华北科技学院环境工程系化工原理课程设计报 告设计题设计题目目 分离乙醇-正丙醇二元物系浮阀式精馏塔的设计 学学生姓名生姓名 杨志荣 学学 号号 200801034216 指指导导老老师师 孙春峰 专业专业班班级级 化工 B082 班 教师评语教师评语 成 绩设计设计起止日期：起止日期：2011 年 6 月 13 日 至至2011 年 6 月 26 日化工原理课程设计任务书化工原理课程设计任务书1.1.设计题目：设计题目：分离乙醇正丙醇二元物系浮阀式精馏塔的设计2.2.原始数据及条件：原始数据及条件：进料：乙醇含量 45%（质量分数，下同） ，其余为正丙醇分离要求：塔顶乙醇含量 99%；塔底乙醇含量 0.01%生产能力：年处理乙醇-正丙醇混合液 25000 吨，年开工 7200 小时操作条件：间接蒸汽加热；塔顶压强 1.03atm(绝压)； 泡点进料； R=5 3.3.设计任务：设计任务：（1） 完成该精馏塔的各工艺设计，包括设备设计及辅助设备选型。（2） 画出带控制点的工艺流程图、塔板版面布置图、精馏塔设计条件图。（3） 写出该精馏塔的设计说明书，包括设计结果汇总和设计评价。目录第一章第一章 绪论绪论 4 第二章第二章 塔板的工艺设计塔板的工艺设计 5 2.1 精馏塔全塔物料衡算 5 2.2 有关物性数据的计算 5 2.3 理论塔板数的计算 12 2.4 塔径的初步计算 14 2.5 溢流装置 15 2.6 塔板分布、浮阀数目与排列 16 第三章第三章 塔板的流体力学计算塔板的流体力学计算 18 3.1、气相通过浮阀塔板的压降 18 3.2、淹塔 19 3.3、雾沫夹带 20 3.4、塔板负荷性能图 20 3.4.1 物沫夹带线 20 3.4.2 液泛线 21 3.4.3 相负荷上限 21 3.4.4 漏液线 22 3.4.5 相负荷下限 22 3.5 浮阀塔工艺设计计算结果 23 第四章第四章 塔附件的设计塔附件的设计 25 4.1 接管.25 4.2 筒体与封头.27 4.3 除沫器.27 4.4 裙座.27 4.5 人孔.27 第五章第五章 塔总体高度的设计塔总体高度的设计.28 5.1 塔的顶部空间高度.28 5.2 塔的顶部空间高度.28 5.3 塔总体高度.28 第六章第六章 附属设备的计算附属设备的计算.28 6.1 冷凝器的选择.28 6.2 再沸器的选择.30主要符号说明主要符号说明.32 结论结论.34 参考文献参考文献.34 感想感想.35第一章第一章 绪论绪论精馏的基本原理是根据各液体在混合液中的挥发度不同，采用多次部分汽化和多次部分冷凝的原理来实现连续的高纯度分离。在现代的工业生产中已经 广泛地应用于物系的分离、提纯、制备等领域，并取得了良好的效益。其中主 要包括板式塔和填料塔，而板式塔的塔板类型主要有泡罩塔板、浮阀塔板、筛 板塔板、舌形塔板、网孔塔板、垂直塔板等等,本次课程设计是浮阀塔。 精馏过程与其他蒸馏过程最大的区别，是在塔两端同时提供纯度较高的液 相和气相回流，为精馏过程提供了传质的必要条件。提供高纯度的回流，使在 相同理论板的条件下，为精馏实现高纯度的分离时，始终能保证一定的传质推 动力。所以，只要理论板足够多，回流足够大时，在塔顶可能得到高纯度的轻 组分产品，而在塔底获得高纯度的重组分产品。精馏广泛应用于石油,化工,轻 工等工业生产中,是液体混合物分离中首选分离方法。 本次课程设计是分离乙醇正丙醇二元物系。在此我选用连续精馏浮阀塔。 具有以下特点：(1) 处理能力大，比同塔径的泡罩塔可增加 2040，而接近于筛板塔。(2) 操作弹性大，一般约为 59，比筛板、泡罩、舌形塔板的操作弹性要 大得多。(3) 塔板效率高，比泡罩塔高 15左右。(4) 压强小，在常压塔中每块板的压强降一般为 400660N/m2。(5) 液面梯度小。 (6) 使用周期长。粘度稍大以及有一般聚合现象的系统也能正常操作。 (7) 结构简单，安装容易，制造费为泡罩塔板的 6080,为筛板塔的 120130。 本次设计针对二元物系的精馏问题进行分析、计算、核算、绘图，是较完 整的精馏设计过程。精馏设计包括设计方案的选取，主要设备的工艺设计计算 物料衡算、工艺参数的选定、设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算、辅 助设备的选型、工艺流程图的制作、主要设备的工艺条件图等内容。通过对精 馏塔的运算，可以得出精馏塔的各种设计如塔的工艺流程、生产操作条件、物 性参数及接管尺寸是合理的，以保证精馏过程的顺利进行并使效率尽可能的提 高。 本次设计结果为：理论板数为 25 块，塔效率为 48.0%，精馏段实际板数为17 块，提馏段实际板数为 33 块，实际板数 50 块。进料位置为第 19 块板，在 板式塔主要工艺尺寸的设计计算中得出塔径为 1.4 米，设置了五个人孔，塔高 28.425 米，通过浮阀板的流体力学验算，证明各指标数据均符合标准。 关键词关键词：浮阀精馏塔、物料衡算、流体力学检验第二章第二章 塔板的工艺设计塔板的工艺设计2.1 精馏塔全塔物料衡算