估算用奥康奈尔法对全塔效率进行估算由相平衡方程式可得根据乙醇水体系的相平衡数据可以查得塔顶第块板加料板塔釜因此可以求得全塔的相对平均挥发度全塔的平均温度在温度下查得相应黏度及用公式计算所得黏度如下表表溶液黏度与温度液全塔液体的平均粘度全塔效率实际塔板数块含塔釜其中，精馏段的塔板数为块提馏段板数为精馏塔主题尺寸的计算精馏段与提馏段的体积流量操作压力的计算塔顶压力，取每层压强降为塔底压强进料板压强精精馏段平均压强提馏段平均压强精馏段混合液相密度用公式计算气相密度可用计算液相平均温度整理精馏段的已知数据列于表，由表中数据可知表精馏段的已知数据位置进料板塔顶第块板质量分数摩尔分数摩尔质量温度液相密度其中精馏段的液相负荷气相负荷平均密度表精馏段的汽液相负荷名称液相汽相平均摩尔质量平均密度体积流量提馏段整理提馏段的已知数据列于表，采用与精馏段相同的计算方法可以得到提馏段的负荷，结果列于表。表提馏段的已知数据位置塔釜进料板质量分数摩尔分数摩尔质量温度密度表提馏段的汽液相负荷名称液相汽相平均摩尔质量平均密度体积流量塔径的计算精馏段塔径的计算汽塔的平均蒸汽流量汽塔的平均液相流量汽塔的汽相平均密度汽塔的液相平均密度塔径可以由下面的公式给出由于适宜的空塔气速，因此，需先计算出最大允许气速。取塔板间距，板上液层高度，那么分离空间功能参数从史密斯关联图查得，由于，需先求平均面张力，可以用计算查表得表乙醇溶液的表面张力位置塔顶第块板进料板塔釜温度摩尔分数表面张力水乙醇溶液则在精馏段下乙醇水溶液的表面张力可以由下面的式子计算则在提馏段下乙醇水溶液的表面张力可以由下面的式子计算所以根据塔径系列尺寸圆整为此时，精馏段的上升蒸汽速度为同理可以算出提馏段直径为方便制造可以取塔板直径提馏段的上升蒸汽速度为精馏塔高的计算塔的高度可以由下式计算已知实际塔板数为块，板间距由于料液较清洁，无需经常清洗，可取每隔块板设个人孔，则人孔的数目为个，在进料板上侧有个人孔，精馏段个，提馏段个。取人孔两所以，可见，，即不会产生液泛。对提馏段进行计算塔板压降干板阻力的计算由式进行计算由，查图得故液柱液体通过耶层阻力计算气体通过液层的阻力由计算查得，所以液柱液体表面张力的阻力的计算液柱气体通过每层塔板的液柱高度可用下式计算液柱液面落差对于筛板塔，液面落差很小，且本塔的塔径和流量均不是很大，故可以忽略液面落差的影响。液沫夹带液沫夹带可以由公式进行计算，其中代表液沫夹带量，液体气体般规定液体代表塔板上的鼓泡层高度设计经验。故液气液气所以本设计液沫夹带量在允许范围内。漏液验算对于筛板塔，漏液点气速可由计算，故稳定系数,故无明显漏液。液泛验算为防止塔内发生液泛，降液管内液层高度应，般可取，故溢流管内的清液层高度其中所以，可见，，即不会产生液泛。塔板负荷性能图精馏段的计算漏液线由,,,整理得,液沫夹带线以液气为限，求关系由故整理得液体负荷下限线对于平直堰，取堰上液层高度得,液体负荷上限线以作为液体在降液管内停留时间的下限，由液泛线液泛线方程为其中，将相关数据代入式中代入上式化简后可得操作性能负荷图由以上各线可以画出精馏段筛板负荷性能图，如下图过点的直线为操作线，为漏液线，为泡沫夹带线，液相负荷下限线，为液相负荷上限线，为液泛线。由图可以看出，该筛板的操作线上限为泡沫夹带线，下限为液相负荷下限线。从图中数据可以得出,,故操作弹性为提馏段的计算漏液线由,,,整理得,液沫夹带线以液气为限，求关系由故整理得液体负荷下限线对于平直堰，取堰上液层高度得,液体负荷上限线以作为液体在降液管内停留时间的下限，由液泛线液泛线方程为其中，将相关数据代入式中代入上式化简后可得操作性能负荷图由以上各线可以画出精馏段筛板负荷性能图，如下图过点的直线为提馏段操作线，为漏液线，为泡沫夹带线，液相负荷下限线，为液相负荷上限线，为液泛线。由图可以看出，该筛板的操作线上限为液相负荷上限线，下限为漏液线。从图中数据可以得出,,故操作弹性为筛板塔的工艺设计计算结果有关该筛板塔的工艺设计计算结果汇总于表表筛板塔工艺设计计算结果项目数值与说明备注全塔平均温度,全塔平均压力,塔径,板间距,塔板型式单溢流弓形降液管分块式塔板空塔气速,精馏段提馏段溢流堰长度,溢流堰高度,精馏段提馏段板上液层高度,降液管底隙高度,精馏段提馏段筛板孔数,个等腰三角形叉排筛孔气速精馏段,提馏段孔心距,同横排的孔心距安定区宽度,边缘区宽度,筛孔直径,开孔率，开孔区面积,单板压降,精馏段提馏段液体在降液管内的停留时间,精馏段提馏段降液管内的清液高度,精馏段提馏段精馏段气相负荷上限泡沫夹带控制气相负荷下限液相负荷下限线控制操作弹性提馏段气相负荷上限液相负荷上限线控制气相负荷下限漏液线控制操作弹性各接管尺寸的确定进料管进料体积流量取适宜的输送速度，故经圆整选取热轧无缝钢管，规格实际管内流速釜残液出料管釜残液的体积流量取适宜的输送速度，则计经圆整选取热轧无缝钢管，规格实际管内流速回流液管回流液体积流量利用液体的重力进行回流，取适宜的回流速度，那么计经圆整选取热轧无缝钢管，规格实际管内流速塔顶上升蒸汽管塔内气体可以用式计算，塔顶气体密度塔顶上升蒸汽的体积流量取适宜速度，那么计经圆整选取热轧无缝钢管，规格实际管内流速水蒸汽进口管进塔气体为水蒸气，密度通入塔的水蒸气体积流量取适宜速度，那么计经圆整选取热轧无缝钢管，规格实际管内流速参考资料化工设备机械基础汤善甫朱思明主编华东理工大学出版社化工原理上下陈敏恒等编化学工业出版社化工原理实验丁海燕主编中国海洋大学出版社物理化学实验张洪林等主编中国海洋大学出版社化工原理课程设计贾绍义柴诚敬主编天津大学出版社化工制图第二版赵惠清蔡纪宁主编化学工业出版社化工热力学第二版朱自强徐汛合编化学工业出版社物理化学第五版傅献彩等编高等教育出版社量热技术和热物性测定陈则韶葛新编小结通过本次设计化工原理课程设计报告吨年乙醇水精馏装置设计年级专业设计者姓名设计单位完成日期年月日目录概述设计依据技术来源设计任务及要求二计算过程塔型选择操作条件的确定操作压力进料状态加热方式热能利用有关的工艺计算最小回流比及操作回流比的确定塔顶产品产量釜残液量及加热蒸汽量的计算全凝器冷凝介质的消耗量热能利用理论塔板层数的确定全塔效率的估算实际塔板数精馏塔主题尺寸的计算精馏段与提馏段的体积流量精馏段提馏段塔径的计算精馏段塔径的计算精馏塔高的计算塔板结构尺寸的确定塔板尺寸精馏段塔板尺寸提馏段塔板尺寸塔板布置筛板的流体力学验算先对精馏段进行计算塔板压降液面落差液沫夹带漏液验算液泛验算对提馏段进行计算塔板压降液面落差液沫夹带漏液验算液泛验算塔板负荷性能图精馏段的计算漏液线液沫夹带线液体负荷下限线液体负荷上限线液泛线操作性能负荷图提馏段的计算漏液线液沫夹带线液体负荷下限线液体负荷上限线液泛线操作性能负荷图筛板塔的工艺设计计算结果各接管尺寸的确定进料管釜残液出料管回流液管塔顶上升蒸汽管水蒸汽进口管概述乙醇水是工业上最常见的溶剂，也是非常重要的化工原料之，是无色无毒无致癌性污染性和腐蚀性小的液体混合物。因其良好的理化性能，而被广泛地应用于化工日化医药等行业。近些年来，由于燃料价格的上涨，乙醇燃料越来越有取代传统燃料的趋势，且已在郑州济南等地的公交出租车行业内被采用。山东业已推出了推广燃料乙醇的法规。长期以来，乙醇多以蒸馏法生产，但是由于乙醇水体系有共沸现象，普通的精馏对于得到高纯度的乙醇来说产量不好。但是由于常用的多为其水溶液，因此，研究和改进乙醇水体系的精馏设备是非常重要的。塔设备是最常采用的精馏装置，无论是填料塔还是板式塔都在化工生产过程中得到了广泛的应用，在此我们作板式塔