【毕业设计】乙醇—水分离板式精馏塔的设计 ㊣ 精品文档 值得下载

塔也是传质过程常用的塔设备，它的主要优点有结构比浮阀塔更简单，易于加工，造价约为泡罩塔的，为浮阀塔的左右。

处理能力大，比同塔径的泡罩塔可增加。

塔板效率高，比泡罩塔高左右。

压降较低，每板压力比泡罩塔约低左右。

筛板塔的缺点是塔板安装的水平度要求较高，否则气液接触不匀。

操作弹性较小约。

小孔筛板容易堵塞。

滨州学院课程设计说明书第二章设计方案的确定本设计任务为乙醇水混合物。

对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。

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，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的倍。

塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。

操作条件的确定确定设计方案是指确定整个精馏装置的流程各种设备的结构型式和些操作指标。

例如组分的分离顺序塔设备的型式操作压力进料热状态塔顶蒸汽的冷凝方式等。

下面结合课程设计的需要，对些问题作些阐述。

操作压力蒸馏操作通常可在常压加压和减压下进行。

确定操作压力时，必须根据所处理物料的性质，兼顾技术上的可行性和经济上的合理性进行考虑。

例如，采用减压操作有利于分离相对挥发度较大组分及热敏性的物料，但压力降低将导致塔径增加，同时还需要使用抽真空的设备。

对于沸点低在常压下为气态的物料，则应在加压下进行蒸馏。

当物性无特殊要求时，般是在稍高于大气压下操作。

但在塔径相同的情况下，适当地提高操作压力可以提高塔的处理能力。

有时应用加压蒸馏的原因，则在于提高平衡温度后，便于利用蒸汽冷凝时的热量，或可用较低品位的冷却剂使蒸汽冷凝，从而减少蒸馏的能量消耗。

进料状态进料状态与塔板数塔径回流量及塔的热负荷都有密切的联系。

在实际的生产中进料状态有多种，但般都将料液预热到泡点或接近泡点才送入塔中，这主要是由于此时塔的操作比较容易控制，不致受季节气温的影响。

此外，在泡点进料时，精馏段与提馏段的塔径相同，为设计和制造上提供了方便。

加热方式蒸馏釜的加热方式通常采用间接蒸汽加热，设置再沸器。

有时也可采用直接蒸汽加热。

若塔底产物近于纯水，而且在浓度稀薄时溶液的相对挥发度较大如酒精与水的混合液，便可采用直接蒸汽加热。

直接蒸汽加热的优点是可以利用压力较低滨州学院课程设计说明书的蒸汽加热在釜内只须安装鼓泡管，不须安置庞大的传热面。

这样，可节省些操作费用和设备费用。

然而，直接蒸汽加热，由于蒸汽的不断通入，对塔底溶液起了稀释作用，在塔底易挥发物损失量相同的情况下，塔底残液中易挥发组分的浓度应较低，因而塔板数稍有增加。

但对有些物系如酒精与水的二元混合液，当残液的浓度稀薄时，溶液的相对挥发度很大，容易分离，故所增加的塔板数并不多，此时采用直接蒸汽加热是合适的。

值得提及的是，采用直接蒸汽加热时，加热蒸汽的压力要高于釜中的压力，以便克服蒸汽喷出小孔的阻力及釜中液柱静压力。

对于乙醇水溶液，般采用表压。

冷却剂与出口温度冷却剂的选择由塔顶蒸汽温度决定。

如果塔顶蒸汽温度低，可选用冷冻盐水或深井水作冷却剂。

如果能用常温水作冷却剂，是最经济的。

水的入口温度由气温决定，出口温度由设计者确定。

冷却水出口温度取得高些，冷却剂的消耗可以减少，但同时温度差较小，传热面积将增加。

冷却水出口温度的选择由当地水资源确定，但般不宜超过，否则溶于水中的无机盐将析出，生成水垢附着在换热器的表面而影响传热。

确定设计方案的原则确定设计方案总的原则是在可能的条件下，尽量采用科学技术上的最新成就，使生产达到技术上最先进经济上最合理的要求，符合优质高产安全低消耗的原则。

为此，必须具体考虑如下几点满足工艺和操作的要求所设计出来的流程和设备，首先必须保证产品达到任务规定的要求，而且质量要稳定，这就要求各流体流量和压头稳定，入塔料液的温度和状态稳定，从而需要采取相应的措施。

其次所定的设计方案需要有定的操作弹性，各处流量应能在定范围内进行调节，必要时传热量也可进行调整。

因此，在必要的位置上要装置调节阀门，在管路中安装备用支线。

计算传热面积和选取操作指标时，也应考虑到生产上的可能波动。

再其次，要考虑必需装置的仪表如温度计压强计，流量计等及其装置的位置，以便能通过这些仪表来观测生产过程是否正常，从而帮助找出不正常的原因，以便采取相应措施。

滨州学院课程设计说明书满足经济上的要求要节省热能和电能的消耗，减少设备及基建费用。

如前所述在蒸馏过程中如能适当地利用塔顶塔底的废热，就能节约很多生蒸汽和冷却水，也能减少电能消耗。

又如冷却水出口温度的高低，方面影响到冷却水用量，另方面也影响到所需传热面积的大小，即对操作费和设备费都有影响。

同样，回流比的大小对操作费和设备费也有很大影响。

保证安全生产例如酒精属易燃物料，不能让其蒸汽弥漫车间，也不能使用容易发生火花的设备。

又如，塔是指定在常压下操作的，塔内压力过大或塔骤冷而产生真空，都会使塔受到破坏，因而需要安全装置。

以上三项原则在生产中都是同样重要的。

但在化工原理课程设计中，对第个原则应作较多的考虑，对第二个原则只作定性的考虑，而对第三个雾沫夹带控制雾沫夹带控制负荷下限漏液控制漏液控制液沫夹带液液相负荷上限液相负荷下限操作弹性滨州学院课程设计说明书第四章塔附属设计塔附件设计进料管查表，进料乙醇密度查姚玉英化工原理上页表取‹›查姚玉英化工原理上页附录二十五选取进料管的规格为。

回流管回流时，温度，液相乙乙水水滨州学院课程设计说明书取取回流管规格为。

塔顶蒸气出料管塔顶的温度为，此时气相组成塔顶蒸气密度蒸气体积流量取取回流管规格为。

釜液排出管釜底釜底温度为，液相组成平均摩尔质量滨州学院课程设计说明书取取此管的规格为。

法兰由于常压操作，所有法兰均采用标准管法兰，平焊法兰，由不同的公称直径，查熊洁羽化工制图页附录七选用相应法兰。

进料管接管法兰回流管接管法兰塔顶蒸气管法兰釜液排出管法兰筒体与封头筒体壁厚选，所用材质为。

封头封头分为椭圆形封头碟形封头等几种，本设计采用椭圆形封头，由公称直径，查得曲面高度，直边高度，内表面积封，容积封。

选用封头，。

裙座塔底采用裙座支撑，裙座的结构性能好，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。

由于裙座内径小于滨州学院课程设计说明书，故裙座壁厚取。

基础环内径基础环外径圆整，基础环厚度，考虑到腐蚀余量取考虑到再沸器，裙座高度取，地角螺栓直径取。

人孔人孔，其安设是为了安装拆卸清洗和检修设备内部装置。

根据生产要求及塔设备装置设置个人孔，孔径为。

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，塔顶部空间高度为。

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。

塔体高度塔体总高附属设备设计冷凝器的选择有机物蒸气冷凝器设计选用的总体传热系数般范围为本设计取滨州学院课程设计说明书出料液温度饱和气饱和液冷却水温度汽化潜热质量分数逆流操作，平均摩尔质量蒸汽流量蒸汽的平均汽化热传热面积因为两流体温差小于，故选用固定板式列管换热器。

查姚玉英化工原理上页附录二十八所选型号为Ⅰ。

查得有关参数查姚玉英化工原理上页附录二十八如下表所示表冷凝器相关参数壳程管子尺寸公称压强管长公称面积管子总数管程数管子排列方法三角形再沸器的选择水蒸气再沸器设计选用的总体传热系数般范围为本设计取水蒸气温度蒸汽水逆流操作滨州学院课程设计说明书平均摩尔质量蒸汽流量蒸汽汽化热传热面积由于塔底蒸汽压强为，故选用固定板式列管换热器。

查姚玉英化工原理上页附录二十八所选型号为Ⅰ。

查得有关参数如表下表再沸器相关参数壳程管子尺寸公称压强管长公称面积管子总数管程数管子排列方法三角形泵的选择进料泵原料液流量进料液在时乙醇的密度为乙进料液的摩尔质量为所以查姚玉英化工原理上页附录二十六选用型号为的单机单吸离心泵回流泵同理回流液流量选用型号为的单机单吸离心泵滨州学院课程设计说明书设计小结本次化工原理课程设计历时两周，是学习化工原理以来第次的设计。

化工原理课程设计是培养我们化工设计能力的重要教学环节，通过课程设计使我们初步掌握化工设计的基础知识设计原则及方法学会各种手册的使用方法及物理性质化学性质的查找方法和技巧掌握各种结果的校核，能画出工艺流程塔板结构等图形。

在设计过程中不仅要考虑理论上的可行性，还要考虑生产上的安全性经济合理性。

在短短的两周内，从开始的头雾水，到组内同学的相互商讨，再查资料对整个工艺流程的计算，再到对材料的选取论证和后期的电子版编写以及流程图的绘制等过程的培养，我真切感受到了理论与实际相结合的种种困难，也体会到了利用所学的有限知识去解决实际中各种问题的不易。

我们从中明白了学无止境的道理，在我们所查找的很多参考书中，很多知识是我们从来没有接触到的，我们对些知识的了解还仅限于皮毛，所学知识结构还很不完善，在以后的工作生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。

在实际计算过程中，由于没有及时将所得结果进行总结，以致在后面的计算中不停地来回翻查数据，浪费了大量时间。

在些应用问题上，我直接套用了书上的公式或过程，并没有彻底了解各个公式的出处及用途，对些数据的选取，也只是根据范围自己选的，并不定符合现实应用，因此，些数据计算并不是十分准确，因而存在定的的误差，影响后面具体设备的选型。

通过本次课程设计，让我对我自己的专业有了更加感性和理性的认识，这对我们以后继续学习是个很好的指导方向，我