【正文】 乙醇水分離板式精餾塔設(shè)計方案一、課題名稱乙醇——水分離板式精餾塔設(shè)計二、課題條件（原始數(shù)據(jù)） 原 料：乙醇、水溶液 處理量：1550Kg/h 原料組成：28%（乙醇的質(zhì)量分率）料液初溫： 20℃操作壓力、回流比、單板壓降：自選進(jìn)料狀態(tài)：冷液體進(jìn)料塔頂產(chǎn)品濃度： 93%（質(zhì)量分率）%（質(zhì)量分率）塔 頂：全凝器塔 釜：飽和蒸汽間接加熱塔板形式：篩板 生產(chǎn)時間：300天/年，每天24h運行 冷卻水溫度：20℃ 設(shè)備形式：篩板塔 廠 址：濱州市三、設(shè)計內(nèi)容（包括設(shè)計、計算、論述、實驗、應(yīng)繪圖紙等根據(jù)目錄列出大標(biāo)題即可） 1 、設(shè)計方案的選定精餾塔的物料衡算塔板數(shù)的確定精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算（加熱物料進(jìn)出口溫度、密度、粘度、比熱、導(dǎo)熱系數(shù)）精餾塔塔體工藝尺寸的計算塔板主要工藝尺寸的計算塔板的流體力學(xué)驗算塔板負(fù)荷性能圖（精餾段）換熱器設(shè)計餾塔接管尺寸計算1制生產(chǎn)工藝流程圖（帶控制點、機繪，A2圖紙）1繪制板式精餾塔的總裝置圖（包括部分構(gòu)件）（手繪，A1圖紙）1撰寫課程設(shè)計說明書一份 設(shè)計說明書的基本內(nèi)容⑴課程設(shè)計任務(wù)書 ⑵課程設(shè)計成績評定表⑶中英文摘要⑷目錄⑸設(shè)計計算與說明⑹設(shè)計結(jié)果匯總⑺小結(jié)⑻參考文獻(xiàn)1 有關(guān)物性數(shù)據(jù)可查相關(guān)手冊1 注意事項l 寫出詳細(xì)計算步驟，并注明選用數(shù)據(jù)的來源l 每項設(shè)計結(jié)束后列出計算結(jié)果明細(xì)表l 設(shè)計最終需裝訂成冊上交四、進(jìn)度計劃（列出完成項目設(shè)計內(nèi)容、繪圖等具體起始日期），下達(dá)設(shè)計任務(wù)書 ，閱讀教材，擬定設(shè)計進(jìn)度 12天 56天 23天，撰寫設(shè)計說明書 2天 1天3濱州學(xué)院課程設(shè)計說明書目 錄摘要 1第一章 概述 1 1 2第二章 設(shè)計方案的確定 3 3 4第三章塔的工藝尺寸得計算 6 6 6 6 物料衡算 6 回收率 7 7 7 精餾塔有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算 11 操作壓力計算 11 操作溫度計算 11 平均摩爾質(zhì)量計算 11 平均密度計算 12 液體平均表面張力計算 13 液體平均黏度計算 14 精餾塔的塔體工藝尺寸設(shè)計 14 塔徑的計算 14 精餾塔有效高度的計算 14 塔板主要工藝尺寸的計算 18 溢流裝置計算 18 塔板布置 21 篩板的流體力學(xué)驗算 23 塔板壓降 23 25 液沫夾帶 26 漏液 26 液泛 27 塔板負(fù)荷性能圖 27 漏液線 28 液沫夾帶線 28 液相負(fù)荷下限線 28 液相負(fù)荷上限線 29 液泛線 30第四章 塔附屬設(shè)計 34 塔附件設(shè)計 34 筒體與封頭 37 塔總體高度設(shè)計 37 塔的頂部空間高度 37 塔的底部空間高度 38 塔體高度 38 附屬設(shè)備設(shè)計 38 冷凝器的選擇 38 泵的選擇 39設(shè)計小結(jié) 40附錄 41參考文獻(xiàn) 39摘 要化工生產(chǎn)過程中所處理的原料，中間產(chǎn)物，粗產(chǎn)品幾乎都是由若干組分組成的混合物，而且其中大部分都是均相物質(zhì)。生產(chǎn)中為了滿足存儲、運輸。加工和使用的要求，時常將這些混合物分離為較純凈的物質(zhì)。精餾是分離液體混合物最常用的一種單元操作，在化工、煉油、石油化工等工業(yè)得到廣泛應(yīng)用。精餾過程在能量驅(qū)動下，使氣、液兩相多次接觸和分離，利用各組分揮發(fā)度的不同，使揮發(fā)組分由液相向氣相轉(zhuǎn)移，實現(xiàn)原料混合物中各組分分離，該過程是同時進(jìn)行傳熱傳質(zhì)過程。本次設(shè)計任務(wù)為設(shè)計一定處理量的分離乙醇水混合物的精餾塔。板式精餾塔也是很早出現(xiàn)的一種板式塔，20世紀(jì)50年代起對板式精餾塔進(jìn)行了大量工業(yè)規(guī)模的研究，逐步掌握了篩板塔的性能，并形成了較完善的設(shè)計方法。與泡罩塔相比，板式精餾塔具有下列優(yōu)點：生產(chǎn)能力（20%——40%）塔板效率（10%——50%）而且結(jié)構(gòu)簡單，塔盤造價減少40%左右，安裝，維修都較容易。而在板式精餾塔中，篩板塔有結(jié)構(gòu)比浮閥塔更簡單，易于加工，造價約為泡罩塔的60％，為浮閥塔的80％左右，處理能力大等優(yōu)點，綜合考慮更符合本設(shè)計的要求?；ぴ碚n程設(shè)計是培養(yǎng)我們化工設(shè)計能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，通過課程設(shè)計使我們初步掌握化工設(shè)計的基礎(chǔ)知識、設(shè)計原則及方法；學(xué)會各種手冊的使用方法及物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)的查找方法和技巧；掌握各種結(jié)果的校核，能畫出工藝流程、塔板結(jié)構(gòu)等圖形。在設(shè)計過程中不僅要考慮理論上的可行性，還要考慮生產(chǎn)上的安全性、經(jīng)濟合理性。本課程設(shè)計的主要內(nèi)容是過程的物料衡算，工藝計算，結(jié)構(gòu)設(shè)計和校核。關(guān)鍵詞：板式精餾塔 篩板 計算 校核46第一章 概述乙醇~水是工業(yè)上最常見的溶劑，也是非常重要的化工原料之一，是無色、無毒、無致癌性、污染性和腐蝕性小的液體混合物。因其良好的理化性能，而被廣泛地應(yīng)用于化工、日化、醫(yī)藥等行業(yè)。近些年來，由于燃料價格的上漲，乙醇燃料越來越有取代傳統(tǒng)燃料的趨勢，且已在鄭州、濟南等地的公交、出租車行業(yè)內(nèi)被采用。山東業(yè)已推出了推廣燃料乙醇的法規(guī)。長期以來，乙醇多以蒸餾法生產(chǎn)，但是由于乙醇~水體系有共沸現(xiàn)象，普通的精餾對于得到高純度的乙醇來說產(chǎn)量不好。但是由于常用的多為其水溶液，因此，研究和改進(jìn)乙醇`水體系的精餾設(shè)備是非常重要的。塔設(shè)備是最常采用的精餾裝置，無論是填料塔還是板式塔都在化工生產(chǎn)過程中得到了廣泛的應(yīng)用，在此我們作板式塔的設(shè)計以熟悉單元操作設(shè)備的設(shè)計流程和應(yīng)注意的事項是非常必要的。 精餾所進(jìn)行的是氣(汽)、液兩相之間的傳質(zhì)，而作為氣(汽)、液兩相傳質(zhì)所用的塔設(shè)備，首先必須要能使氣(汽)、液兩相得到充分的接觸，以達(dá)到較高的傳質(zhì)效率。但是，為了滿足工業(yè)生產(chǎn)和需要，塔設(shè)備還得具備下列各種基本要求： （1）氣(汽)、液處理量大，即生產(chǎn)能力大時，仍不致發(fā)生大量的霧沫夾帶、攔液或液泛等破壞操作的現(xiàn)象。 （2）操作穩(wěn)定，彈性大，即當(dāng)塔設(shè)備的氣(汽)、液負(fù)荷有較大范圍的變動時，仍能在較高的傳質(zhì)效率下進(jìn)行穩(wěn)定的操作并應(yīng)保證長期連續(xù)操作所必須具有的可靠性。 （3）流體流動的阻力小，即流體流經(jīng)塔設(shè)備的壓力降小，這將大大節(jié)省動力消耗，從而降低操作費用。對于減壓精餾操作，過大的壓力降還將使整個系統(tǒng)無法維持必要的真空度，最終破壞物系的操作。 （4） 結(jié)構(gòu)簡單，材料耗用量小，制造和安裝容易。 （5）耐腐蝕和不易堵塞，方便操作、調(diào)節(jié)和檢修。 （6） 塔內(nèi)的滯留量要小。實際上，任何塔設(shè)備都難以滿足上述所有要求，況且上述要求中有些也是互相矛盾的。不同的塔型各有某些獨特的優(yōu)點，設(shè)計時應(yīng)根據(jù)物系性質(zhì)和具體要求，抓住主要矛盾，進(jìn)行選型。 氣－液傳質(zhì)設(shè)備主要分為板式塔和填料塔兩大類。精餾操作既可采用板式塔，也可采用填料塔，填料塔的設(shè)計將在其他分冊中作詳細(xì)介紹，故本書將只介紹板式塔。 板式塔為逐級接觸型氣－液傳質(zhì)設(shè)備，其種類繁多，根據(jù)塔板上氣－