乙醇-水连续浮阀式精馏塔的设计

化工原理课程设计任务书一设计题目：乙醇－水连续浮阀式精馏塔的设计二任务要求设计一连续筛板浮阀精馏塔以分乙醇和水具体工艺参数如下：原料加料量F＝100kmol/h进料组成xF＝273馏出液组成xD＝0.831釜液组成xw＝0.012塔顶压力p＝100kpa单板压降≤0.7kPa2工艺操作条件：常压精馏，塔顶全凝器，塔底间接加热，泡点进料，泡点回流。三主要设计内容1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算3、主要设备工艺尺寸设计（1）塔径及提馏段塔板结构尺寸的确定（2）塔板的流体力学校核（3）塔板的负荷性能图（4）总塔高4、设计结果汇总5、工艺流程图及精馏塔工艺条件图目录化工原理课程设计任务书..............................错误!未定义书签。摘要......................................................Ⅳ第一章前言.........................................错误!未定义书签。1.1精馏原理及其在化工生产上的应用..........................................11.2精馏塔对塔设备的要求....................................................11.3常用板式塔类型及本设计的选型............................................11.4本设计所选塔的特性......................................................1第二章流程的确定和说明..................................................32.1设计思路................................................................32.2设计流程................................................................3第三章精馏塔的工艺计算...................................................43.1物料衡算...............................................................43.1.1原料液及塔顶，塔底产品的摩尔分率.......................................43.1.2物料衡算...............................................................43.2回流比的确定...........................................................53.2.1平均相对挥发度的计算...................................................53.2.2最小回流比的确定.......................................................63.3板数的确定.............................................................63.3.1精馏塔的气液相负荷.....................................................63.3.2精馏段与提馏段操作线方程...............................................63.3.3逐板法确定理论板数及进料位置...........................................63.3.4全塔效率...............................................................83.4精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算...................................83.4.1操作温度的计算.........................................................83.4.2操作压强...............................................................93.4.3塔内各段气液两相的平均分子量..........................................103.4.4精馏塔各组分的密度....................................................123.4.5液体表面张力的计算....................................................153.4.6液体平均粘度的计算....................................................153.4.7气液负荷计算..........................................................163.5精馏塔的塔体工艺尺寸计算..............................................163.5.1塔径的计算.............................................错误!未定义书签。3.5.2精馏塔有效高度的计算...................................错误!未定义书签。3.5.3溢流装置计算...........................................错误!未定义书签。3.5.4塔板布置..............................................................203.6筛板的流体力学验算....................................................213.6.1塔板压降..............................................................213.6.2液沫夹带...............................................错误!未定义书签。3.6.3漏液...................................................错误!未定义书签。3.6.4液泛...................................................错误!未定义书签。3.7塔板负荷性能图.........................................错误!未定义书签。3.7.1过量液沫夹带线关系式...................................错误!未定义书签。3.7.2液相下限线关系式.......................................错误!未定义书签。3.7.3严重漏夜线关系式......................................错误!未定义书签。43.7.4液相上限线关系式.......................................错误!未定义书签。3.7.5降液管液泛线关系式.....................................错误!未定义书签。3.8主要接管尺寸的选取.....................................错误!未定义书签。3.8.1进料管.................................................错误!未定义书签。3.8.2釜液出口管.............................................错误!未定义书签。3.8.3塔顶蒸汽管.............................................错误!未定义书签。3.8.4回流管.................................................错误!未定义书签。3.8.5塔底蒸汽管.............................................错误!未定义书签。第四章主要计算计算结果列表..............................错误!未定义书签。4.1浮阀塔计算结果汇总.......................................错误!未定义书签。结束语.........................................................29参考文献.......................................................30主要符号说明...................................................31附录..........................................错误!未定义书签。一、物性表........................................错误!未定义书签。二、负荷性能图.....................................错误!未定义书签。三、带控制点的工艺流程图....................................................37四、塔的设备结构图................................................38摘要本设计是以乙醇――水物系为设计物系，以浮阀塔为精馏设备分离乙醇和水。浮阀塔是化工生产中主要的气液传质设备，此设计针对二元物系乙醇－－水的精馏问题进行分析，选取，计算，核算，绘图等，是较完整的精馏设计过程。通过逐板计算得出理论板数为16块，回流比为3.531,算出塔效率为0.518，实际板数为32块，进料位置为第11块，在板式塔主要工艺尺寸的设计计算中得出塔径为1米，有效塔高13.6米，浮阀数（提馏段每块76）。通过浮阀塔的流体力学验算，证明各指标数据均符合标准。本次设计过程正常，操作合适。关键词：乙醇、水、二元精馏、浮阀连续精馏精馏塔、提馏段吉林化工学院化工原理课程设计第1章前言1.1精馏原理及其在化工生产上的应用实际生产中，在精馏柱及精馏塔中精馏时，上述部分气化和部分冷凝是同时进行的。对理想液态混合物精馏时，最后得到的馏液(气相冷却而成)是沸点低的B物质，而残液是沸点高的A物质，精馏是多次简单蒸馏的组合。精馏塔底部是加热区，温度最高；塔顶温度最低。精馏结果，塔顶冷凝收集的是纯低沸点组分，纯高沸点组分则留在塔底。1.2精馏塔对塔设备的要求精馏设备所用的设备及其相互联系，总称为精馏装置，其核心为精馏塔。常用的精馏塔有板式塔和填料塔两类，通称塔设备，和其他传质过程一样，精馏塔对塔设备的要求大致如下：一：生产能力大：即单位塔截面大的气液相流率，不会产生液泛等不正常流动。二：效率高：气液两相在塔内保持充分的密切接触，具有较高的塔板效率或传质效率。三：流体阻力小：流体通过塔设备时阻力降小，可以节省动力费用，在减压操作是时，易于达到所要求的真空度。四：有一定的操作弹性：当气液相流率有一定波动时，两相均能维持正常的流动，而且不会使效率发生较大的变化。五：结构简单，造价低，安装检修方便。六：能满足某些