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 签 名： 年 月 日 1 / 47
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化工原理课程设计任务书
设计题目：板式精馏塔设计
设计时间：2011年12月~2012年1月 指导老师：
设计任务：年处理 35000 吨乙醇-水溶液系统
1. 料液含乙醇 40% ，馏出液含乙醇不少于94 %，残液含乙醇不大于0.05 % 2. 操作条件
（1） 泡点进料，回流比R= 1.5 Rmin；
（2） 塔釜加热蒸汽压力：间接0.2 MPa（表压），直接0.1 MPa（绝压）； （3） 塔顶全凝器冷却水进口温度20℃，出口温度50 ℃； （4） 常压操作。年工作日300~320 天，每天工作24 h； （5） 设备形式（筛板塔、浮阀塔、泡罩塔等）自选； （6） 安装地点：合肥。
设计成果：
1. 设计说明书一份（word2003格式）;
2. 主体设备装配图一张（1#图纸），带控制点工艺流程图（3#图纸）一张
（AutoCAD2004格式）。
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目 录
中文摘要…………………………………………………………………………………5 英文摘要…………………………………………………………………………………6 1前 言……………………………………………………………………………………7 2概 述……………………………………………………………………………………7
2.1化工分离技术………………………………………………………………………7 2.2板式塔塔板设计与选型……………………………………………………………9
3设计方案的确定………………………………………………………………………13
3.1设计方案的选定……………………………………………………………………13 3.2设计方案确定的要求………………………………………………………………15 3.3设计方案确定及流程说明…………………………………………………………16 3.4精馏塔的设计步骤…………………………………………………………………16
4设计计算………………………………………………………………………………16
4.1精馏塔的工艺计算…………………………………………………………………17 4.2塔板数及塔径计算…………………………………………………………………24 4.3溢流装置……………………………………………………………………………26 4.4塔板布置……………………………………………………………………………27 4.5筛板的流体力学验算………………………………………………………………28 4.6塔板复合性能图……………………………………………………………………31 4.7塔附件设计…………………………………………………………………………36 4.8塔总体高度设计……………………………………………………………………38 4.9附属设备的设计……………………………………………………………………39
5总 结……………………………………………………………………………………40
5.1筛板塔工艺设计计算结果汇总……………………………………………………40 5.2设计小结……………………………………………………………………………42
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5.3个人心得体会………………………………………………………………………42 参考文献……………………………………………………………………………………
附录1 相关物性数据……………………………………………………………………… 附录2 说明书中出现的各字母及其下标的含义………………………………………
板式精馏塔设计
摘 要：鉴于筛板塔结构简单，造价低；板上液面落差小，气体压降低，生产能力
较大；气体分散均匀，传质效率较高等优点，本设计选用筛板式精馏塔精馏分离处理35000吨/年的乙醇-水溶液，首先利用AutoCAD做出相平衡
曲线，求出最小回流比为2.2，根据M?T图解法画出全塔所需的理论塔板数为26.2块（含再沸器），通过设计计算，得出实际塔板数为52块（含再沸器），然后对塔和塔板的工艺尺寸进行计算，计算圆整得塔径为1.2m，塔高为26.75m，物料为泡点进料。通过核算，此精馏塔能够达到要求的分离效果，满足设计任务书的要求。
关键词：筛板塔 精馏 乙醇 设计
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Abstract：Considering the advantages of the sieve plate tower, such as the high efficiency,
the large production capacity and so on, this design chooses the sieve plate tower to distill and separate the ethanol-water solution, whose feeding quantity is 35000 tons per year. Firstly, the software of AutoCAD is used to make the phase equilibrium curve. We find out the smallest reflux ratio is 2.2 . We learn that the theoretical tower plate is 26.2 pieces（including the transformation reboiler）, according to the M - T graphic . Through the design and calculation, we can get that 52 pieces（including the transformation reboiler）of tower plates are needed virtually. Secondly, we calculate the craft size of tower and the tower board. The tower’s diameter is 1.2 meters and the height of the tower is 26.75 meters. The materials are fed at its bubble point. Finally, through the accounting，the rectifying tower which we design can meet the requirements of the separation effect and the design specification.
Keywords: sieve plate tower
distillation ethanol design
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