精馏塔设计乙醇水7.8万吨

Harbin Institute of Technology

课程设计说明书（论文）

课程名称： 化工分离装置设计 设计题目： 精馏塔的设计 院 系： 化工与化学学院化学工艺系 班 级： 设 计 者： 学 号： 指导教师： 张秋明 设计时间： 2017.6.12-2017.6.18

哈尔滨工业大学教务处

哈尔滨工业大学课程设计任务书 姓 名： 院 （系）：化工与化学学院化学工艺系 专 业：化学工程与工艺 班 号： 任务起至日期： 2017年 6月 12日至 2017年 6月18 日 课程设计题目： 精馏塔的设计 已知技术参数和设计要求： 1.设计一种精馏塔，满足一下要求。 （1）原料：乙醇~水溶液，年产量48000吨 乙醇含量：35%(质量分数)，原料液

2011年12月 ~2011年1月 化工原理课程设计 筛板塔精馏分离乙醇-水溶液

设计题目 板式精馏塔设计 成绩 化工原理课程设计是化工原理课程教学中综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实际的桥梁，是使学生体察工程实际问题复杂性的初次尝试。 本次课程设计的主要思路及内容是： （1）确定流程方案：根据给定任务，选择操作条件、主体设备，确定精课 程 馏流程。 （2）精馏塔工艺计算：确定回流比，对全塔进行物料衡算并计算混合气、设 计 液操作温度下的物性参数，计算出气、液体积流量。 主 （3）塔板的设计计算：确定塔板数，进行塔径初步计算，溢流装置的设要 计计算，筛板布置、流体力学验算及塔板负荷性能图。 内 （4）塔附件及附属设备设计：通过计算确定接管、筒体、封头、除沫器、容 裙座、吊柱、人孔等附件的尺寸及型号，计算出塔总体高度，并对预热器、冷凝器、再沸器等附属设备进行设计。 （5）绘制精馏塔的主体设备装配图和带控制点的工艺流程图，编写设计说明书。 建议：从学生的工作态度、工作量、设计（论文）的创造性、学术性、实用性及书面表达能力等方面给出评价。 指 导 教 师 评 语

⑴ 综合运用“化工原理”和相关选修课程的知识，联系化工生产的实际完成单元操作的化工设计实践，初步掌握化工单元操作的基本程序和方法。

⑵ 熟悉查阅资料和标准、正确选用公式，数据选用简洁，文字和工程语言正确表达设计思路和结果。 ⑶ 树立正确设计思想，培养工程、经济和环保意识，提高分析工程问题的能力。二、设计任务及操作条件在一常压操作的连续精馏塔内分离乙醇－水混合物。 生产能力（塔顶产品） 3000 kg/h 操作周期 300 天／年

进料组成 25% （质量分数，下同） 塔顶馏出液组成 ≥94% 塔底馏出液组成 ≤0.1% 操作压力 4kPa（塔顶表压） 进料热状况 泡点 单板压降： ≤0.7 kPa 设备型式 筛板 三、设计内容： (1) 精馏塔的物料衡算； (2) 塔板数的确定：

(3) 精馏塔的工艺条件及有关物件数据的计算； (4) 精馏塔的塔体工艺尺寸计算； (5) 塔板主要工艺尺寸的计算； (6) 塔板的流体力学验算：

前言................................................................................................................................. 1 第一章 设计任务书 .......................................................................................................... 2 第二章 塔板的工艺设计 ................................................................................................... 3

第一节 精馏塔全塔物料衡算 ..................................................................................... 3 第二节 计算温度、密度、表面张力 、粘度、相对.....................................

新疆工业高等专科学校 毕业论文（设计）

2012 届

题 目：乙醇-水精馏塔工艺设计与塔顶冷凝器选型设计专 业：煤炭深加工与利用 学生姓名：武婷 学 号: 090010 小组成员:郭泽红

指导教师: 完成日期:

新疆工业高等专科学校教务处印制 （乌鲁木齐市 830091）

新 疆 工 业 高 等 专 科 学 校

毕 业 论 文（设 计） 任 务 书

班级 专业 姓名 日期

1、论文（设计）题目：

2、论文（设计）要求：

（1）学生应在教师指导下按时完成所规定的内容和工作量，最好是独立完成。 （2）选题有一定的理论意义与实践价值，必须与所学专业相关。 （3）主题明确，思路清晰。

（4）文献工作扎实，能够较为全面地反映论文研究领域内的成果及其最新进展。 （5）格式规范，严格按系部制定的论文格式模板调整格式。 （6）所有学生必须在5月15日之前交论文初稿。

3、论文（设计）日期：任务下达日期

完成日期

4、指导教师签字：

新 疆 工 业 高 等 专 科 学 校

毕 业 论 文（设 计）成 绩 评 定 报 告

毕业论文答辩及综合成绩

前言

1.

一、 概述

乙醇在工业，医药，民用等方面，都有很广泛的应用，是一种很重要的原料。在很多方面，要求乙醇有不同的纯度，有时要求纯度很高，甚至是无水乙醇，这是很有困难的，因为乙醇极具挥发性，所以，想得到高纯度的乙醇很困难。

要想把低纯度的乙醇水溶液提升到高纯度，要用连续精馏的方法，因为乙醇和水的挥发度相差不大。精馏是多数分离过程，即同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程，因此可使混合液得到几乎完全的分离。化工厂中精馏操作是在直立圆形的精馏塔内进行，塔内装有若干层塔板和充填一定高度的填料。为实现精馏分离操作，除精馏塔外，还必须从塔底引入上升蒸汽流和从塔顶引入下降液。可知，单有精馏塔还不能完成精馏操作，还必须有塔底再沸器和塔顶冷凝器，有时还要配原料液预热器，回流液泵等附属设备，才能实现整个操作。

浮阀塔与20世纪50年代初期在工业上开始推广使用，由于它兼有泡罩塔和筛板塔的优点，已成为国内应用最广泛的塔形，特别是在石油，化学工业中使用最普遍。浮阀有很多种形式，但最常用的是F1型和V-4型。F1型浮阀的结构简单，制造方便，节省材料，性能良好，广泛应用在化工及炼油生产中，现已列入部颁标准（JB168-68）内，F1型浮阀又分轻阀和重阀两种，但一般情况下都采用重

一、 概述

乙醇在工业，医药，民用等方面，都有很广泛的应用，是一种很重要的原料。在很多方面，要求乙醇有不同的纯度，有时要求纯度很高，甚至是无水乙醇，这是很有困难的，因为乙醇极具挥发性，所以，想得到高纯度的乙醇很困难。

要想把低纯度的乙醇水溶液提升到高纯度，要用连续精馏的方法，因为乙醇和水的挥发度相差不大。精馏是多数分离过程，即同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程，因此可使混合液得到几乎完全的分离。化工厂中精馏操作是在直立圆形的精馏塔内进行，塔内装有若干层塔板和充填一定高度的填料。为实现精馏分离操作，除精馏塔外，还必须从塔底引入上升蒸汽流和从塔顶引入下降液。可知，单有精馏塔还不能完成精馏操作，还必须有塔底再沸器和塔顶冷凝器，有时还要配原料液预热器，回流液泵等附属设备，才能实现整个操作。

浮阀塔与20世纪50年代初期在工业上开始推广使用，由于它兼有泡罩塔和筛板塔的优点，已成为国内应用最广泛的塔形，特别是在石油，化学工业中使用最普遍。浮阀有很多种形式，但最常用的是F1型和V-4型。F1型浮阀的结构简单，制造方便，节省材料，性能良好，广泛应用在化工及炼油生产中，现已列入部颁标准（JB168-68）内，F1型浮阀又分轻阀和重阀两种，但一般情况下都采用重

题 目：乙醇-水精馏塔工艺设计与塔顶冷凝器选型设计专 业：煤炭深加工与利用 学生姓名：武婷 学 号: 090010 小组成员:郭泽红

指导教师: 完成日期:

新疆工业高等专科学校教务处印制 （乌鲁木齐市 830091）

化工原理

课 程 设 计 任 务 书

设计题目：乙醇——水连续精馏塔的设计

设计人员 所在班级 成绩

指导教师 日期

一、 设计题目：乙醇－水连续精馏塔的设计 二、 设计任务及操作条件

（1）进精馏塔的料液含乙醇35%（质量分数，下同），其余为水； （2）产品的乙醇含量不得低于94； （3）塔顶易挥发组分回收率为99.5%；

（4）生产能力为25000吨

乙醇-水溶液连续精馏塔设计

目 录

1. 设计任务书………………………………………………………………3 2. 英文摘要前言……………………………………………………………4 3. 前言………………………………………………………………………4 4. 精馏塔优化设计…………………………………………………………5 5. 精馏塔优化设计计算……………………………………………………5 6. 设计计算结果总表………………………………………………………22 7. 参考文献…………………………………………………………………23

8. 课程设计心得……………………………………………………………23

精馏塔设计任务书

一、设计题目

乙醇—水溶液连续精馏塔设计

二、设计条件

1．处理量： 15000 （吨/年） 2．料液浓度： 35 （wt%） 3．产品浓度： 93 （wt%） 4．易挥发组分回收率： 99%

5．每年实际生产时间：7200小时/年 6. 操作条件：

①间接蒸汽加热；

②塔顶压强：1.03 atm（绝对压强） ③进料热状况：泡点进料；

三、设计任务

a) 流

设计题目名称：甲醇---水溶液连续筛板精馏塔设计 设计条件：1．处理量：50000t/年；

2．料液组成（质量分数）：40%； 3．塔顶产品组成（质量分数）：93.0%； 4．塔顶易挥发组成回收率：99.5%； 5．年工作生产时间：330天； 6．全塔总效率：60%。

设计内容：

１．设计方案的确定：（1）常压精馏；（2）进料状态：泡点进料；（3）加热方式：塔底

间接加热，塔顶全凝；（4）热能的利用。

２．工艺计算：（1）物料衡算；（2）热量衡算；（3）回流比的确定；（4）理论塔板数的

确定。

３．塔板及其塔的主要尺寸的设计：（1）塔板间距的确定；（2）塔径的确定；（3）塔板

的布置及其板上流流程的确定。

４．流体力学的计算及其有关水力性质的校核。 ５．板式精馏塔辅助设备的选型。

６．绘制带控制的点工艺流程图及精馏塔设备的条件图。 编写设计说明书 厂址：长沙地区 设计任务

完成精馏塔的工艺设计，有关附属设备的设计和选型，绘制精馏塔系统带控制点的工艺流程图及其精馏塔设备的工艺条件图，编写设计说明书。 设计时间安排 2006.5.29----2006.6.16 附： 汽液平衡数据 x 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10