甲醇回收成套装置之浮阀精馏塔装配图

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。

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 4 （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。

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 4 （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≤0.7。

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＝＝0.1740原料乙醇组成 0.7788塔顶易挥发组分回收率90％平均摩尔质量 =由于生产能力50000吨／年，.则，F所以，，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。

化工原理课程设计任务书一设计题目：分离甲醇－水混合液的板式（浮阀）精馏塔二设计数据及条件生产能力：年处理甲醇-水混合液8万吨（年开工300天）原料：甲醇含量为35%（质量百分数，下同）的常温液体分离要求：塔顶甲醇含量不低于98%，塔底甲醇含量不高于0.3%。

建厂地区：沈阳三设计要求1、一份精馏塔设计说明书，主要内容要求：（1）.前言（2）.流程确定和说明（3）.生产条件确定和说明（4）.精馏塔设计计算（5）.主要附属设备及附件选型计算（6）.设计结果列表（7）.设计结果的自我总结与评价（8）.注明参考和试用的设计资料2、制一份精馏塔设备条件图，绘制一份带控制点工艺流程图。

目录化工原理课程设计任务书........................................................ 摘要.. (Ⅳ)第一章前言...................................................................1.1精馏原理及其在化工生产上的应用 (1)1.2精馏塔对塔设备的要求 (1)1.3常用板式塔类型及本设计的选型 (1)1.4本设计所选塔的特性 (1)第二章流程的确定和说明 (3)2.1设计思路 (3)2.2设计流程 (3)第三章精馏塔的工艺计算 (4)3.1物料衡算 (4)3.1.1原料液及塔顶，塔底产品的摩尔分率 (4)3.1.2物料衡算 (4)3.2回流比的确定 (5)3.2.1平均相对挥发度的计算 (5)3.2.2最小回流比的确定 (6)3.3板数的确定 (6)3.3.1精馏塔的气液相负荷 (6)3.3.2精馏段与提馏段操作线方程 (6)3.3.3逐板法确定理论板数及进料位置 (6)3.3.4全塔效率 (8)3.4精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (9)3.4.1操作温度的计算 (9)3.4.2操作压强 (9)3.4.3塔内各段气液两相的平均分子量 (10)3.4.4精馏塔各组分的密度 (12)3.4.5液体表面张力的计算 (14)3.4.6液体平均粘度的计算 (15)3.5精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (15)3.5.1塔径的计算 (15)3.5.2精馏塔有效高度的计算 (17)3.5.3溢流装置计算 (18)3.5.4塔板布置 (20)3.6筛板的流体力学验算 (22)3.6.1塔板压降 (22)3.6.2液沫夹带 (23)3.6.3漏液 (24)3.6.4液泛 (24)3.7塔板负荷性能图 (25)3.7.1过量液沫夹带线关系式 (25)3.7.2液相下限线关系式 (26)3.7.3严重漏夜线关系式 (26)3.7.4液相上限线关系式 (26)3.7.5降液管液泛线关系式 (26)3.8主要接管尺寸的选取 (28)3.8.1进料管 (28)3.8.2釜液出口管 (29)3.8.3塔顶蒸汽管 (29)3.8.4回流管 (29)3.8.5塔底蒸汽管 (29)冷凝器选取 (29)3.再沸器的设计 (30)3.1法兰 (32)3.1裙座 (32)3.1筒体与封头 (32)3.1除沫器 (32)3.15人孔和手孔 (33)3.1塔总体高度的计算 (33)第四章主要计算计算结果列表 (34)结束语 (36)参考文献 (37)主要符号说明 (38)摘要本设计是以甲醇――水物系为设计物系，以浮阀塔为精馏设备分离甲醇和水。

分离乙醇—水混合液的浮阀精馏塔设计1 设计题目：分离乙醇-水混合液的浮阀精馏塔设计2 原始数据及条件生产能力：年处理乙醇-水混合液11。

0万吨（开工率300天/年） 原料：乙醇含量为20％（质量百分比，下同)的常温液体 分离要求：塔顶乙醇含量不低于95％ 塔底乙醇含量不高于0。

2％ 建厂地址：海南3。

4.2 塔板的工艺设计1 精馏塔全塔物料衡算F :原料液流量（s kmol /） F x :原料组成（摩尔分数，下同) D ：塔顶产品流量（s kmol /） D x ：塔顶组成W :塔底残液流量（s kmol /） W x ：塔底组成原料乙醇组成： %91.818/8046/2046/20=+=F x塔顶组成： %14.8818/546/9546/95=+=D x 塔底组成: %078.018/8.9946/2.046/2.0=+=W x 进料量: ()[]s mol F /k 2071.036002430018/2.0146/2.0101011/0.1134=⨯⨯-+⨯⨯⨯==年万吨 物料衡算式： W D F += W D F W x Dx Fx +=联立代入求解：D s kmol /0208.0=， W s kmol /1863.0=2 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拉格朗日插值可求得W D F t t t 、、①F t :21.791.80.8966.921.77.860.89--=--F t F t ℃41.87=②D t ：43.8914.8815.7872.7443.8941.7815.78--=--D t D t ℃17.78=③W t ：0078.010090.105.95100--=--W t W t ℃82.99= ④精馏段平均温度：79.82217.7841.8721=+=+=D Ft t t ℃ ⑤提馏段平均温度：61.9322=+=W F tt t ℃2 密度已知：混合液密度：BBAALa a ρρρ+=1（a 为质量分数，M 为平均相对分子质量）混合气密度:004.22Tp p T v M=ρ⑴精馏段:℃79.821=t 液相组成()()()()%94.22,37.237.8279.8237.2361.167.821.84:111=--=--x x x气相组成()()()()%22.54,45.547.8279.8245.5489.507.821.84:111=--=--y y y所以()kmol kg M L /42.24182294.01462294.01=⨯-+⨯= ()kmol kg M V /18.33185422.015422.0461=⨯-+⨯=⑵提馏段℃61.932=t()()()()%44.3,21.70.8961.9321.790.10.895.95:222=--=--x x x 液相组成气相组成()()()%37.23,91.380.8961.93)91.3800.17(0.895.95:222=--=--y y y 所以 ()kmol kg M L /96.180344.01180344.0462=-⨯+⨯=()kmol kg M V /54.242337.01182337.0462=-⨯+⨯=求得在⎺t 1与⎺t 2下的乙醇和水的密度（单位：3-⋅m kg ）。

浮阀精馏塔甲醇水化工原理课程设计本文将会介绍一种化工原理课程设计——浮阀精馏塔甲醇水化工的原理与实践。

首先，我们将进一步解释浮阀精馏塔的概念，然后详细论述甲醇水化工的原理，接着将会介绍课程设计的实践过程和步骤。

浮阀精馏塔是一种具有高效分离、稳定操作、安全性和可靠性的分离装置。

其主要优点是具有较高的塔板利用率，能够处理不同的流体，且对温度和压力变化的适应性强。

浮阀精馏塔是由塔体、塔盘、液面分配器、墩板、隔板、塔顶装置等部分组成。

它可以通过增加塔板的数量和改变不同的塔板间距的大小，使得在塔内进行更加复杂、高效的分离。

甲醇水化工是一种重要的工业化工过程，也是一个有重要意义思想和技术的进步。

它是一种高效的工业化生产方法，可以通过一系列化学反应使甲烷转变为甲醇。

甲醇是一种重要的化工原料，广泛应用于溶剂、建筑、汽车等领域，因此甲醇的生产工艺也受到了广泛的关注。

在甲醇水化工的生产过程中，使用浮阀精馏塔进行分离和提纯可以有效提高生产效率和产品质量。

该过程采用高压、高温下进行，原材料氢和二氧化碳先在反应器中进行反应，然后进入浮阀精馏塔进行分离。

通过不断地循环，将甲烷转化为甲醇，并通过浮阀精馏塔进行高效的分离和提纯。

在课程设计实践中，学生可以根据具体需求，选取不同的反应器，并进行反应器的设计；随后需要将反应产物送进浮阀精馏塔，对反应物进行分离和去除杂质等工艺操作。

最后，学生需要进行反应产物的分析和质量检测，以验证生产效果和质量。

总之，浮阀精馏塔甲醇水化工原理课程设计是一个应用广泛的实践课程，它可以让学生对化学反应和原理有更深入的了解，并培养学生的实践操作能力和科学素养。

通过该课程的设计和实践，可以有效提高学生的综合素质和创新能力，为化工产业的发展培养更多的专业人才。

酒精连续精馏塔（浮阀塔）⽬录1.⼯艺设计部分⼀、设计题⽬⼆、设计条件和任务三、流程及意义概述四、全塔物料衡算五、操作线及理论塔板数六、板效率及实际塔板数的计算七、热量衡算并确定蒸汽及冷却⽔⽤量⼋、塔径及塔板结构的计算九、校核计算⼗、负荷性能图的计算与绘制2.辅助设计部分⼗⼀、接管尺⼨的计算⼗⼆、塔的附属设备的选型⼗三、计算结果列表⼗四、参考⽂献3.⼼得体会1.⼯艺设计部分⼀、设计题⽬：酒精连续精馏塔（浮阀塔）⼆、设计条件和任务：1、⽣产任务（吨/年）：5000；2、加热蒸汽压⼒（atg）：3.5；3、冷却器进⼝⽔温（℃）：10；4、冷凝器出⼝⽔温（℃）：35；5、原料浓度%（质量分率）：35；6、产品浓度%（质量分率）：94；7、塔釜浓度%（质量分率）：＜1%。

三、流程及意义概述以转⼦流量计调控流量，⽤泵抽提适量原料罐中的料液进⼊预热器，使料液温度升⾼⾄泡点温度，再进⼊精馏塔。

在塔内，料液借助重⼒下降，塔釜上升蒸汽与之逆流接触，进⾏质量和热量传递，从⽽使液相中轻组分不断进⼊⽓相，在精馏段⽓相中重组分不断进⼊液相。

当蒸汽升⾄塔顶，经全凝器冷却，部分回流以提⾼塔顶产品质量，部分作为产品进⾏质量检验分析。

若合格，经冷却器降温⾄适宜温度后，进⼊贮罐，若不合格，降温⾄适宜温度后流回原料液贮罐，进⾏重新精馏。

四、全塔物料衡算M⽔=18.01kg/kmol M⼄醇=46.07kg/kmol假设塔设备⼀年⼯作时间为300天，⼀天24⼩时，共300×24=7200⼩时。

1、料液、塔顶、塔底产品含⼄醇的摩尔分率X F=（0.35/46.07）÷（0.35/46.07+0.65/18.01）=0.1739X D=（0.94/46.07）÷（0.94/46.07+0.06/18.01）=0.8596X W=（0.008/46.07）÷（0.008/46.07+0.992/18.01）=0.003142、平均分⼦量的计算M D平均=46.07×0.8596+18.01×（1-0.8596）=42.13kg/kmolM F平均=46.07×0.1739+18.01×（1-0.1739）=22.89kg/kmolM W平均=46.07×0.00314+18.01×（1-0.00314）=18.098kg/kmol3、总物料衡算F=W+D对⼄醇组分进⾏全塔物料衡算：F X F =D X D +W X W其中D=（5000×1000）/（300×24×42.13）=16.483kmol/h联⽴上两式，代⼊数据得：F=82.67kmol/h W=66.187kmol/h五、根据⼄醇-⽔的⽓液平衡数据作出y-x图及操作线，求理论塔板数N T1、根据⼄醇-⽔的⽓液平衡数据作出y-x图；2、在对⾓线上取点A（X D，X D），作平衡线的切线交y轴于⼀点，得到截距为X D/（R min+1）=0.31。