乙醇水溶液提纯精馏塔设计
乙醇及水的精馏塔设计
乙醇及水的精馏塔设计
首先，需要确定乙醇和水的混合物的物理性质。
乙醇和水的沸点非常
接近，因此在设计精馏塔时，必须考虑适当的操作条件，以便有效地分离
乙醇和水。
在精馏塔的设计过程中，首先需要选择适当的塔型。
常见的乙醇和水
的分离塔包括简单塔和精馏塔。
简单塔由一个塔板组成，可用于低温分离，而精馏塔则包含多个塔板，可以提供更高的分离效率。
其次，需要考虑精馏塔的高度。
精馏塔的高度决定了分离的效率。
通
常情况下，精馏塔的高度越高，分离效率越高。
然而，高塔会增加成本和
能耗，因此需要在效率和经济性之间做权衡。
此外，需要选择适当的回流比。
回流比是指流经塔板上部的液体返回
到塔底的比例。
适当的回流比可以提高分离效率，但过高的回流比可能导
致能耗过高。
还需要考虑乙醇和水的进料浓度。
通常情况下，浓度较高的进料可以
提高分离效果，但也会增加能耗。
因此，需要找到一个经济和效率之间的
平衡点。
在设计乙醇和水的精馏塔时，还需要考虑传热和传质方面的问题。
特
别是在塔内的塔板上，需要考虑适当的传热和传质设备，以确保有效的分离。
最后，需要进行塔的热力学计算和模拟，以评估设计的可行性和最佳
性能。
这可以通过使用软件模拟工具，如Aspen Plus、CHEMCAD等来完成。
综上所述，乙醇及水的精馏塔设计需要考虑塔的类型、高度、回流比、进料浓度等因素。
通过综合考虑这些关键参数，可以设计出经济、高效的
乙醇和水精馏塔，满足工业生产的需求。
乙醇水精馏塔设计计算书
精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置，又称为蒸馏塔。
有板式塔与填料塔两种主要类型。
根据操作方式又可分为连续精馏塔与间歇精馏塔。
蒸气由塔底进入，与下降液进行逆流接触，两相接触中，下降液中的易挥发(低沸点)组分不断地向蒸气中转移，蒸气中的难挥发(高沸点)组分不断地向下降液中转移，蒸气愈接近塔顶，其易挥发组分浓度愈高，而下降液愈接近塔底，其难挥发组分则愈富集，达到组分分离的目的。
由塔顶上升的蒸气进入冷凝器，冷凝的液体的一部分作为回流液返回塔顶进入精馏塔中，其余的部分则作为馏出液取出。
塔底流出的液体，其中的一部分送入再沸器，热蒸发后，蒸气返回塔中，另一部分液体作为釜残液取出。
精馏塔的工作原理是根据各混合气体的汽化点（或沸点）的不同，控制塔各节的不同温度，达到分离提纯的目的。
化工生产常需进行液体混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的，精馏操作在化工、石油化工、轻工等工业生产中中占有重要的地位。
要想把低纯度的乙醇水溶液提升到高纯度，要用连续精馏的方法，因为乙醇和水的挥发度相差不大。
精馏是多数分离过程，即同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程，因此可使混合液得到几乎完全的分离。
化工厂中精馏操作是在直立圆形的精馏塔内进行的，塔内装有若干层塔板或充填一定高度的填料。
为实现精馏分离操作，除精馏塔外，还必须从塔底引入上升蒸汽流和从塔顶引入下降液。
可知，单有精馏塔还不能完成精馏操作，还必须有塔底再沸器和塔顶冷凝器，有时还要配原料液预热器、回流液泵等附属设备，才能实现整个操作。
本次设计包括设计方案的选取，主要设备的工艺设计计算——物料衡算、热量衡算、工艺参数的选定、设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算，辅助设备的选型，工艺流程图，主要设备的工艺条件图等内容。
通过对精馏塔的运算，调试出塔的工艺流程、生产操作条件及物性参数，以保证精馏过程的顺利进行并使效率尽可能的提高。
目录目录 (4)绪论 (6)1.1 项目设计的目的 (6)1.2 设计根据 (6)1.3 设计内容及任务 (8)1.3.1 设计题目 (8)1.3.2 设计任务及条件 (8)1.4 设计内容： (8)1.5 设计成果： (8)第2章塔的工艺计算 (9)2.1 工艺过程 (9)2.1.1 物料衡算 (9)2.1.2 理论及实际塔板数的确定 (10)2.2 塔的结构设计 (14)2.2.1 精馏塔塔径的计算 (14)2.2.2 塔的实际高度和实际进料高度的计算 (24)第3章换热器设备计算 (25)3.1 全凝器负荷计算 (25)3.2 塔釜饱和蒸汽直接加热流量计算 (27)3.3 冷凝器二负荷计算 (27)3.4 冷凝器三负荷计算 (28)3.5 换热器负荷计算 (29)第4章管材的计算 (32)4.1 进料管直径的计算 (32)4.2 溜出夜管道直径的计算 (33)4.3 全凝器冷凝水管材直径的计算 (33)4.4 冷凝器冷却水管材直径的计算 (34)4.4.1 冷凝器二的计算： (34)4.4.2 冷凝器三的实际流速计算 (35)4.5 换热器沸腾水进水管道直径 (35)第5章离心泵的选型与计算 (36)5.1 进料离心泵的计算选型 (36)5.2 循环泵一的计算及选型 (37)5.3 循环泵二的计算和选型 (38)5.4 沸腾水进塔离心泵 (39)表索引表2-1物料衡算数据记录 (9)表2-2平均摩尔质量 (17)表2-3液相平均密度 (19)表2-4液体平均张力 (21)表2-5汽液相体积流量计算 (22)绪论1.1项目设计的目的培养学生综合运用所学知识，特别是本课程的有关知识解决化工实际问题的工作能力，使学生得到一次学习化工设计能力的初步训练，为今后从事化工设计工作打下基础。
乙醇和水的精馏塔设计
乙醇和水的精馏塔设计精馏是一种分离液体混合物中组分的常用方法，可通过蒸馏分离甲醇和水的混合物。
对于乙醇和水的精馏塔设计，需要考虑一系列参数和流程，包括进料组成、操作压力、图形塔塔板、冷凝器设计、降低能量消耗等。
以下是一个基本的乙醇和水的精馏塔设计方案。
1.塔板设计在乙醇和水的精馏塔设计中，决定了塔板数的重要参数是所需的乙醇纯度。
一般来说，纯度要求越高，所需的塔板数就越多。
可使用的常用塔板设计方法有McCabe-Thiele方法和Ponchon-Savarit方法。
2.冷凝器设计冷凝器用于冷凝乙醇蒸汽，使其凝结成液体后下降到下部分的收集器中。
冷凝器设计需要考虑的重要参数包括进料温度、出料温度、乙醇和水的蒸汽压力和流量等。
一般来说，选择多管冷凝器比单管冷凝器更适合于高效的冷凝过程。
3.降低能量消耗乙醇和水的精馏过程中，能量消耗是一个重要的考虑因素。
为了降低能量消耗，可以引入热回收系统，如热交换器，将高温的废气中的热能回收使用。
此外，也可以考虑采用较低的操作压力，通过降低汽化温度来减少所需的加热能量。
4.控制塔板温度在乙醇和水的精馏塔设计中，控制各个塔板的温度非常重要，以确保塔板能够正常工作。
一种常见的温度控制方法是在塔板上设置温度传感器，并通过自动化控制系统调节冷凝器的冷却剂流量来控制塔板温度。
5.回流比的选择回流比是决定乙醇和水精馏塔效率的重要因素。
回流比的选择应根据塔板的数量、损失和乙醇纯度等因素来合理决定。
一般来说，较高的回流比可以提高纯度，但同时也会增加能源消耗。
6.热平衡以上是一个基本的乙醇和水的精馏塔设计方案。
根据实际情况和具体需求，还需要根据实际的进料组成、产量、纯度和环境要求等因素进行调整。
乙醇_水精馏塔设计说明
乙醇_水精馏塔设计说明
1.设备选型
2.工艺流程
(1)加热阶段：将乙醇_水混合物加热到沸点，使其部分汽化，进入下一个阶段。
(2)蒸馏阶段：乙醇和水在塔内进行汽液两相的分离，高纯度的乙醇向上升腾，低纯度的水向下流动。
(3)冷凝阶段：将高纯度的乙醇气体冷凝成液体，便于收集和储存。
(4)分离阶段：将冷凝后的液体进一步分离，得到纯度较高的乙醇和水。
3.操作参数
(1)温度控制：加热阶段需要将混合物加热到适当的沸点，通常控制在80-100摄氏度。
而在蒸馏阶段，控制塔顶和塔底的温度差异，有助于提高分离效果。
(2)压力控制：塔的进料和出料口通常需要控制一定的压力，以保证流量的稳定。
(3)流量控制：塔内液体的流速对塔的操作效果有较大影响，需保持适当的流速，通常通过调节塔顶和塔底的流量或液位来实现。
4.塔的结构及内件设计
乙醇_水精馏塔的结构包括塔壳、进料装置、分离器、冷凝器、再沸器、集液器等。
其中，塔内需要配置一些内件，如填料和板式塔板等，以
提高传质和传热效果。
填料可采用金属或塑料材料，板式塔板可选用槽式、波纹式等不同形式。
通过合理配置和设计这些内件，提高乙醇_水分离效果。
综上，乙醇_水精馏塔的设计需要综合考虑设备选型、工艺流程、操
作参数以及塔的内部结构等因素。
通过合理的设计和选择，可以实现高效
分离乙醇和水的目的。
分离乙醇水的精馏塔设计
分离乙醇水的精馏塔设计简介在化学工业中，乙醇是一种常见的有机溶剂，广泛应用于药品、肥料和燃料等领域。
然而，乙醇在自然界中通常以水溶液的形式存在。
因此，在乙醇的生产过程中，需要对乙醇水溶液进行分离，以获得高纯度的乙醇。
精馏是一种常用的分离技术，通过利用混合液中组分的不同沸点，将其分离出来。
本文将介绍一种用于分离乙醇水的精馏塔设计方案。
原理精馏塔是精馏过程中的关键设备，它通过将混合液引入塔内，在塔内的驱动下，乙醇和水分别以不同的沸点汽化，然后经过凝结再回流到塔中，最终分离乙醇和水两种组分。
精馏塔的设计考虑了以下几个方面：1.塔内结构：塔内通常设有塔板或填料来增加表面积，从而增加传热和传质效率。
常见的填料包括泡沫塞、环形填料等。
2.塔底结构：塔底设有汽液分离器，用于将汽相和液相分离，并通过不同的出口引出。
3.冷凝器：冷凝器用于冷却出塔顶的汽相，并将其转化为液相，以便于回流到塔内。
4.塔顶结构：塔顶设有乙醇和水的分出口，分别将高纯度的乙醇和水引出。
设计方案在分离乙醇水的精馏塔设计中，应考虑以下几个关键因素：1. 乙醇和水的沸点差异乙醇和水的沸点差异较小，约为7-9℃。
因此，在设计中应选择合适的操作条件，使得乙醇和水能够有效分离。
一种常见的方式是增加塔板或填料层数，以增加传热和传质效率，从而提高分离效果。
2. 塔板或填料的选择塔板和填料是精馏塔中常用的结构。
塔板通常采用筛板或穿孔板，其目的是将混合液均匀分布到塔板上，并提供足够的接触面积。
而填料则是通过增加表面积来增加传质效率，常用的填料包括泡沫塞、环形填料等。
在乙醇水分离的精馏过程中，应选择适合的塔板或填料，以提高分离效率。
3. 回流比的选择回流比是指回流到精馏塔的液相与塔顶产品的比例。
回流比的选择直接影响到塔的分离效果。
一般来说，较高的回流比能够提高精馏塔的分离效率，但同时也增加了能耗。
因此，需要根据实际情况选择合适的回流比。
结论乙醇水的精馏塔设计是分离乙醇的重要工艺步骤。
化工原理 课程设计 精馏塔
化工原理课程设计精馏塔
化工原理课程设计：精馏塔
一、设计题目
设计一个年产10万吨的乙醇-水溶液精馏塔。
该精馏塔将采用连续多级蒸馏的方式，将乙醇与水进行分离。
乙醇的浓度要求为95%（质量分数），水含量要求低于5%。
二、设计要求
1. 设计参数：
操作压力：常压
进料流量：10万吨/年
进料组成：乙醇40%，水60%（质量分数）
产品要求：乙醇95%，水5%
2. 设计内容：
完成精馏塔的整体设计，包括塔高、塔径、填料类型、进料位置、塔板数、回流比等参数的计算和选择。
同时，还需完成塔内件（如进料口、液体分布器、再沸器等）的设计。
3. 绘图要求：
需要绘制精馏塔的工艺流程图和结构示意图，并标注主要设备参数。
4. 报告要求：
完成设计报告，包括设计计算过程、结果分析、经济性分析等内容。
三、设计步骤
1. 确定设计方案：根据题目要求，选择合适的精馏塔类型（如筛板塔、浮阀塔等），并确定进料位置、塔板数和回流比等参数。
2. 计算塔高和塔径：根据精馏原理和物料性质，计算所需塔高和塔径，以满足分离要求。
3. 选择填料类型：根据物料的特性和分离要求，选择合适的填料类型，以提高传质效率。
4. 设计塔内件：根据塔板数和填料类型，设计合适的进料口、液体分布器、再沸器等塔内件。
5. 进行工艺计算：根据进料组成、产品要求和操作条件，计算每块塔板的温度和组成，以及回流比等参数。
6. 进行经济性分析：根据设计方案和工艺计算结果，分析项目的投资成本和运行成本，评估项目的经济可行性。
乙醇水溶液连续精馏塔设计_毕业设计
《化工原理》课程设计任务书一、设计题目乙醇-水溶液连续板式精馏塔设计。
二、任务要求1、设计一连续板式精馏塔一分离乙醇和水，具体工艺参数如下：(1)原料乙醇含量：质量分率=29%(2)原料处理量：质量流量=10.8t/h(3)摩尔分率Xd=0.82;Xw=0.022、工艺操作条件：常压精馏，塔顶全凝，泡点进料，泡点回流，R=（1.2～2）Rmin。
三、设备形式筛板塔四、设计工作日每年330天,每天24小时连续运行六、主要内容1.确定全套精馏装置的流程，汇出流程示意图，标明所需的设备、管线及有关控制或观测所需的主要仪表与装置。
2.精馏塔的工艺计算与结构设计：（1）.物料衡算确定理论板数和实际板数；（2）.计算塔径并圆整；（3）.确定塔板和降液管结构；（4）.流体力学校核，并对特定板的结构进行个别调整；（5）.全塔优化，要求操作弹性大于2。
3.计算塔高。
4.估算冷却水用量和冷凝器的换热面积、水蒸气用量和再沸器换热面积。
5.绘制塔板结构图。
6.列出设计参数表。
第一章设计概述1.1塔设备在化工生产中的作用与地位塔设备是是化工、石油化工和炼油等生产中最重要的设备之一。
它可使气液或液液两相间进行紧密接触，达到相际传质及传热的目的。
可在塔设备中完成常见的单元操作有：精馏、吸收、解吸和萃取等。
此外，工业气体的冷却与回收、气体的湿法净制和干燥以及兼有气液两相传质和传热的增湿、减湿等。
在化工、石油化工、炼油厂中，塔设备的性能对于整个装置的产品质量和环境保护等各个方面都有重大影响。
塔设备的设计和研究受到化工炼油等行业的极大重视。
1.2塔设备的分类塔设备经过长期的发展，形成了形式繁多的结构，以满足各方面的特殊需要，为研究和比较的方便，人们从不同的角度对塔设备进行分类，按操作压力分为加压塔、常压塔和减压塔；按单元操作分为精馏塔、吸收塔、解吸塔、萃取塔、反应塔和干燥塔；按形成相际界面的方式分为具有固定相界面的塔和流动过程中形成相界面的塔，长期以来，人们最长用的分类按塔的内件结构分为板式塔、填料塔两大类。
分离乙醇水的精馏塔设计
分离乙醇水的精馏塔设计乙醇水精馏塔是一种用于分离乙醇和水的设备。
在这种精馏塔中，乙醇和水的混合物被加热，使其沸点降低，然后通过不同的沸点将两种液体分离出来。
下面是一个简单的乙醇水精馏塔设计：1. 塔体设计：精馏塔通常由一个垂直的圆柱形塔体和内部填料组成。
塔体内部通常分为若干个段，每个段都有一个或多个塔板或填料层。
通过管道，将混合物从底部引入，加热蒸发，然后从顶部输出。
2. 加热系统：乙醇水混合物在精馏塔中被加热，使其沸点降低。
通常采用蒸汽或热水来加热塔体，通过外部加热交换器将能量传递给塔体内的混合物。
3. 分离原理：乙醇和水的沸点不同，所以在塔体内加热时，乙醇和水会分别蒸发，并在不同的段或填料层分离。
乙醇的沸点比水低，所以乙醇首先蒸发，然后在塔体内向上升，水则在更低的位置蒸发，形成乙醇和水的分离。
4. 冷凝系统：在塔体的顶部设置冷凝器，将上升的蒸汽冷凝成液体，分离出乙醇和水。
分离后的乙醇和水分别通过不同的管道送出。
5. 控制系统：精馏塔需要一个精确的控制系统来控制加热和冷却过程，以确保分离效果达到最佳状态。
总的来说，乙醇水精馏塔通过加热和冷凝的过程，利用乙醇和水的沸点差异，将两种液体有效分离。
这种精馏塔设计可以在工业生产中用于大规模分离乙醇和水，满足不同领域的需求。
很高兴继续为您介绍乙醇水精馏塔的相关内容。
6. 塔板或填料层设计：精馏塔内部通常设置有塔板或填料层，用于增加表面积，促进蒸汽和液体的接触，从而促进分离。
常用的塔板类型包括泡沫塔板和穿孔塔板，填料层则可以选择球状或鼓形填料等。
这些设计可有效提高乙醇和水的分离效率。
7. 操作方法：在精馏过程中，需要注意控制加热温度、冷却温度、流速等参数，以保证所得到的乙醇和水的纯度和分离效率。
为此，通常采用自动化控制系统，监测和调整各项参数，提高操作的稳定性和效率。
8. 安全措施：在乙醇水精馏过程中，需要注意防止乙醇的挥发和着火，避免发生危险。
因此，需要设置相应的通风排气系统，并且保证设备的密封性良好。
分离乙醇水精馏塔设计
分离乙醇水精馏塔设计引言乙醇水分离是化工工程中常见的一种操作，通过精馏塔可以实现乙醇与水的分离。
本文将针对乙醇水精馏塔的设计进行介绍，包括塔的结构、工艺参数和操作步骤等。
1. 塔的结构乙醇水精馏塔的结构一般分为以下三部分：顶部蒸汽分离器、中部塔板和底部回流器。
1.1 顶部蒸汽分离器顶部蒸汽分离器用于将乙醇和水的混合物中的乙醇蒸汽与未能蒸发的液体进行分离。
蒸汽分离器一般由分离器壳体、液体收集器和气流分布器等部件组成。
1.2 中部塔板中部塔板用于增加塔板的数量，增加乙醇与水之间的接触面积，更好地实现分离效果。
塔板一般由塔板壳体、孔板和气液分布装置等组成。
1.3 底部回流器底部回流器主要用于分离塔的底部液相产物，以保证乙醇的纯度。
回流器一般由回流器壳体、回流管和液体收集器等组成。
2. 工艺参数在设计乙醇水精馏塔时，需要考虑的工艺参数包括塔板的数量、塔板的间距、塔底的回流比等。
2.1 塔板数量塔板的数量决定了乙醇与水之间的接触面积。
一般来说，塔板数量越多，分离效果越好。
但是过多的塔板会增加设备投资成本，因此需要在分离效果和经济性之间进行平衡。
2.2 塔板间距塔板间距的选择也是很重要的。
间距过大会减少塔板数量，使得乙醇与水之间的接触面积减小；间距过小则增加回流液的沉降阻力，使得分离效果下降。
因此，需要根据具体工艺要求进行合理的选择。
2.3 回流比回流比是指回流到塔顶的液体与塔底的进料流量之比。
回流比的选择对精馏塔的分离效果有着直接的影响。
一般来说，较大的回流比能够减小塔底的进料液温度，提高塔板效率。
但是过大的回流比也会增加能耗，增加设备运行成本。
3. 操作步骤乙醇水精馏塔的操作步骤一般分为以下几个步骤：装填填料、预热操作、生产操作和停车操作。
3.1 装填填料首先需要将塔内的填料装填好。
填料的选择要考虑填料的表面积、缝隙率和液体分布性等因素。
常见的填料有波纹板、环形填料和反光板等。
3.2 预热操作在正式运行之前，需要进行预热操作。
乙醇—水溶液精馏塔设计
乙醇-水溶液连续精馏塔设计目录1.设计任务书 (3)2.英文摘要前言 (4)3.前言 (4)4.精馏塔优化设计 (5)5.精馏塔优化设计计算 (5)6.设计计算结果总表 (22)7.参考文献 (23)8.课程设计心得 (23)精馏塔设计任务书一、设计题目乙醇—水溶液连续精馏塔设计二、设计条件1．处理量： 15000 （吨/年）2．料液浓度： 35 （wt%）3．产品浓度： 93 （wt%）4．易挥发组分回收率： 99%5．每年实际生产时间：7200小时/年6. 操作条件：①间接蒸汽加热；②塔顶压强：1.03 atm（绝对压强）③进料热状况：泡点进料；三、设计任务a) 流程的确定与说明；b) 塔板和塔径计算；c) 塔盘结构设计i. 浮阀塔盘工艺尺寸及布置简图；ii. 流体力学验算；iii. 塔板负荷性能图。
d) 其它i. 加热蒸汽消耗量；ii. 冷凝器的传热面积及冷却水的消耗量e) 有关附属设备的设计和选型，绘制精馏塔系统工艺流程图和精馏塔装配图，编写设计说明书。
乙醇——水溶液连续精馏塔优化设计前言乙醇在工业、医药、民用等方面，都有很广泛的应用，是很重要的一种原料。
在很多方面，要求乙醇有不同的纯度，有时要求纯度很高，甚至是无水乙醇，这是很有困难的，因为乙醇极具挥发性，也极具溶解性，所以，想要得到高纯度的乙醇很困难。
要想把低纯度的乙醇水溶液提升到高纯度，要用连续精馏的方法，因为乙醇和水的挥发度相差不大。
精馏是多数分离过程，即同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程，因此可使混合液得到几乎完全的分离。
化工厂中精馏操作是在直立圆形的精馏塔内进行的，塔内装有若干层塔板或充填一定高度的填料。
为实现精馏分离操作，除精馏塔外，还必须从塔底引入上升蒸汽流和从塔顶引入下降液。
可知，单有精馏塔还不能完成精馏操作，还必须有塔底再沸器和塔顶冷凝器，有时还要配原料液预热器、回流液泵等附属设备，才能实现整个操作。
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型，特别是在石油、化学工业中使用最普遍。
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编号：（ ）字 号本科生毕业设计（论文）题目：姓名： 学号：班级：二〇一二年六月乙醇水溶液 提纯精馏（120kt/a ）设计 张飞飞 06082927 过程装备与控制工程2008-2班中国矿业大学毕业设计任务书学院化工学院专业年级过控08- 2班学生姓名张飞飞院长签字：指导教师签字：指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：指导教师签字：年月日评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力；③工作量的大小；④取得的主要成果及创新点；⑤写作的规范程度；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：评阅教师签字：年月日中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩摘要乙醇-水是工业上最常见的溶剂，也是非常重要的化工原料之一，是无色、无毒、无致癌性、污染性和腐蚀性小的液体混合物。
因其良好的理化性能，广泛地应用于国民经济的许多部门,近些年来，由于燃料价格的上涨，乙醇燃料越来越有取代传统燃料的趋势。
但是由于乙醇-水体系有共沸现象，普通的精馏难于得到高纯度的乙醇。
因此，研究和改进乙醇-水体系的精馏设备是非常必要的。
本设计基于精馏的原理，查阅乙醇-水体系的相关物性参数，对精馏装置进行设计.而这一设计过程中的主要内容有:物料衡算，热量衡算，塔体工艺设计，塔板工艺设计，塔附属设备设计以及部分机械设计。
关键词：乙醇-水；精馏塔设计；附属设备设计；机械设计ABSTRACTEthanol-water is one of the most common industrial solvents and important chemical raw materials,which is colorless,non-toxic, non-pollution,non-carcinogenic,and little corrosive. Due to its good physical and chemical properties ,Ethanol-water is widely used in many national economic sectors. In recent years, because of the rising prices of fuels, ethanol fuel issaid to replace traditional fuels in future. but due to the ethanol - water system azeotropicphenomenon, it is difficult to produce high purity ethanol through common distillation .Therefore, It is essential to research and improve the distillation equipment of ethanol- water system.This article is based on the principle of Distillation, Access to some related physical parameters of ethanol - water system, This process of designing the main content Material balance, energy balance, the tower of design, ancillary equipment design as well as some mechanical design.Key words: ethanol-water ；distillation tower design; Ancillary equipment design；mechanical design总目录第一部分：设计说明书第二部分：专题论文第三部分：专英翻译第四部分：致谢第一部分：设计说明书目录1.绪论 (1)1.1.设计背景 (1)1.2.设计意义 (1)1.3.设计步骤 (1)2.精馏塔设计计算 (2)2.1.精馏流程的确定 (2)2.2.塔的物料衡算 (2)2.2.1.查阅文献，整理有关物性数据 (2)2.2.2.料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (3)2.2.3. 平均摩尔质量 (3)2.2.4. 物料衡算 (3)2.3. 塔板数的确定 (3)2.3.1. 乙醇—水物系的气液平衡数据 (4)2.3.2. 求最小回流比及操作回流比 (4)2.3.3. 求精馏塔的气液相负荷 (4)2.3.4. 求操作线方程 (4)2.3.5. 图解法求理论塔板层数 (4)2.3.6. 求实际塔板数 (5)2.4 塔的工艺条件及物性数据计算 (6)2.4.1. 操作压力 (6)2.4.2. 平均摩尔质量 (7)2.4.3. 平均密度 (7)2.4.3.1 气相密度 (7)2.4.3.2 液相平均密度 (7)2.4.4. 液体表面张力 (8)2.5 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (9)2.5.1. 塔径的计算 (9)2.5.2. 精馏塔有效高度的计算 (9)2.6 塔板主要工艺尺寸的计算 (9)2.6.1. 堰长 (9)2.6.2. 溢流堰高度 (10)2.6.3. 弓形降液管宽度和截面积 (10)2.6.4. 降液管底隙高度 (11)2.7 塔板布置 (11)2.7.1. 塔板的分块 (12)2.7.2. 边缘区宽度确定 (12)2.7.3. 开孔区面积计算 (13)2.8 塔版流体力学验算 (13)2.8.1. 气相通过浮阀塔板的压强降 (13)2.8.2. 液沫夹带 (14)2.8.4. 液泛 (14)2.9 塔板负荷性能图 (14)2.9.1. 漏液线 (15)2.9.2. 液沫夹带线 (15)2.9.3. 液相负荷下限线 (16)2.9.4. 液相负荷上限线 (16)2.9.5. 液泛线 (16)2.9.6. 漏液线 (16)3. 塔盘的结构设计 (19)3.1 塔板结构 (19)3.1.1. 矩形板 (19)3.1.2. 通道板 (22)3.1.3. 弧形板 (22)3.2 受液盘 (23)3.2.1. 凹形受液盘 (23)3.2.2. 液封盘 (24)3.3 降液板 (24)3.4 支持板和支持圈 (25)3.5 紧固件结构 (25)3.6 塔盘机械计算 (26)3.6.1. 塔盘的载荷 (26)3.6.2. 塔盘板的允许挠度 (27)3.6.3. 矩形板稳定性校核 (27)3.6.1. 塔盘重量估算 (27)3.6.2. 不同载荷下的稳定性校核 (27)3.7 本章小结 (30)4 辅助装置及附件设计 (30)4.1 接管设计 (30)4.1.1. 进料管 (31)4.1.2. 回流管 (31)4.1.3. 塔釜出料管 (31)4.1.4. 塔顶蒸气出料管 (33)4.1.5. 塔釜进气管 (33)4.1.6. 法兰 (33)4.2 塔顶回流冷凝器 (34)4.2.1. 整体式 (34)4.2.2. 强制循环式 (34)4.3 塔底再沸器 (34)4.4 除沫器设计 (35)4.4.1. 设计气速的选取 (35)4.4.2. 除沫器直径计算 (36)4.5 吊柱 (36)4.5.2 吊柱的结构 (36)4.6 人孔 (37)4.7 裙座 (38)4.7.1 裙座选材 (38)4.7.2 裙座的结构 (38)4.7.2.1 座体 (38)4.7.2.2 座体厚度 (38)4.7.2.3 裙座与塔体的连接 (38)4.7.2.4 裙座缺口 (40)4.7.2.5 检查孔 (40)4.7.2.6 排气管 (40)4.7.2.7 引出管通道 (40)4.7.2.8 防火层与保温层 (40)4.8操作平台和扶梯 (40)4.9本章小结 (40)5塔的强度设计和稳定性校核 (41)5.1设计条件 (41)5.1.1 塔总体高度 (41)5.1.11 塔顶空间高度 (41)5.1.12塔底部空间高度 (41)5.1.13开有人孔的板间距 (41)5.1.14 裙座高度 (41)5.1.1. 塔进料板高度 (41)5.1.1. 塔总体高度 (41)5.1.2 按计算压力计算塔体和封头的厚度 (41)5.111 塔体厚度计算 (41)5.112 封头厚度计算 (41)5.2 已知条件 (42)5.3 塔设备质量载荷计算 (42)5.4 自振周期计算 (44)5.5 地震载荷与地震弯矩计算 (44)5.6 风载荷与风弯矩计算 (46)5.7 偏心弯矩及最大弯矩 (49)5.8 圆筒轴向应力校核和圆筒稳定校核 (49)5.9 塔设备压力实验时的应力校核 (50)5.10 裙座轴向应力校核 (51)5.11 基础环设计 (53)5.12 地脚螺栓计算 (54)5.13 校核结果 (54)5.15 塔设备质量载荷计算 (54)5.14 本章小结 (55)6塔设备的制造、安装及运输 (55)6.1.1 制造上的要求 (55)6.1.1.1 材料检验 (55)6.1.1.2 冷热成形 (55)6.1.2 制造与组装 (55)6.1.3 焊接及其特点 (56)6.1.4 热处理 (56)6.2 大型塔设备的安装 (57)6.2.1 安装上的考虑 (57)6.2.2 塔盘的安装 (57)6.3 塔设备的运输 (57)6.3.1 运输上的考虑 (57)6.3.2 铁路运输 (58)7 总结 (58)参考文献 (61)附录1：专题论文 (62)附录2：翻译部分 (69)英文原文 (70)中文译文 (75)致谢 (83)1 绪论1.1设计背景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。
1.2设计意义乙醇在工业、医药、民用等方面，都有很广泛的应用，是很重要的一种原料。
在很多方面，要求乙醇有不同的纯度，有时要求纯度很高，甚至是无水乙醇，这是很有困难的，因为乙醇极具挥发性，也极具溶解性，所以，想要得到高纯度的乙醇很困难。
要想把低纯度的乙醇水溶液提升到高纯度，要用连续精馏的方法，因为乙醇和水的挥发度相差不大。
精馏是多数分离过程，即同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程，因此可使混合液得到几乎完全的分离。
化工厂中精馏操作是在直立圆形的精馏塔内进行的，塔内装有若干层塔板或充填一定高度的填料。