化工原理课程设计-乙醇-水溶液连续板式精馏塔设计.doc

中英文摘要 摘要：设计一座连续浮阀塔，通过对原料，产品的要求和物性参数的确定及对主要尺寸的计算，工艺设计和附属设备结果选型设计，完成对乙醇-水精馏工艺流程和主题设备设计。首先根据设计任务，确定操作条件。比如：操作压力的确定、进料状态等的确定。然后设计工艺流程草图。根据确定的方案，确定具体的参数，即一个完整的设计就初步的确定了。最后计算塔的工艺尺寸、浮阀的流体力学演算、塔板的负荷性能，最后根据计算选择合适的辅助设备。 关键词：精馏塔，浮阀塔，精馏塔的附属设备。 Abstract: The design of a continuous distillation valve column, in the material, product requirements and the main physical parameters and to determine the size, process design and selection of equipment and design results, completion of the ethanol-water distillation process and equipment design theme. At first,according to the designing task to determine the conduction of the operation,for example,determine the power on the operation,the state of feeding,the draft of the distillation process.On the basis of the program,determining the specific paramiters,then the whole design can be determined.At last,design the process size of the tower,the loading capability of the tower board,then choose the auxiliary epuipment according to the design. Keywords: rectification column, valve tower, accessory equipment of the rectification column. 1.1塔设备的类型 塔设备是化工，石油化工，生物化工，制药等生产过程中广泛应用的气液传质设备。根据塔内气液接触构件的结构形式，可分为板式塔和填料塔两大类。 板式塔内设置一定数量的塔板，气体以鼓泡或喷射形式穿过板上的液层，进行传质与传热。在正常操作下，气相为分散相，液相为连续相，气相组成呈阶梯变化，属逐级接触逆流操作过程。 1.2 板式塔与填料塔的比较及选型 1.2.1板式塔与填料塔的比较 ⑴生产能力 单位塔截面积上，填料塔的生产能力一般均高于板式塔。 ⑵ 分离效率 研究表明，在减压，常压和低压操作下，填料塔的分离效率明显低于塔，在高压操作下，板式塔的分离效率略优于填料塔的。 ⑶ 压力降 一般情况下，板式塔的每个理论级压降约在0.4~1.1kPa，填料塔约为0.01~0.27kPa，通常，板式塔的压降高于填料塔5倍左右。压降低不仅能降低操作费用，节约能耗。对于精馏过程，可使塔釜温度降低，有利于热敏性物系的分离。 ⑷ 操作弹性 填料塔的操作弹性取决于塔内件的设计，而板式塔的操作弹性则受到塔板液泛，液沫夹带及降液管能力的限制，一般操作弹性较小。 ⑸ 结构 ，制造及造价等 一般来说，填料塔的结构较板式塔简单，故制造，维修也较为方面，但填料塔的造价通常高于板式塔。 1.2.2塔设备的选型 工业上，塔设备主要用于蒸馏和吸收传质单元操作过程。传统的设计中，蒸馏过程多选用板式塔，而吸收过程多选用填料塔。 回流比：自选 加热方式：间接蒸汽加热 冷却水进口温度：30°C 塔的工艺计算 工艺过程 物料衡算 =50% =93.5% 进料口乙醇摩尔分数： =0.263 塔顶产品中乙醇的摩尔分数： 由 得塔顶产品流量： 塔底产品流量： 由 得 塔底产品中乙醇的摩尔分数： 表1 物料衡算数据记录 F 109.517kmol/h 0.263 D 33.517kmol/h 0.849 W 76kmol/h 0.024 由气液平衡数据，画出下表， 由图查出组成的乙醇-水溶液泡点为82°C，在平均温度为（82+30）/2=56下，由《化工原理》（第三版，王志魁）附录查得乙醇与水的有关