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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（3） 塔和塔板主要工艺尺寸的计算（a 、塔高、塔径及塔板结构尺寸的确定；b 、塔板的流体力学验算；c 、塔板的负荷性能图） （4） 设计结果概要或设计一览表 （5） 精馏塔工艺条件图（6） 对本设计的评论或有关问题的分析讨论第二章 课程设计报告内容一、精馏流程的确定乙醇、水混合料液经原料预热器加热至泡点后，送入精馏塔。
化工原理课程设计乙醇水英文回答：Chemical Engineering Principles Course Design: Ethanol-Water.In this course design, I will discuss the separation of ethanol-water mixture using various separation techniques. Ethanol-water separation is a common process in the chemical industry, as ethanol is widely used as a solvent, fuel, and raw material in various applications.Firstly, distillation is a widely used technique for separating ethanol-water mixture. Distillation relies on the difference in boiling points between the components of the mixture. Ethanol has a lower boiling point compared to water, so when the mixture is heated, ethanol vaporizesfirst and can be collected and condensed to obtain pure ethanol. The remaining liquid is enriched in water. This process can be repeated to achieve higher purity levels.Another technique that can be used is azeotropic distillation. In some cases, ethanol and water form an azeotrope, which is a mixture that boils at a constant temperature and has a constant composition. Azeotropic distillation involves adding a third component, called an entrainer, to break the azeotrope. The entrainer forms a new azeotrope with either ethanol or water, allowing for their separation. For example, benzene can be used as an entrainer to break the ethanol-water azeotrope.In addition to distillation, membrane separation is also a promising technique for ethanol-water separation. Membrane separation involves the use of a semi-permeable membrane that allows certain components to pass through while retaining others. In the case of ethanol-water separation, a membrane with selective permeability towards ethanol can be used. This allows ethanol to pass through the membrane while water is retained, resulting in the separation of the two components.Furthermore, liquid-liquid extraction can be employedfor ethanol-water separation. This technique involves the use of a solvent that has a higher affinity for one component of the mixture. For example, if we use an organic solvent like hexane, which has a higher affinity for ethanol, we can extract ethanol from the mixture. The organic solvent and the ethanol form a separate phase, which can be easily separated from the water phase.中文回答：化工原理课程设计，乙醇水。
课程设计说明书课程名称：化工原理课程设计题目：乙醇-水精馏塔顶全凝器设计学生姓名：学号： 20082171030系别：专业班级：指导老师：2010年12月换热器设计任务书班级姓名学号20082171030一、设计题目乙醇——水精馏塔顶全凝器的设计二、设计任务及操作条件1、处理能力28800吨/年2.、单位产量4000kg/h3、设备型式列管式换热器4、操作条件（1）乙醇蒸汽：入口温度75℃，出口温度65℃。
（2）冷却介质：循环水，入口温度25 ℃，出口温度45 ℃。
（3）允许压降：不大于101.3kpa。
（4）进料液中含乙醇70%；塔顶产品中乙醇的含量不低于99.6%；塔底产品中乙醇的含量不高于0.01%；（5）乙醇蒸汽定性温度下的物性数据：＝754.2kg/m3ρh＝0.523mPa·Sμhc＝2.64KJ/(Kg·℃)pcλ＝0.46w/(m·℃)(5)每年按300天计，每天24小时连续运行。
三、完成设备图一张。
（A3，CAD）目录1.设计方案简介 (4)1.1确定设计方案 (4)1.1.1换热器的选型 (4)1.1.2流动空间安排、管径及流速的确定 (4)1.2确定流体的定性温度、物性数据 (4)2.工艺流程草图及其说明 (6)3.工艺计算及主体设备设计 (6)3.1计算总传热系数 (6)3.1.1计算热负荷Q (6)3.1.2平均传热温差先按纯逆流算 (7)3.1.3 冷却水用量 (7)3.1.4 计算总传热系数K (7)3.2计算传热面积 (8)3.3工艺结构尺寸 (8)3.3.1管程数和传热管数 (8)3.3.2传热管排列和分程方法 (9)3.3.3壳体内径 (9)3.3.4折流板 (9)3.4换热器核算 (9)3.4.1热量核算 (9)3.4.2计算流动阻力 (11)4.辅助设备的计算及选型 (13)接管 (13)5.换热器主要结构尺寸和计算结果 (13)表3换热器主要结构尺寸和计算结果 (14)6. CAD绘制设备附属图(见附图) (15)结论 (16)符号说明 (17)参考文献 (18)1.设计方案简介1.1确定设计方案1.1.1换热器的选型两流体温度变化情况：塔顶热流体（乙醇蒸汽）进口温度75o C，出口温度65o C。
目录一、概述 (1)二、设计方案的确定及流程说明 (3)2.1装置流程的确定 (3)2.2流程图 (3)2.3操作条件 (3)三、塔的工艺计算 (4)3.1塔的物料衡算 (6)3.2全塔物料衡算 (7)3.3塔板数的确定 (7)四、塔的工艺条件及物性数据计算 (8)五、气液负荷计算 (12)六、塔和塔板主要工艺尺寸计算 (12)七．浮阀塔板的流体力学验算 (18)八、塔板负荷性能图 (20)九、设计结果一览表 (24)十、设计评述及讨论 (28)十一、参考文献 (29)一、概述乙醇在工业、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。
本设计选用浮阀塔。
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。
浮阀塔具有下列优点：1、生产能力大。
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NT3.2.2 全塔效率E的求取 (5)T3.2.3 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tm3.3.3平均摩尔质量M (6)m3.3.4平均密度ρ (7)m3.3.5液体表面张力σm (8)3.3.6液体粘度μLm (8)3.4气液负荷计算 (9)3.5塔和塔板主要工艺尺寸计算 (9)3.5.1塔径D (9)3.5.2溢流装置 (11)3.5.3塔板布置 (12)3.5.4筛孔数n与开孔率φ (13)3.5.5塔有效高度Z (13)3.5.6塔高计算 (13)3.6筛板的流体力学验算 (14) (14)3.6.1气体通过筛板压强降的液柱高度hp的验算 (15)3.6.2雾沫夹带量eV3.6.3漏液的验算 (15)3.6.4液泛的验算 (15)3.7塔板负荷性能图 (16)3.7.1雾沫夹带线（1） (16)3.7.2液泛线（2） (17)3.7.3液相负荷上限线（3） (18)3.7.4漏液线（气相负荷下限线）（4） (18)3.7.5液相负荷下限线（5） (18)3.8筛板塔的工艺设计计算结果总表 (20)3.9精馏塔附属设备选型与计算 (20)3.9.1冷凝器计算 (20)3.9.2预热器计算 (21)3.9.3各接管尺寸计算 (21)第四章设计评述与心得 (23)4.1设计中存在的问题及分析 (23)4.2设计心得 (23)参考文献 (24)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。
课程设计任务书一、设计题目：乙醇——水混合液常压连续精馏二、设计原始数据：原料液处理量28000吨/年原料液初温20℃原料液含乙醇45%（质量）馏出液含乙醇93%（质量）乙醇回收率99.9%（质量）三、设计任务：完成精馏工艺设计，精馏塔设备设计和有关附属设备的设计、选用；编写设计说明书；绘制工艺流程图和塔板结构简图。
四、设计完成日期: 2013年01月18日五、设计者：王尧尧设计指导教师：张鸿发目录：1.…………………………………………………………………绪论2.………………………………………………………………工艺计算3.…………………………………………………………塔设备的计算4.………………………………………………………泵的选择及计算5.……………………………………………………………主凝器选型6.…………………………………再沸器加热釜中水蒸汽的用量计算7.………………………………………………………计算结果汇总表8.…………………………………………………………工艺流传简图绪论精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置，又称为蒸馏塔。
有板式塔与填料塔两种主要类型。
根据操作方式又可分为连续精馏塔与间歇精馏塔。
蒸气由塔底进入，与下降液进行逆流接触，两相接触中，下降液中的易挥发(低沸点)组分不断地向蒸气中转移，蒸气中的难挥发(高沸点)组分不断地向下降液中转移，蒸气愈接近塔顶，其易挥发组分浓度愈高，而下降液愈接近塔底，其难挥发组分则愈富集，达到组分分离的目的。
由塔顶上升的蒸气进入冷凝器，冷凝的液体的一部分作为回流液返回塔顶进入精馏塔中，其余的部分则作为馏出液取出。
塔底流出的液体，其中的一部分送入再沸器，热蒸发后，蒸气返回塔中，另一部分液体作为釜残液取出。
精馏塔的工作原理是根据各混合气体的汽化点（或沸点）的不同，控制塔各节的不同温度，达到分离提纯的目的。
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、轻工等工业生产中中占有重要的地位。
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)3.2全塔物料衡算 (6)3.3工艺条件及物性数据计算..................................... .63.3.1操作温度: (7)3.3.2操作压强 (7)3.3.3平均分子量的计算 (8)3.3.4平均密度 (9)3.3.5混合液体表面张力 (10)3.3.6液体粘度 (11)3.3.7塔的物性数据列表 (12)3.4实际塔板数的计算 (12)3.4.1计算最小回流比错误！未定义书签。
盐城师范学院化工原理课程设计2013 －2014 学年度药学院制药工程专业班级 11（4）学号 11233312题目名称20000t乙醇—水混合液浮阀精馏塔的设计学生姓名张燕指导教师施卫忠设计时间：2013年11月25日～2013年12月8日盐城师范学院化工原理课程设计任务书药学院制药工程专业班级11（4）姓名张燕学号11233312 设计题目：年处理20000t乙醇—水混合液浮阀精馏塔的设计课程设计的目的与意义：化工原理课程设计是培养学生综合运用化工原理及先修课程的基本知识进行化工工艺设计的能力，使学生掌握化工设计的基本程序和方法，得到一次化工设计的基本训练，并应着重培养学生以下几方面的能力。
1.查阅技术资料，选用公式和搜集数据的能力。
2 .树立既考虑技术上的先进性与可靠性，又考虑经济上的合理性，并注意到操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思路，在这种设计思想的指导下去分析和解决工程实际问题的能力。
3. 迅速准确地进行工程计算（包括电算）的能力。
4. 用简洁的文字、清晰的图表示表达自己设计结果的能力。
工艺操作条件:年处理量： 20000 吨，料液初温： 30 ℃料液浓度： 18 % （轻组分质量分率）塔顶产品浓度：不小于93.5% （轻组分质量分率）塔底釜液浓度：不高于1.5% （轻组分质量分率）每年实际生产天数：330天（一年中有一个月检修）精馏塔塔顶压强：4Kpa （表压）进料热状态：泡点进料回流比： 2.46冷却水进口温度：25℃饱和水蒸气压力：101.33Kpa （表压）设备型式：浮阀塔厂址：江苏盐城设计条件年处理量/吨进料组成（质量%）15% 18% 20% 25% 28% 学号20000 10 12 14 16 18 28000 26 8 44 42 20 30000 28 46 6 40 22 35000 30 48 50 4 24 40000 32 34 36 38 2课题任务：（1）工艺设计：①选择工艺流程和工艺条件加料方式和加料状态，塔顶蒸气冷凝方式，塔釜加热方式；塔顶塔釜产品的出料状态，塔顶产品由塔顶冷却器冷却至常温。
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；wM ——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；V s ——塔内气相流量，m3/s； V′——提馏段上升蒸气量，kmol/h；W ——釜残液流量，kmol/h或kg/h W h ——加热蒸气量，kg/h；W c ——边缘区宽度，m； W d ——弓形降液管的宽度，m；W S——破沫区宽度，m； x ——液相组成，摩尔分率；y ——气相组成，摩尔分率； Z ——塔的有效高度，m。
广西大学化学化工学院化工原理课程设计任务书专业：班级：姓名：学号：设计时间： 2008年6月25日至 2008年7月13日设计题目：乙醇——水筛板精馏塔工艺设计（取至南京某厂药用酒精生产现场）设计条件： 1. 常压操作，P=1 atm（绝压）。
2. 原料来至上游的粗馏塔，为95——96℃的饱和蒸汽。
因沿程热损失，进精馏塔时原料液温度降为90℃。
3. 塔顶产品为浓度92.41%（质量分率）的药用乙醇，产量为 40吨/日。
4．塔釜排出的残液中要求乙醇的浓度不大于0.03%（质量分率）。
5．塔釜采用饱和水蒸汽加热（加热方式自选）；塔顶采用全凝器，泡点回流。
6．操作回流比R=（1.1——2.0）R。
min设计任务： 1. 完成该精馏塔工艺设计，包括辅助设备及进出口接管的计算和选型。
2．画出带控制点的工艺流程图，t-x-y相平衡图，塔板负荷性能图，筛孔布置图以及塔的工艺条件图。
3．写出该精流塔的设计说明书，包括设计结果汇总和对自己设计的评价。
指导教师：时间：2008年6月1设计任务1.1 任务1.1.1 设计题目乙醇—水筛板精馏塔工艺设计（取至南京某厂药用酒精生产现场）1.1.2 设计条件 1.常压操作，P＝1 atm（绝压）。
2．原料来至上游的粗馏塔，为95－96℃的饱和蒸气。
因沿程热损失，进精馏塔时原料液温度降为90℃。
3．塔顶产品为浓度92.41%（质量分率）的药用乙醇，产量为40吨/日。
4．塔釜排出的残液中要求乙醇的浓度不大于0.03％(质量分率)。
5．塔釜采用饱和水蒸气加热（加热方式自选）；塔顶采用全凝器，泡点回流。
6．操作回流比R=(1.1—2.0)R。
min1.1.3 设计任务1.完成该精馏塔工艺设计，包括辅助设备及进出口接管的计算和选型。
2．画出带控制点的工艺流程示意图，t-x-y相平图，塔板负荷性能图，筛孔布置图以及塔的工艺条件图。
3．写出该精馏塔的设计说明书，包括设计结果汇总和对自己设计的评价。
设计任务书(一) 设计题目：试设计一座乙醇-水连续精馏塔提纯乙醇。
进精馏塔的料液含乙醇 25% （质量分数，下同），其余为水；产品的乙醇含量不得低于 94% ；残液中乙醇含量不得高于 0.1% ；要求年产量为17000吨/年。
(二) 操作条件1) 塔顶压力 4kPa（表压）2) 进料热状态自选3) 回流比自选4) 塔底加热蒸气压力 0.5Mpa（表压）5) 单板压降≤0.7kPa。
(三) 塔板类型自选(四) 工作日每年工作日为300天，每天24小时连续运行。
(五) 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）。
目录1. 设计方案简介 (1)1.1设计方案的确定 (1)1.2操作条件和基础数据 (1)2.精馏塔的物料衡算 (1)2.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 (1)2.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (1)2.3物料衡算 (2)3.塔板数的确定 (2)3.1理论板层数N T的求取 (2)3.1.1 求最小回流比及操作回流比 (2)3.1.2 求精馏塔的气、液相负荷 (3)3.1.3 求操作线方程 (3)3.1.4 图解法求理论板层数 (3)3.2 塔板效率的求取 (4)3.3 实际板层数的求取 (5)4.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (5)4.1操作压力计算 (5)4.2 操作温度计算 (5)4.3 平均摩尔质量的计算 (5)4.4 平均密度的计算 (6)4.4.1 气相平均密度计算 (6)4.4.2 液相平均密度计算 (6)4.5液体平均表面张力计算 (7)4.6液体平均黏度计算 (7)5.精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (8)5.1塔径的计算 (8)5.1.1精馏段塔径的计算 (8)5.1.2提馏段塔径的计算 (9)5.2精馏塔有效高度的计算 (9)5.3精馏塔的高度计算 (10)6.塔板主要工艺尺寸的计算 (10)6.1溢流装置计算 (10)6.1.1堰长lw (10)6.1.2 溢流堰高度hw (11)6.1.3 弓形降液管宽度Wd 和截面积Af (11)6.1.4 降液管底隙高度h o (11)6.2塔板布置 (12)6.2.1塔板的分块 (12)6.2.2边缘区宽度确定 (12)6.2.3开孔区面积计算 (12)6.2.4筛孔计算及其排列 (12)7.筛板的流体力学验算 (13)7.1塔板降 (13)7.1.1干板阻力h c计算 (13)7.1.2气体通过液层的阻力h l计算 (13)7.1.3液体表面张力的阻力hσ计算 (13)7.2液面落差 (13)7.3液沫夹带 (14)7.4漏液 (14)7.5液泛 (14)8.塔板负荷性能图 (15)8.1漏液线 (15)8.2液沫夹带线 (15)8.3液相负荷下限线 (16)8.4液相负荷上限线 (17)8.5液泛线 (17)9.主要接管尺寸计算 (19)9.1蒸汽出口管的管径计算 (19)9.2回流液管的管径计算 (19)9.3进料液管的管径计算 (19)9.4釜液排出管的管径计算 (19)10.塔板主要结构参数表 (20)11.设计过程的评述和有关问题的讨论 (21)参考文献 (23)1. 设计方案简介1.1设计方案的确定本设计任务为分离乙醇—水混合物提纯乙醇，采用连续精馏塔提纯流程。
设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。
塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。
该物系属易分离物系，回流比较大，故操作回流比取最小回流比的1.5倍。
塔釜采用直接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。
1.2操作条件和基础数据= 0.25；进料中乙醇含量（质量分数） wF= 0.94；产品中乙醇含量（质量分数） wD塔釜中乙醇含量（质量分数） w= 0.001；W= 17000吨/年；处理能力 GF塔顶操作压力 4 kPa；进料热状况泡点进料；单板压降≤0.7kPa；2.精馏塔的物料衡算2.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率乙醇的摩尔质量 M=46.07kg/kmolA=18.02kg/kmo水的摩尔质量 MBxFxDxW2.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量kg/kmolMFkg/kmolMDkg/kmolMW2.3物料衡算每年300天，每天工作24小时，其处理量为17000吨/年故原料液的处理量为kmol/h总物料衡算 111.11= D + W乙醇的物料衡算联立解得 D = 14.81kmol/hW = 96.30kmol/h3.塔板数的确定3.1理论板层数N T的求取3.1.1 求最小回流比及操作回流比乙醇-水是非理想物系，先根据乙醇-水平衡数据（见下表1），绘出平衡线，如下图所示。
表1乙醇—水系统t—x—y数据在上图对角线上，自点c（0.115,0.115）作垂线ec即为q线，该线与相平衡线的由a点引出的切线的交点坐标为，故最小回流比为 RR =1.5Rmin3.1.2 求精馏塔的气、液相负荷3.1.3 求操作线方程精馏段操作线方程为提馏段操作线方程为3.1.4 图解法求理论板层数采用图解法求理论板层数，结果见上图，得理论塔板数块（不包括再沸器），精馏段12块，提馏段3块（不包括再沸器） 3.2 塔板效率的求取 操作温度计算：由乙醇—水的气液两相平衡图【1】由乙醇—水的气液两相平衡图可查得：全塔液体平均粘度的计算：液相平均粘度的计算，即塔顶液相平均粘度的计算【2】得：解出塔底液相平均粘度的计算【3】得：【1】解出则全塔液相平均粘度为故查奥康内尔（o'connell）关联图【1】得：因为筛板塔全塔效率相对值为1.1【1】，故精馏塔的全塔效率为3.3 实际板层数的求取精馏段实际板层数提馏段实际板层数4.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算4.1操作压力计算塔顶操作压力每层塔板压降进料板压力精馏段平均压力4.2 操作温度计算从乙醇-水溶液的气液相平衡图【1】查得泡点温度（近似看作是操作温度）为：塔顶温度进料板温度4.3 平均摩尔质量的计算塔顶平均摩尔质量计算x-y图），得进料板平均摩尔质量计算由图解理论板（x-y图），得查平衡曲线（x-y图），得精馏段平均摩尔质量4.4 平均密度的计算4.4.1 气相平均密度计算由理想气体状态方程计算，即4.4.2 液相平均密度计算液相平均密度依下式计算，即塔顶液相平均密度的计算【2】得塔顶液相的质量分率进料板液相平均密度的计算【2】得进料板液相的质量分率精馏段液相平均密度为4.5液体平均表面张力计算液相平均表面张力依下式计算，即塔顶液相平均表面张力的计算【2】得进料板液相平均表面张力的计算精馏段液相平均表面张力为4.6液体平均黏度计算液相平均粘度依下式计算，即塔顶液相平均粘度的计算【2】得：解出进料板液相平均粘度的计算【3】得：【1】解出精馏段液相平均粘度为5.精馏塔的塔体工艺尺寸计算5.1塔径的计算5.1.1精馏段塔径的计算精馏段的气、液相体积流率为3/s3/s由式中C式中C 20由图（史密斯关系图）【4】查得，图的横坐标为查图（史密斯关系图）【4】得取安全系数为0.7，则空塔气速为5.1.2提馏段塔径的计算提馏段塔径计算，所需数据可从相关手册【1，2，4】查得，计算方法同精馏段。
计算结果为比较精馏段与提馏段计算结果，两段的塔径相差不大，圆整塔径，取塔截面积为 2 实际空塔气速为5.2精馏塔有效高度的计算精馏段有效高度为提馏段有效高度为故精馏塔的有效高度为5.3精馏塔的高度计算实际塔板数进料板数6层塔板设置一个人孔【4】，故人孔数进料板处板间距为利于出塔气体夹带的液滴沉降，其高度应大于板间距【4】，故选取塔顶间距塔底空间高度4】封头高度【5】裙座高度故精馏塔的总高度为6.塔板主要工艺尺寸的计算 6.1溢流装置计算，一般场合可选用单溢流弓形降液管【4】，采用凹形受液盘。
各项计算如下： 6.1.1堰长lw取6.1.2 溢流堰高度hw 由选用平直堰，堰上液层高度h OW 由下式计算，即近似取E =1，则取板上清液层高度故6.1.3 弓形降液管宽度W d 和截面积A f 由查图（弓形降液管的参数）【4】，得故【4】验算液体在降液管中停留的时间，即故降液管设计合理。
6.1.4 降液管底隙高度h o取则故降液管底隙高度设计合理。
【4】 6.2塔板布置 6.2.1塔板的分块【4】为3块。
6.2.2边缘区宽度确定取6.2.3开孔区面积计算其中故26.2.4筛孔计算及其排列筛孔按正三角形排列，取孔中心距t为筛孔数目n为开孔率为气体通过阀孔的气速为7.筛板的流体力学验算7.1塔板降7.1.1干板阻力h c计算干板阻力h c由下式计算，即【4】故液柱7.1.2气体通过液层的阻力h l计算气体通过液层的阻力h l由下式计算，即查图（充气系数关联图）【4】故液柱7.1.3液体表面张力的阻力h σ计算液体表面张力所产生的阻力h σ由下式计算，即气体通过每层塔板的液柱高度h p 可按下式计算，即气体通过每层塔板的压降为7.2液面落差对于筛板塔，液面落差很小，且本次的塔径和液流量均不大，故可以忽略液面落差的影响。
7.3液沫夹带液沫夹带量由下式计算，即故故在本次设计中液沫夹带量e V 在允许范围内。
7.4漏液稳定系数为故在本次设计中无明显漏液。
7.5液泛为防止塔内发生液泛，降液管内液层高H d 应服从下式的关系，即4】，则而板上不设进口堰，h d 可由下式计算，即故在本次设计中不会发生液泛现象。
8.塔板负荷性能图8.1漏液线由得整理得在操作范围内，任取几个L s 值，依上式计算出V s 值，计算结果列于表2。
表2由上表数据即可作出漏液线1。
8.2液沫夹带线V s —L s 关系如下：由故整理得在操作范围内，任取几个L s 值，依上式计算出V s 值，计算结果列于表3。
表3由上表数据即可作出液沫夹带线2。
8.3液相负荷下限线据此可作出与气体流量无关的垂直液相负荷下限线3。
8.4液相负荷上限线故据此可作出与气体流量无关的垂直液相负荷上限线4。
8.5液泛线令由联立得式中将有关的数据代入，得故或在操作范围内，任取几个L s值，依上式计算出V s值，计算结果列于表4。
表4由上表数据即可作出液泛线5。
根据以上各线方程，可作出筛板塔的负荷性能图，如下图所示。
