Yibin University 化工原理 化工设备 联合课程设计
题目年产
44000吨乙醇—水溶液精馏塔设计
学生姓名赵喜
学号100706026年级2010级 指导教师张燕徐镇颖
化学与化工学院 2012年5月日
宜宾学院课程设计
化工原理课程设计
目录
1.1 设计方案..................................................................................................................... 7 2 塔板的工艺计算 9 2.1.1 精馏塔全塔物料衡算 9 2.1.2 理论及实际塔板数的确定 10 2.1.3 冷凝及加热介质的消耗 12
2.1.4 泵的选用 ...........................................................................................................12 2.1.5 塔径的计算 .........................................................................................................13 2.2塔板主要工艺尺寸的计算...............................................................................................20
2.2.1溢流装置计算 ......................................................................................................20 2.2.2降液管 .................................................................................................................21 3. 塔板的流体力学验算 .............................................................................................................24
§3.1 气体通过浮阀塔板的压力降（单板压降） ...............................................................24
§3.2液泛验算...................................................................................................................25 §3.3 雾沫夹带验算 ...........................................................................................................25 §3.4 操作性能负荷图 .......................................................................................................26
3.4.1．气相负荷下限图（漏液线） .............................................................................26 3.4.2．过量液沫夹带线...............................................................................................26 3.4.3．液相负荷下限线...............................................................................................26 3.4.4．液相负荷上限线...............................................................................................27
3.4.5．液泛线.............................................................................................................27
4、阀塔工艺设计结果 ................................................................................................................29 5.附加设备的计算及选型............................................................................................................30
5.1 冷凝器负荷...................................................................................................................30 5.2再沸器热负荷 ................................................................................................................31 6.精馏塔设备设计 ......................................................................................................................31
6.1精馏塔塔体材料、内径、壁厚和强度校核 ......................................................................31
6.1.1精馏塔塔体材料的选择 ........................................................................................31 6.1.2精馏塔的内径 ......................................................................................................32 6.1.3壁厚的计算 ..........................................................................................................32 6.1.4强度校核 .............................................................................................................32 6.2封头的选型依据，材料及尺寸规格.................................................................................33
6.2.1封头的选型依据 ...................................................................................................33 6.2.2封头材料的选择 ...................................................................................................33 6.2.3封头的高 .............................................................................................................33 6.2.4封头的壁厚 ..........................................................................................................33 6.2.5尺寸规格 .............................................................................................................34 6.3精馏塔的塔板类型选择 ..................................................................................................34 6.4塔板结构及与塔体的连接形式........................................................................................34 6.5降液管的形式 ................................................................................................................34 6.6受液盘的设计 ................................................................................................................34 6.7塔节的设计....................................................................................................................35 6.8塔体各部分高度设计......................................................................................................35
6.8.1精馏塔有效高度的计算 ........................................................................................35
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6.9塔体各开孔补强设计......................................................................................................35
6.9.1 开孔补强设计方法...............................................................................................35 6.9.2开孔补强结构设计 ...............................................................................................36 6.10塔体各接管设计（选型、尺寸、连接形式、是否补强） ...............................................36
6.10.1各接管尺寸的确定..............................................................................................36 6.11塔体手孔及人孔的设计 ................................................................................................38 6.12除沫器的设计 ..............................................................................................................38 6.13支座设计 .....................................................................................................................38
6.13.1 精馏塔塔体质量 ................................................................................................40 6.13.2封头质量............................................................................................................40 6.13.3塔内物料质量估算..............................................................................................41 6.13.4附件质量............................................................................................................41 6. 13.5设备总质量 .......................................................................................................41 6.14 法兰的选择 .................................................................................................................41 7.心得体会.................................................................................................................................42 8.附录：参考文献 ......................................................................................................................42 9.符号说明.................................................................................................................................43
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诚信声明书
本人郑重声明：
本人所提交的课程设计说明书是本人在指导教师指导下独立进行研究、写作的成果，课程设计说明书中所引用其它个人或集体的无论以何种方式发表或撰写过的研究成果，均在课程设计说明书中加以说明；有关教师、同学和其它人员对本文的写作、修订提出过并为我在课程设计说明书中加以采纳的意见、建议，均已在我的致谢辞中加以说明并深致谢意。
本论文绝无抄袭、剽窃等现象。本人愿意无条件地接受社会和学校的监督。
作者：赵喜（签字） 时间：年月日
附：《普通高等学校学生管理规定》（中华人民共和国教育部令第21号）
第五十四条 学生有下列情形之一，学校可以给予开除学籍处分： （五） 剽窃、抄袭他人研究成果，情节严重的。
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化工原理课程设计任务书
一、 设计任务
1） 乙醇精馏塔的设计 2）任务：试设计一生产酒精的板式精馏塔，来自原料工段的乙醇－水溶液的处理量、
组成及温度如下表所示： 处理24000 28000 32000 36000 40000 44000 48000 52000 56000 60000 量（吨/年） 乙醇含量(w%) 学号2＃ 10＃ 31 1 34 11＃ 20＃ 37 21＃ 26 30＃ 40 31＃ 原料液温度：6班30℃，7班40℃ 建厂地点：宜宾
一人一题，每个同学根据自己在在班里的学号顺序早找到对应的处理量和含量。 3）要求：塔顶产品的乙醇含量不少于93％（质量分率） 塔底残液的乙醇含量不大于0.5％（质量分率） 二、 设计项目
1）设计方案的确定：包括塔型选择及操作条件的确定等； 2）画出带控制点的生产工艺流程图； 3）有关工艺计算：
（1） 最小回流比及操作回流比的确定 （2） 计算产品量、釜残液量及其组成 （3） 计算冷凝介质和加热介质的消耗量
（4） 计算选用输送冷凝介质的离心泵型号、管道口径 （5） 计算所需理论板层数及实际板层数 4）有关设备结构选型与计算：
（1） 塔体、封头及各零部件的选型及材料选择 （2） 塔体和封头壳体的壁厚计算及压力试验校核 （3） 塔体总体尺寸设计
（4） 法兰设计与选型（材料、密封面的形式、垫片设计，螺栓螺母设计选型）；
各焊接形式的确定
（5） 各接管、人孔设计 （6） 开孔补强设计
（7） 塔体支座的选择（要求在总装配图中画出支座形式） 5）画出塔的装配图（A1号图） 三、 应交的文件 1）设计计算说明书一份
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