目录
正文
前言 (2)
1.1 操作条件 (3)
1.2精馏流程的确定3
2.1 精馏塔全塔物料衡算 (3)
2.2 物性参数计算 (4)
2.2.1 温度的确定
2.2.3 密度的计算
2.2.4 混合液体表面张力的计算
2.2.5 混合物的粘度
2.2.6 相对挥发度
2.3理论塔板数及实际塔板数的计算 (11)
2.3.1 理论塔板数确定
2.3.2 实际塔板数的确定
2.4 热量衡算 (13)
2.4.1 加热介质的选择
2.4.2 冷却剂的选择
2.4.3 比热容及汽化潜热的计算
2.4.4 热量衡算
2.5 塔径的初步设计 (16)
2.5.1 汽液相体积流量的计算
2.5.2 塔径的计算与选择
2.6 溢流装置 (18)
2.6.1 堰长
2.6.2 弓形降液管的宽度和横截面
2.6.3 移液管底隙高度
2.7.1 塔板分布
2.7.2 浮阀数目与排列
2.8 塔板的流体力学计算 (21)
筛板塔2.8.1 汽相通过浮阀塔板的压降
2.9 淹塔 (22)
2.10 雾沫夹带 (23)
3、塔板负荷性能图 (24)
3.1 雾沫夹带线 (24)
3.2 液泛线 (24)
3.3 液相负荷上限线 (25)
3.4 漏液线 (25)
3.5 液相负荷下限 (25)
4、塔总体高度利用下式计算 (27)
4.2 塔顶空间 (28)
4.3 塔底空间 (28)
4.4人孔 (28)
4.5 进料板处板间距 (28)
4.6 裙座 (28)
5、塔的接管 (29)
5.1 进料管 (29)
5.2 回流管 (29)
5.3 塔底出料管 (29)
5.4 塔顶蒸汽出料管 (29)
5.5 塔底蒸汽进气管 (29)
6、塔的附属设计 (30)
6.1 冷凝器的选择 (30)
6.2 再沸器的选择 (30)
7、参考文献 (31)
8、课设心得 (31)
9、附图 (32)
精馏塔优化任务书
一、设计题目
乙醇—水溶液连续精馏塔优化设计
二、设计任务及操作条件
1．设计任务
处理量：55300吨/年
料液浓度：30（wt%）
产品浓度：95（wt%）
易挥发组分回收率：99%
2. 操作条件：
①间接蒸汽加热；
②塔顶压强：1.03 atm（绝对压强）
③进料热状况：泡点进料；
3. 设备型式: 精馏塔
4. 工作日：每年300天，每天24小时连续进行
三、设计内容
a) 流程的确定与说明；
b) 塔板和塔径计算；
c) 塔盘结构设计
i. 浮阀塔盘工艺尺寸及布置简图；
ii. 流体力学验算；
iii. 塔板负荷性能图。
d) 其它
加热蒸汽消耗量；
冷凝器的传热面积及冷却水的消耗量
e) 主体设备装配图一张（1#图纸），带控制点工艺流程图（3#图纸）一张。
前言
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连续精馏的方法，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。
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。
原料槽中的原料液先由离心泵送到预热器预热，再进精馏塔，精馏塔塔顶蒸汽经全凝器冷凝，泡点回流，塔顶产品输送进乙醇贮存罐，而再沸器则加热釜液，塔釜产品流入釜液贮存罐
目前，精馏塔的设计方法以严格计算为主，当然也会有一些简化的模型，但是严格的计算法对于连续精馏塔是最常用的，我们此次所做的计算也采用严格计算法。
1、乙醇—水溶液连续精馏塔优化设计
1.1 操作条件
常压连续浮阀精馏塔中精馏乙醇——水溶液，要求料液浓度为30%，产品浓度为95%，易挥发组分回收率99%。年生产能力55300吨/年
操作条件：①间接蒸汽加热
②塔顶压强：1.03atm （绝对压强）
③进料热状况：泡点进料
1.2精馏流程的确定
乙醇——水溶液经预热至泡点后，用泵送入精馏塔。塔顶上升蒸气采用全冷凝后，部分回流，其余作为塔顶产品经冷却器冷却后送至贮槽。塔釜采用间接蒸汽再沸器供热，塔底产品经冷却后送入贮槽。主体设备装配图、带控制点工艺流程图见附图。
2、乙醇—水溶液连续精馏塔优化设计计算
2.1 精馏塔全塔物料衡算
乙醇相对分子质量：46 水相对分子质量：18
原料乙醇的摩尔组成:18
/7046/3046/30+=F x =14.36% 塔顶产品乙醇的摩尔组成:18/546/9546/95+=
D x =88.14% 塔底残液乙醇的摩尔组成：
W D W F x x x x F D --= ==F
D A Fx Dx η99% =⇒W x 0.17%
进料量:F=5.53万吨/年 =3600
24300)18/83.046/17.0(101053.534⨯⨯+⨯⨯⨯=0.1063 kmol/s
豫公网安备41160202000603
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