【毕业设计】乙醇-水溶液连续精馏塔的设计 ㊣ 精品文档 值得下载

，由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走。

乙醇水混合液原料经预热器加热到泡点温度后送入精馏塔进料板，在进料板上与自塔上部下降的的回流液体汇合后，逐板溢流，最后流入塔底。

在每层板上，回流液体与上升蒸汽互相接触，进行热和质的传递过程。

图精馏装置流程示意图流程示意图如下图第三章塔板的工艺设计精馏塔全塔物料衡算已知料液组成质量分数为，塔顶产品组成质量分数为，残液乙醇，年生产时间小时。

原料乙醇组成塔顶乙醇组成塔底乙醇组成进料量万吨每年物料衡算式为联立代入求解，常压下乙醇水气液平衡组成与温度的关系表乙醇水气液平衡系统数据沸点乙醇摩尔数沸点乙醇摩尔数气相液相气相液相温度利用表中的数据由插值法可求的温度。

，，，④精馏段平均温度提馏段平均温度密度已知混合液体密度混合气体密度上式中为质量分数，为平均相对分子质量由表可求出进料，塔顶，釜低的乙醇气相组成。

进料温度气相组成，塔顶温度气相组成，釜低温度气相组成，精馏段液相组成气相组成所以提馏段液相组成气相组成所以表不同温度下乙醇和水的密度温度温度根据表课可求得在下的乙醇和水的密度单位。

，，，，，，，，，，，，所以混合液体表面张力二元有机物水溶液表面张力用下列公式计算注，，，，，，，在上式中，下角标分别代表水有机物及表面部分指主体部分的分子数指主体部分的分子体积纯水有机物的表面张力对乙醇。

，，，表不同温度下乙醇和水的表面张力温度乙醇表面张力水表面张力根据表求得在下的乙醇和水表面张力单位乙醇表面张力，，，水表面张力，，，塔顶表面张力联立方程组，，代入求得，原料表面张力联立方程组整理得提馏段整理得在操作线范围内，任取若干个值，算出相应的值。

计算如表所示精馏段提馏段液相负荷上限线液体最大流量应保证降液管停留时间不低于。

降液管内停留的时间以作为液体在降液管内停留的时间下限，则液相负荷下限线取堰上液层高度作为液相负荷下限条件，作出液相负荷下限线，该线为与气象流量无关的竖直线。

取，则漏液线对于型重阀，依作规定气体最小负荷的标准，则精馏段提馏段负荷性能图由以上作出浮阀塔负荷性能图。

由图可看塔板的气相负荷上限由物沫夹带线和液泛线共同控制，操作下限由漏液线控制。

有图可查出塔板的气相负荷上限，气相负荷下限图精馏段负荷性能图操作点，所以精馏段从操作弹性由图可看出塔板的气相负荷上限由物沫夹带线和液泛线共同控制，操作下限由漏液线控制，根据操作点，做操作线方程。

有图可查出塔板的气相负荷上限，气相负荷下限。

所以提馏段的操作弹性。

图提馏段负荷性能图操作点，浮阀塔工艺项目符号单位计算数据备注精馏段提馏段塔径板间距踏板类型单溢流弓形降液管分块式塔空塔气速堰长堰高板上液层高度降液管底隙高度浮阀数等腰三角形叉排阀孔气速浮阀能动因子临界阀孔气速孔心距同横排孔心距排间距相邻横排中心距离单板压降降液管内清液层高度泛点率气相负荷上限物沫夹带和液泛线控制气相负荷下限漏液控制操作弹性第五章塔附件设计接管进料管进料管的结构类型很多，有直管进料管弯管进料管型进料管。

本设计采用直管进料管。

管径设计如下，取查标准系列选取热轧无缝钢管。

回流管采用直管回流，取查标准系列选取热轧无缝钢管。

塔底出料管取，直管出料查标准系列选取热轧无缝钢管。

塔顶蒸汽出气管直管出气，取出口气速，则查表取热轧无缝钢管。

塔顶进气管采用直管，取气速，则查表取热轧无缝钢管。

除沫器在空塔气速较大，塔顶带液现象严重，以及工艺过程中不许出塔气速夹带雾滴的情况下，设置除沫器，以减少液体夹带损失，确保气体纯度，保证后续设备的正常操作。

本设计采用丝网除沫器，其具有比表面积大质量轻空隙大及使用方便等优点。

设计气速选取系数除沫器直径选取不锈钢除沫器。

其他附件筒体与封头筒体封头由公称直径，查得曲面高度，直边高度，内表面积封，容积封。

群座塔底常用群座支撑，群座的结构性能好，连接处产生的局部阻力小，所以它是塔设备的主要支座形式，为了制作方便，般采用圆筒形。

群座壁厚取。

基础换内径基础环外径圆整，基础环厚度取考虑再沸器，群座高取。

入孔本塔共块板，需设置个孔，每个孔直径，在设置入孔处，板间距为，群座上应开两个孔，直径为，入孔伸入塔内部应与塔内壁修平，其边缘需倒棱和磨圆。

第六章精馏塔的主要附属设备热量衡算冷凝器的热负荷式中塔顶上升蒸汽的焓塔顶溜出液的焓操作回流比塔顶产品质量流量。

又水乙式中乙乙醇的蒸发潜热水水的蒸发潜热。

塔顶的温度是，因为塔顶的温度超过了乙醇能查图得温度范围，不能查图所得，采用下式计算式中对比温度表沸点下蒸发潜热列表沸点蒸发潜热乙醇水乙醇乙水水所以所以加热器热负荷乙醇理想气体的比热容计算上式理想气体定压比热容，温度由化工原理课程设计，王国胜，第二版查表得所以时同理时，时，时，时，乙醇不是理想气体，其可通过查表得。

水的比热容通过查化工原理第二版附录八可得。

如下表表乙醇水不同温度下混合物的比热容单位塔顶塔釜进料精馏段提馏段乙醇水精馏段乙醇水提馏段乙醇塔顶馏出液的比热容塔釜馏出液的比热容上式中的和是塔顶和塔釜乙醇的质量分数。

塔顶产品质量流量塔釜产品质量流量对全塔进行热量衡算所以冷凝器本设计取。

出料液温度饱和气饱和液冷却水温度逆流操作，传热面积冷却水消耗量注上式中是水在下的比热容。

再沸器的选择选用饱和水蒸汽加热，传热系数取。

料液温度，水蒸气温度逆流操作，换热面积第七章塔总体高度设计塔的顶部空间高度塔的顶部空间高度是指塔顶第层塔盘到塔顶封头的直线距离，取除沫器到第块板的距离为，塔顶空间高度为。

塔的底部空间高度塔的底部空间高度是指塔底最末层塔盘到塔底下封头切线的距离，釜液停留时间取。

塔总体高度顶封群设计结果览表项目符号单位计算数据备注精馏段提馏段液相流量气相流量实际塔板数块塔的总高度塔径板间距踏板类型单溢流弓形降液管分块式塔空塔气速堰长堰高板上液层高度降液管底隙高度浮阀数等腰三角形叉排阀孔气速浮阀能动因子临界阀孔气速孔心距同横排孔心距排间距相邻横排中心距离单板压降降液管内清液层高度泛点率气相负荷上限物沫夹带和液泛线控制气相负荷下限漏液控制操作弹性参考文献王志魁化工原理第三版北京化学工业出版社，王国胜化工原理课程设计第二版大连大连理工大学出版社，刘雪暖汤景凝化工原理课程设计山东石油大学出版社，贾绍义柴诚敬化工原理课程设计天津天津大学出版社，夏清陈常贵化工原理下册天津天津大学出版社，化学工程手册编辑委员会化学工程手册气液传质设备。

北京化学工业出版社，陈敏恒化工原理下北京化学工业出版社，姚玉英化工原理下天津天津科技出版社，谭天恩化工原理下北京化学工业出版社，王国胜化工原理课程设计第二版大连大连理工大学出版社，杨祖荣化工原理第二版北京化学工业出版社，乙醇水溶液连续精馏塔的设计目录摘要化工原理课程设计任务书第章设计概述塔设备在化工生产中的作用与地位塔设备的分类板式塔泡罩塔筛板塔浮阀塔第章设计方案的确定及流程说明塔型选择操作流程第章塔的工艺设计精馏塔全塔物料衡算常压下乙醇水溶液平衡组成与温度的关系，温度密度混合液体表面张力混合物的粘度，相对挥发度，理论塔板的计算，塔径的初步设计，气液相体积流量计算，塔径计算溢流装置溢流堰弓形降液管，塔板分布浮阀数目与排列，