【正文】 （4）生產(chǎn)能力為年產(chǎn)3000t的乙醇產(chǎn)品。 （2）產(chǎn)品乙醇含量不低于95％。塔釜采用直接蒸汽加熱，釜底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲罐。塔頂上升蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點下一部分回流至塔內(nèi)，其余部分經(jīng)產(chǎn)品冷卻器冷卻后送入儲罐。對于二元混合物的分離，應采用常壓下的連續(xù)精餾裝置。且精餾塔頂壓力為4KPa（表壓），單板壓降≤。 第二章 設(shè)計任務(wù) 設(shè)計摘要 今采用一F1型浮閥塔進行乙醇水二元物系的精餾分離，要求乙醇的生產(chǎn)能力為3000t/年，塔頂餾出液中乙醇濃度不低于95%，殘液中乙醇含量小于3%。對于一個具體的分離過程，設(shè)計中選擇何種塔型，應根據(jù)生產(chǎn)能力、分離效率、塔壓降、操作彈性等要求，并結(jié)合制造、維修、造價等因素綜合考慮。近年來，隨著塔設(shè)備設(shè)計水平的提高及新型塔構(gòu)件的出現(xiàn)，上述傳統(tǒng)已逐漸打破。工業(yè)上，塔設(shè)備主要用于蒸餾和吸收傳質(zhì)單元操作過程。板式塔容易實現(xiàn)側(cè)線進料和出料，而填料塔對側(cè)線進料和出料等復雜情況不太適合。應予指出，填料塔的持液量小于板式塔。而板式塔的操作彈性則受到塔板液泛、液沫夾帶及降液管能力的限制，一般操作彈性較小。壓降低不僅能降低操作費用，節(jié)約能耗，對于精餾過程，還可使塔釜溫度降低，有利于熱敏性物系的分離。一般情況下，~，~。研究表明，填料塔的分離效率明顯優(yōu)于板式塔，在高壓下，板式塔的分離效率略優(yōu)于填料塔。工業(yè)上常用填料塔每米理論級為2~8級。填料塔內(nèi)件的開孔率通常在50%以上，而填料層的空隙率則超過90%，一般液泛點較高，故單位塔截面積上填料塔的生產(chǎn)能力一般均高于板式塔。現(xiàn)就板式塔與填料塔的性能比較如下：（1） 生產(chǎn)能力板式塔與填料塔的液體流動和傳質(zhì)機理不同。在正常操作狀況下，氣相為連續(xù)相，液相為分散相，氣相組成呈連續(xù)變化，屬微分接觸逆流操作過程。在正常操作下，氣相為分散相，液相為連續(xù)相，氣相組成呈階梯變化，屬逐級接觸逆流操作過程。根據(jù)塔內(nèi)氣液接觸構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式，可分為板式塔和填料塔兩大類。④采用電子計算機對過程進行有效控制，減小操作裕度，確保過程在最低能耗下進行。將塔頂蒸氣絕熱壓縮（見熱力學過程）升溫后，重新作為再沸器的熱源(見熱泵蒸發(fā))；②多效精餾。降低能耗是精餾過程發(fā)展的重大課題。塔頂回流入塔的液體量與塔頂產(chǎn)品量之比，稱為回流比，它是精餾操作的一個重要控制參數(shù)，它的變化影響精餾操作的分離效果和能耗?；亓靼ㄋ敻邼舛纫讚]發(fā)組分液體和塔底高濃度難揮發(fā)組分蒸氣兩者返回塔中。第一章 概述精餾是分離液體混合物最常用的一種單元操作，精餾一種利用回流使液體混合物得到高純度分離的蒸餾方法。浮閥塔有活動泡罩、圓盤浮閥、重盤浮閥和條形浮閥四種形式。浮閥塔由于氣液接觸狀態(tài)良好，霧沫夾帶量小(因氣體水平吹出之故)，塔板效率較高，生產(chǎn)能力較大[2]。在本設(shè)計中我們使用浮閥塔，浮閥塔是一種板式塔，用于氣液傳質(zhì)過程中。精餾過程在能量劑的驅(qū)動下（有時加質(zhì)量劑），使氣、液兩相多次直接接觸和分離，利用液相混合物中各組分揮發(fā)度的不同，使易揮發(fā)組分由液相向氣相轉(zhuǎn)移，難揮發(fā)組分由氣相向液相轉(zhuǎn)移，實現(xiàn)原料混合液中各組分的分離。生產(chǎn)中為滿足要求需將混合物分離成較純的物質(zhì)。漏液線 45180。液泛線 44180。塔板負荷性能圖（提餾段） 43180。工藝操作條件： 精餾塔的塔頂壓力 4kPa 進料狀態(tài) 泡點進料 回流比 R= 加熱蒸汽壓力 單板壓降 設(shè)備型式 浮閥塔（F1型）課題設(shè)計任務(wù)：（1） 完成主題設(shè)備的工藝設(shè)計與計算；（2） 有關(guān)附屬設(shè)備的設(shè)計和選型；（3） 繪制帶控制點的工藝流程簡圖和主體設(shè)備的工藝條件圖；（4） 編寫設(shè)計說明書。課程設(shè)計的內(nèi)容： 設(shè)計一個常壓浮閥精餾塔，（以下皆為質(zhì)量分率）的乙醇—水混合液，進料溫度為35℃，年生產(chǎn)量為3000t,再沸器用2atm的水蒸汽作為加熱介質(zhì)，塔頂全凝器采用冷水為冷凝介質(zhì)。鹽城師范學院化工原理課程設(shè)計 化工原理課程設(shè)計任務(wù)書化學化工學院 材料化學專業(yè)　班級 化11本（6） 姓名 陳清 學號 11233526設(shè)計題目：乙醇—水精餾浮閥塔設(shè)計課程設(shè)計的目的與意義：(1) 初步掌握化工單元操作設(shè)計的基本方法和程序；(2) 訓練我們的基本技能，如計算、繪圖、運用設(shè)計資料（手冊、標準和規(guī)范）、使用經(jīng)驗數(shù)據(jù)，進行經(jīng)驗估算和處理數(shù)據(jù)等；(3) 提高運用工程語言（簡潔的文字、清晰的圖表、正確的計算）表達設(shè)計思想能力。培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實際的正確設(shè)計思想，訓練綜合運用已學過的理論和實際經(jīng)驗。通過翻閱大量的資料進行工藝計算、物性數(shù)據(jù)處理、塔體塔板尺寸計算、流體力學計算、畫負荷性能圖等對浮閥塔展開了全方面的設(shè)計。主要參考書：[1]：大連理工大學出版社，[2]申迎華、：化學工業(yè)出版社，[3]賈紹義，：天津大學出版社，[4]付家新、王為國、（典型化工單元操作設(shè)備設(shè)計）.北京：化學工業(yè)出版社，[5]：化學工業(yè)出版社，[6]：化學工業(yè)出版社，1996[7]夏清、（上冊）.天津：天津大學出版社，[8]夏清、（下冊）.天津：天津大學出版社， 指導教師　 王 俊　　職 務(wù)(稱)　 　　　　 2013年 11 月 25 日 目錄摘要 2第一章 概述 3 塔設(shè)備的類型 4 板式塔與填料塔的比較及選型 4 板式塔與填料塔的比較 4 6第二章 設(shè)計任務(wù) 6 設(shè)計摘要 6 設(shè)計任務(wù)和條件 7第三章 設(shè)計方案簡介——板式塔的設(shè)計 7 設(shè)計方案的確定 7 裝置流程的確定 7 8 9 9 9 塔板的類型與選擇 9 9 塔板的選擇 11第四章 浮閥塔精餾工藝設(shè)計 12 12 12 Rmin的確定 13 塔板數(shù)的確定 15 精餾塔的操作工藝條件及相關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算 20 操作壓力 20 操作溫度 20 平均摩爾質(zhì)量 20 21 23 25 25 28 28 30 30 33 35 35 37 38（精餾段） 40 40 41 41 42 42180。霧沫夾帶線 43180。液相負荷上限線 45180。液相負荷下限線 45參考文獻 48課程設(shè)計心得 48摘要化工生產(chǎn)中所處理的原料中間產(chǎn)品幾乎都是由若干組分組成的混合物，其中大部分是均相混合物。精餾是分離液體混合物（含可液化的氣體混合物）最常用的一種單元操作，在化工、煉油、石油化工等工業(yè)中得到廣泛應用[1]。該過程是同時進行傳質(zhì)、傳熱的過程。浮閥的閥片可以浮動，隨著氣體負荷的變化而調(diào)節(jié)其開啟度，因此，浮閥塔的操作彈性大，特別是在低負荷時，仍能保持正常操作。塔結(jié)構(gòu)簡單，制造費用便宜，并能適應常用的物料狀況，是化工、煉油行業(yè)中使用最廣泛的塔型之一。浮閥塔的突出優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單造價低，合理的設(shè)計能滿足要求的操作彈性，浮閥塔是最廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)的設(shè)備之一。精餾之所以能使液體混合物得到較完全的分離，關(guān)鍵在于回流的應用。汽液回流形成了逆流接觸的汽液兩相，從而在塔的兩端分別得到相當純凈的單組分產(chǎn)品。精餾過程的核心在于回流，而回流必須消耗大量能量。除了選擇經(jīng)濟上合理的回流比外，主要的節(jié)能措施有：①熱泵精餾。精餾裝置由壓力依次降低的若干個精餾塔組成，前一精餾塔塔頂蒸氣用作后一精餾塔再沸器的加熱蒸氣（見多效蒸發(fā)）；③采用高效精餾塔，可用較小的回流比；采用高效換熱器，可降低傳熱溫度差，這樣就可以減少有效能損失。 塔設(shè)備的類型 塔設(shè)備是化工、石油化工、生物化工、制藥等生產(chǎn)過程中廣泛采用的傳質(zhì)設(shè)備。 板式塔內(nèi)設(shè)置一定數(shù)量的塔板，氣體以鼓泡或噴射形式穿過板上的液層，進行傳質(zhì)與傳熱。填料塔內(nèi)裝有一定高度的填料層，液體自塔頂沿填料表面下流，氣體逆流向上（有時也采用并流向下）流動，氣液兩相密切接觸進行傳質(zhì)與傳熱。 板式塔與填料塔的比較及選型 板式塔與填料塔的比較工業(yè)上評價塔設(shè)備的性能指標主