的设计设计条件：·常压：P=1atm(绝压)；·原料来自粗馏塔，为95℃～96℃饱和蒸汽，由于沿途热损失，进精馏塔时，原料温度约为91℃；·塔顶浓度为含乙醇92.41%（质量分率），产量为25吨/天；·塔釜为饱和蒸汽直接加热，从塔釜出来的残液中乙醇浓度要求不大于0.03%（质量分率）；。

·塔顶采用全凝器，泡点回流，回流比：R=（1.1—2.0）Rmin设计任务：1.完成该精馏塔工艺设计（包括塔顶冷凝器及进出口管路的设计与选型）。

2.画出带控制点的工艺流程图、塔板负荷性能图、精馏塔工艺条件图。

3.写出该精馏塔设计说明书，包括设计结果汇总及设计评价。

化工原理课程设计任务书 ............................................ 摘要.. (4)前言 (5)绪论 (8)§1.1设计背景 (8)§1.2设计方案 (8)§1.3设计思路 (8)§1.4选塔依据[3] (9)第二章精馏塔的工艺设计 (10)§2.1全塔工艺设计计算 (10)2.1.1产品浓度的计算和进料组成确定 (10)2.1.2 Q线方程的确定： (10)2.1.3平均相对挥发度的计算 (10)2.1.4最小回流比和适宜回流比的选取 (11)2.1.5物料衡算 (11)2.1.6精馏段和提馏段操作线 (12)2.1.7逐板法确定理论板数 (12)2.1.8全塔效率 (12)2.1.9实际塔板数及实际加料位置 (13)第三章板式塔主要工艺尺寸的设计计算 (14)§3.1塔的工艺条件及物性数据计算 (14)3.1.1操作压强P (14)3.1.2操作温度T (14)3.1.3塔内各段气、液两相组分的平均分子量 (14)3.1.4精馏段和提馏段各组分的密度[8] (15)3.1.5液体表面张力的计算 (16)3.1.6液体粘度ΜM (16)3.1.7气液负荷计算 (17)精馏段气液负荷计算 (17)提馏段气液负荷计算 (17)§3.2塔和塔板的主要工艺尺寸的计算 (18)3.2.1塔径D (18)3.2.2液流形式、降液管及溢流装置等尺寸的确定 (20)3.2.3塔板布置 (20)3.2.4筛孔数N 及开孔率Φ (21)3.2.5塔有效高度Z (22)3.2.6塔高的计算[5] (22)§3.3筛板塔的流体力学校核[2] (22)3.3.1板压降的校核 (22)3.3.2液沫夹带量E V的校核 (24)3.3.3溢流液泛条件的校核 (24)3.3.4液体在降液管内停留时间的校核 (25)3.3.5漏液点的校核 (25)§3.4塔板负荷性能图[2] (26)3.4.1液相负荷下限线 (26)3.4.2液相负荷上限线 (26)3.4.3漏液线（气相负荷下限线） (26)3.4.4过量液沫夹带线（气相负荷上限线） (27)3.4.5溢流液泛线 (28)3.4.6塔气液负荷性能图 (28)3.4.7热量衡算： (29)进入系统的热量 (29)离开系统的热量 (30)热量衡算式： (30)第四章塔的附属设备的计算 (31)§4.1塔顶冷凝器设计计算 (31)4.1.1确定设计方案 (31)4.1.2确定物性数据 (31)4.1.3热负荷Q的计算 (31)4.1.4传热面积的计算 (31)4.1.5换热器工艺结构尺寸 (32)4.1.6核算总传热系数K0 (33)1.管程表面传热系数计算： (33)2.计算壳程对流传热系数 (34)3.确定污垢热阻RS (34)4.核算总传热系数K0 (34)5.传热面积裕度： (35)4.1.7壁温核算 (35)4.1.8换热器内流体的流动阻力（压降） (36)§4.2接管设计 (36)4.2.1进料管 (36)4.2.2回流管 (36)4.2.3釜液出口管 (37)4.2.4塔顶蒸汽管 (37)4.2.5加热蒸汽管 (37)4.2.6管线设计结果表 (37)§4.3泵的选型 (38)第五章设计结果汇总 (39)结束语 (41)参考文献 (42)主要符号说明 (43)附录 (45)摘 要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部分冷凝达到轻重组分分离的方法。

化工与制药学院课程设计说明书课题名称乙醇—水板式精馏塔设计专业班级11级食品科学与工程01班学生学号学生姓名学生成绩指导教师课题工作时间2013.12.11－2013.12.28武汉工程大学化工原理课程设计任务书专业食品科学与工程班级11级01班学生姓名发题时间：2013 年12 月11 日一、课题名称乙醇-水体系板式精馏塔的设计二任务要求1原料来自上游的初馏塔，原料乙醇含量：质量分率=35.4 （35+0.1*组号）%2塔顶产品为浓度92.5%（质量分率）的药用乙醇，设计每天产量为：35.4吨；3塔釜排出的残液要求乙醇的浓度不大于0.05%（质量分率）4 工艺操作条件：塔顶压强为4kPa(表压)，单板压降<0.7kPa，塔顶全凝，泡点回流，R =（1.1~2）Rmin。

三主要内容1 确定全套精馏装置的流程，绘出流程示意图，标明所需的设备、管线及有关控制或观测所需的主要仪表与装置；2 精馏塔的工艺计算与结构设计：1）物料衡算确定理论板数和实际板数；（可采用计算机编程）2）按精馏段首、末板，提馏段首、末板计算塔径并圆整；3）确定塔板和降液管结构；4）按精馏段和提馏段的首、末板进行流体力学校核；（可采用计算机编程）5）进行全塔优化，要求操作弹性大于2。

3 绘制塔板结构布置图和塔板的负荷性能图；（如果精馏段和提馏段设计结果不同，则应分别绘出）4 计算塔高和接管尺寸；5 精馏塔附属设备的计算和选型。

6 设计结果概要或设计一览表；7 设计小结和参考文献；8 绘制装配图一张，带控制点的工艺流程图一张（可采用CAD绘图）。

四参考书目[1] 陈敏恒化工原理（下）[M]. 北京：化学工业出版社，1989[2] 贾绍义化工原理课程设计[M]. 天津：天津大学出版社，2002[3] 姚玉英. 化工原理（下）[M]. 天津：天津科技出版社，1999[4] 谭天恩化工原理（下）[M]. 北京：化学工业出版社，19942.设计基础数据常压下乙醇—水系统t—x—y数据如表1—6所示。