12.0万吨年乙醇-水混合液的浮阀精馏塔设计

填写说明1.本手册是学院对毕业设计（论文）工作进行质量监控的重要依据，必须认真如实填写，妥善保管。

2.毕业答辩前，学生要将本手册送交指导教师，待指导教师和评阅教师审阅毕业设计（论文）填写评阅意见后，连同毕业设计（论文）一并交答辩委员会评阅。

3.凡由指导教师组或外聘（反聘）教师指导学生，各分院要派负责教师协助做好毕业设计（论文）手册的填写工作。

毕业设计（论文）任务书毕业答辩情况表答辩时间：2012 年月日12.0万吨/年乙醇-水混合液的浮阀精馏塔设计摘要塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设备。

根据塔内气液接触部件的形式，可以分为填料塔和板式塔。

板式塔属于逐级接触逆流操作，填料塔属于微分接触操作。

工业上对塔设备的主要要求：生产能力大；分离效率高；操作弹性大；气体阻力小结构简单；设备取材面广等。

塔型的合理选择是做好塔设备设计的首要环节，选择时应考虑物料的性质、操作的条件、塔设备的性能以及塔设备的制造、安装、运转和维修等方面的因素。

板式塔的研究起步较早，具有结构简单、造价较低、适应性强、易于放大等特点。

精馏是分离液体混合物（含可液化的气体混合物）最常用的一种单元操作，在化工，炼油，石油化工等工业中得到广泛应用。

精馏过程在能量剂驱动下（有时加质量剂），使气液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各组分的挥发度的不同，使易挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移，实现原料混合液中各组分的分离。

根据生产上的不同要求，精馏操作可以是连续的或间歇的，有些特殊的物系还可采用衡沸精馏或萃取精馏等特殊方法进行分离。

本设计的题目是乙醇-水连续精馏浮阀塔的设计，即需设计一个精馏塔用来分离易挥发的乙醇和不易挥发的水，采用连续操作方式，需设计一板式塔将其分离。

关键词：乙醇，水，浮阀精馏塔The tower equipment is widely used in the production of oil refining, chemical, petrochemical and other gas-liquid mass transfer equipment. According to the form of tower gas-liquid contact parts can be divided into the packed tower and tray columns. Plate tower belonging to one level contact with counter-current operation, packed tower belongs to the differential-contact operation. The main requirements of industrial equipment on the tower: ；capacity ；high separation efficiency, operating flexibility ；The simple structure of gas flow resistance equipment drawn a wide range.The tower type of rational choice is to do the primary link in the tower equipment, options, should consider the nature of the materials, operating conditions, the performance of the tower equipment and tower equipment manufacturing, installation, operation and maintenance and other factors. Plate tower of an early start with a simple structure, low cost, adaptable, easy to enlarge.Distillation is the separation of liquid mixtures (including liquefied gas mixture) the most commonly used as a unit operation, has been widely used in the chemical, oil refining, petrochemical and other industries. Distillation process in the energy agent-driven (sometimes plus a quality agent), so that the gas-liquid two-phase many times in direct contact and separation, the volatility of each component in the liquid mixture of different volatile components from the liquid to the gas transfer, difficult to volatiles from vapor to liquid phase transfer and separation of each component in the raw material mixture. According to different requirements on the production, distillation can be continuous or intermittent, some special material system can be applied to value-for-boiling distillation or extractive distillation, and other special methods for separation. The subject of this design is ethanol - water continuous distillation of the valve tower design, the need to design a distillation column used to separate ethanol volatile and less volatile water, using a continuous mode of operation, the need to design a plate tower separation .Key words: ethanol, water, float valve distillation column前言 (1)第一章综述 (2)1.1 乙醇的性质 (2)1.1.1 物理性质 (2)1.1.2 化学性质 (2)1.2 乙醇的用途 (2)1.2.1 药理作用 (2)1.2.2饮料 (3)1．2.3 基本有机化工原料 (3)1.2.4汽车燃料 (3)1.3 乙醇的发展 (4)第二章工艺计算 (6)2.1塔板的工艺设计 (6)2.1.1精馏塔全塔物料衡算 (6)2.1.2理论塔板的计算 (12)2.1.3塔经的初步计算 (13)2.1.4溢流装置 (15)2.1.5塔板布置及浮阀数目与排列 (16)2.2塔板的流体力学计算 (17)2.2.1淹塔 (18)2.2.2、液沫夹带 (19)2.2.3塔板负荷性能 (20)2.3 附件设计 (22)2.3.1接管 (22)进料管 (22)回流管 (22)塔釜出料管 (23)塔顶蒸汽出料管 (23)2.3.2法兰 (23)2.3.3简体与封头 (23)2.3.4除沫器 (24)2.3.5裙座 (24)2.3.6 吊柱 (25)2.3.7人孔 (25)2.4塔总体高度的设计 (25)2.5塔附属设备设计 (26)2.5.1冷凝器的选择 (26)2.5.2再沸器的选择 (26)第三章总结 (28)谢辞 (29)参考文献 (30)前言本次课程设计的任务是设计分离乙醇-水的精馏塔，塔型选为浮阀塔，因为筛板塔与浮阀塔相比，浮阀塔有降液槽和溢流堰，气体顶开浮阀上升与塔盘上液体接触，传质在塔盘上进行，液体通过降液槽下降，其操作弹性较大。

本设计任务为分离乙醇-水混合物，进料为饱和液体进料，操作压力是一个大气压。

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人精馏塔内。

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，其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。

该物系属易分离物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的1.5倍。

塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。

第一章文献综述1.1 乙醇的性质1.1.1 物理性质乙醇俗称酒精，室温下，乙醇是无色易燃，且有特殊香味的挥发性液体。

乙醇是一种很好的溶剂，既能溶解许多无机物，又能溶解许多有机物，所以常用乙醇来溶解植物色素或其中的药用成分，也常用乙醇作为反应的溶剂，使参加反应的有机物和无机物均能溶解，增大接触面积，提高反应速率。

例如，在油脂的皂化反应中，加入乙醇既能溶解NaOH，又能溶解油脂，让它们在均相（同一溶剂的溶液）中充分接触，加快反应速率，提高反应限度。

1.1.2 化学性质乙醇分子中含有极化的氧氢键，电离时生成烷氧基负离子和质子。

乙醇具有还原性，可以被氧化成为乙醛。

酒精中毒的罪魁祸首通常被认为是有一定毒性的乙醛，而并非喝下去的乙醇。

乙醇可以与乙酸在浓硫酸的催化并加热的情况下发生酯化作用，生成乙酸乙酯。

乙醇燃烧发出淡蓝色火焰，生成二氧化碳和水（蒸气），并放出大量的热，不完全燃烧时还生成一氧化碳，有黄色火焰，放出热量。

1.2 乙醇的用途1.2.1 药理作用广泛用于医用消毒[75%（体积分数）的乙醇溶液常用于医疗消毒]一般使用 95%的酒精用于器械消毒；70~75%的酒精用于杀菌，例如 75%的酒精在常温（25C）下一分内可以杀死大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌、白色念球菌、铜绿假单胞菌等；更低浓度的酒精用于降低体温，促进局部血液循环等。

但是研究表明，乙醇不能杀死细菌芽孢，也不能杀死肝炎病毒（如：乙肝病毒）。

故乙醇只能用于一般消毒，达不到灭菌标准。