武汉工程大学化工与制药学院化工原理课程设计
用最广的液体混合物分离操作，广泛用于石油、化工、轻工、食品、冶金等部门。因此，研究精馏塔的设计并熟练掌握其过程很有必要。
乙醇-水是工业上最常见的溶剂，也是非常重要的化工原料之一，长期以来，乙醇多以蒸馏法生产，但是由于乙醇-水体系有共沸现象，普通的精馏对于得到高纯度的乙醇来说产量不好。但是由于常用的多为其水溶液，因此，研究和改进乙醇-水体系的精馏设备是非常重要的。
塔设备是最常采用的精馏装置，无论是填料塔还是浮阀塔都在化工生产过程中得到了广泛的应用，在此我们作板式塔的设计以熟悉单元操作设备的设计流程和应注意的事项是非常必要的。
【关键词】：乙醇；水；精馏段；提馏段；浮阀塔。
Abstract
Distillation is a distillation method for high purity liquid mixtures to be separated by reflux, is a liquid mixture industry on the most widely used separation operation, widely used in petroleum, chemical industry, light industry, food, metallurgy and other departments. Therefore, the design of distillation column and proficiency in the process it is necessary.
Ethanol - water is the most common industrial solvent and also one of important chemical raw material. For a long time, Production of ethanol was distillation, but because ethanol - water system has azeotropic phenomenon, and ordinary distillation for getting high purity ethanol production is not good. But due to the more commonly used for its solution, therefore, the research and improvement of ethanol - water system of distillation equipment is very important.
Tower equipment is the most commonly used distillation device, both in packed tower and float valve tower have been widely used in the chemical production process. Here we make the design of the plate column to be familiar with unit operation equipment design process and precautions are needed.
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【 key words 】 : ethanol; water; rectifying section; stripping section; the float valve tower.
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第一章 前言
在蔡老师的指导下，我们进行了为期几周的化工原理的课程设计。本次设计的目的是让我们把大二下和大三上里所学过的化工原理基础理论知识回忆起来，并将它们灵活运用到实际应用中，以加深我们对理论知识的理解及应用能力，同时对于考研同学也是有一定的帮助。
化工原理课程设计是化工原理教学的一个重要环节，是综合应用本门课程和有关先修课程所学知识，完成以单元操作为主的一次设计实践。通过课程设计使学生掌握化工设计的基本程序和方法，并在查阅技术资料、选用公式和数据、用简洁文字和图表表达设计结果、制图以及计算机辅助计算等能力方面得到一次基本训练，在设计过程中还应培养学生树立正确的设计思想和实事求是、严肃负责的工作作风。
本次设计的任务是设计优化乙醇-水溶液连续精馏塔。设计过程中，我们认真思考、分析和研究，考虑到实际生产中的经济效益问题及绿色环保问题，经过大量的精确的工艺计算及理论探讨确定，最终选用了浮阀式精馏塔，并于常压下用间接蒸汽加热法进行精馏操作；设计出了一套比较接近实际的精馏塔装置。
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阀，只有处理量大且要求压强降很低的系统中，采用轻阀。浮阀塔具有下列优点：1.生产能力大。2.操作弹性大。3.塔板效率高。4.气体压强降及液面落差较小。5.塔的造价低。浮阀塔不宜处理宜结焦或黏度大的系统，但对于黏度稍大及有一般聚合现象的系统，浮阀塔也能正常操作。
第二章 绪论
2.1 设计方案
本设计任务为分离乙醇-水混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精
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馏塔内。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷凝器冷却后送至储罐。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。
2.2 设计方案的确定及流程说明 2.2.1选塔依据
浮阀塔是在泡罩塔的基础上发展起来的，它主要的改进是取消了升气管和泡罩，在塔板开孔上设有浮动的浮阀，浮阀可根据气体流量上下浮动，自行调节，使气缝速度稳定在某一数值。这一改进使浮阀塔在操作弹性、塔板效率、压降、生产能力以及设备造价等方面比泡罩塔优越。但在处理粘稠度大的物料方面，又不及泡罩塔可靠。浮阀塔广泛用于精馏、吸收以及脱吸等传质过程中。塔径从200mm到6400mm，使用效果均较好。
浮阀塔之所以这样广泛地被采用，是因为它具有下列特点：
(１) 处理能力大，比同塔径的泡罩塔可增加20～40％，而接近于筛板塔。
(２) 操作弹性大，一般约为3～9，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400～1000N/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60～80％,为筛板塔
的120～130％。
2.2.2加热方式：间接蒸汽加热
蒸馏釜的加热方式通常采用间接蒸汽加热，设置再沸器。 2.2.3选择适宜回流比
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