乙醇水板式塔设计

1、乙醇水板式塔设计第1页，共22页，2022年，5月20日，7点11分，星期日2、 操作条件操作压力： 常压（塔顶）塔底压力：进料热状态 自 选 3、 设备型式 自 选 第2页，共22页，2022年，5月20日，7点11分，星期日三、设计内容：1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算3、主要设备工艺尺寸设计（1）塔径及 提 馏段塔板结构尺寸的确定（2）塔板的流体力学校核（3）塔板的负荷性能图（4）总塔高、总压降及接管尺寸的确定4、辅助设备选型与计算5、设计结果汇总6、工艺流程图及精馏塔工艺条件图7、设计评述第3页，共22页，2022年，5月20日，7点11分，星期日2022/8/30（1班）筛板

2、塔；（2班）浮阀塔； 均为间接蒸气加热 提高班直接蒸气加热两种塔板都可以。第4页，共22页，2022年，5月20日，7点11分，星期日2022/8/30设计题目:板式精馏塔设计化工原理课程设计第5页，共22页，2022年，5月20日，7点11分，星期日三、参考资料1. 石油化学工业规划设计院. 塔的工艺计算. 北京：石油化学工业出版社，19972. 化工设备技术全书编辑委员会. 化工设备全书塔设备设计. 上海：上海科学技术出版社，19883. 时钧，汪家鼎等. 化学工程手册，. 北京：化学工业出版社，19864. 上海医药设计院. 化工工艺设计手册(上、下). 北京：化学工业出版社，19865

3、. 陈敏恒，丛德兹等. 化工原理(上、下册)(第二版). 北京：化学工业出版社，20006. 大连理工大学化工原理教研室. 化工原理课程设计. 大连：大连理工大学出版社，19947. 柴诚敬，刘国维，李阿娜. 化工原理课程设计. 天津：天津科学技术出版社，1995第6页，共22页，2022年，5月20日，7点11分，星期日2022/8/30四. 设计内容工艺设计选择工艺流程和工艺条件加料方式b. 加料状态c. 塔顶蒸汽冷凝方式d. 塔釜加热方式e. 塔顶塔底产品的出料状态塔顶产品由塔顶产品冷却器冷却至常温。精馏工艺计算：物料衡算确定各物料流量和组成。经济核算确定适宜的回流比根据生产经常费和设备

4、投资费综合核算最经济原则，尽量使用计算机进行最优化计算，确定适宜回流比。第7页，共22页，2022年，5月20日，7点11分，星期日2022/8/30(a). 生产经常费包括再沸器水蒸汽费，塔顶冷凝器，产品冷却器冷却水费。a1. 水蒸汽费用CS 采用饱和水蒸汽压力：2.5kgf/cm2(表压) 按1吨煤可获得6吨水蒸汽计。 1吨煤单价250元。a2. 冷却水费用CW 冷却水单价按2元/吨而定。 换热器中冷却水温升一般取1020。(b).设备投资费b1.精馏塔投资费CD 成本：20000D1.2元/实际塔板 D：精馏塔内径 mb2.年折旧率为15% 全塔成本：20000D1.2Ne15% 元/年

5、 Ne：实际塔板数第8页，共22页，2022年，5月20日，7点11分，星期日2022/8/30全塔效率采用Oconnell关联式计算。(c).总费用和适宜回流比总费用CT=CD+CS+CW 元/年总费用最低所对应的回流比作为最佳回流比，然后四舍五入近似到小数点后一位，作为适宜回流比。在用计算机计算的同时，应有一组手算结果。精馏塔实际塔板数 用近似后的适宜回流比在计算机上通过逐板计算得到全塔理论塔板数以及精馏段和提馏段各自的理论塔板数。然后根据全塔效率ET，求得全塔、精馏段、提馏段的实际塔板数，确定加料板位置。第9页，共22页，2022年，5月20日，7点11分，星期日2022/8/302.精

6、馏塔设备设计选择塔型和板型 采用板式塔，板型为筛板(浮阀)塔。塔板结构设计和流体力学计算 按塔顶或塔底状态设计一二块板，其中精馏段和提馏段各段的塔板结构尽可能一致。注：以上的塔板设计可在手算优化一块塔板的基础上，使用“化工塔器CAD设计软件”进行其余塔板的优化设计。绘制塔板负荷性能图：分别画出精馏段和提馏段的负荷性能图。有关具体机械结构和塔体附件的选定接管规格：根据流量和流体的性质，选取经验流速，选择标准管道。全塔高度：包括上、下封头，裙座高度。第10页，共22页，2022年，5月20日，7点11分，星期日2022/8/303.附属设备设计和选用(1)加料泵选型，加料管规格选型 加料泵以每天工

7、作3小时计（每班打1小时）。 大致估计一下加料管路上的管件和阀门。(2)高位槽、贮槽容量和位置 高位槽以一次加满再加一定裕量来确定其容积。 贮槽容积按加满一次可生产10天计算确定。(3)换热器选型 对原料预热器，塔底再沸器，塔顶产品冷却器等进行选型。(4)塔顶冷凝器设计选型根据换热量，回流管内流速，冷凝器高度，对塔顶冷凝器进行选型设计。第11页，共22页，2022年，5月20日，7点11分，星期日2022/8/30第12页，共22页，2022年，5月20日，7点11分，星期日2022/8/30第13页，共22页，2022年，5月20日，7点11分，星期日2022/8/30第14页，共22页，2

8、022年，5月20日，7点11分，星期日2022/8/30第15页，共22页，2022年，5月20日，7点11分，星期日2022/8/30塔板负荷性能图Vs ,m3/sLs ,m3/s(1)雾沫夹带线(2)液泛线(3)液相上限线(4)漏夜线(5)液相负荷下限线A Vs,minP操作点B Vs,maxO第16页，共22页，2022年，5月20日，7点11分，星期日2022/8/30第17页，共22页，2022年，5月20日，7点11分，星期日2022/8/30第18页，共22页，2022年，5月20日，7点11分，星期日2022/8/30第19页，共22页，2022年，5月20日，7点11分，星期日2022/8/30第20页，共22页，2022年，5月20日，7点11分，星期日2022/8/30第21页，共22页，2022年，5月20日，7点11分，星期日表1 乙醇水溶液体系的平衡数据液相中乙醇的含量(摩尔分数)汽相中乙醇的含量(摩尔分数)液相中乙醇的含量(摩尔分数)汽相中乙醇的含量(摩尔分数)0.00.00.400.6140.0040.0530.450.6350.010.110.500.6570.020.1750.550.6780.040.2730.600.6980.060.340.650.7250.080.3920.700.7550.100.430.75