乙醇精馏塔
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，普通的精馏对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
Abstract: Ethanol-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 is said to replace traditional fuels in future. but due to the ethanol - water system azeotropic phenomenon, 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
前言
乙醇(ethanolthyl或alcohol)俗称酒精,系醇类代表,是一种无色透明易挥
发和易燃的液体。其分子式C
2H
6
O,结构式CH
3
-CH
2
-OH,分子量46.07。
随着能源短缺情况的日益严重，代用燃料得到广泛重视，乙醇作为一种可能的潜在能源而身价百倍。在汽油中添加5%～20%无水乙醇而成的汽油醇应运而生。另外，乙醇还可以作为抗爆剂添加到汽油中代替四乙基铅。
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必要的。
精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作，在化工，炼油，石油化工等工业得到广泛应用。精馏过程在能量计的驱动下，使气，液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各相分挥发度的不同，使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。实现原料混合物中各组成分离该过程是同时进行传质传热的过程。蒸馏操作在化工、石油化工、轻工等工业生产中中占有重要的地位。而这一过程是借助板式塔设备实现的。
目前，我国常用的板式塔型仍为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔和舌形塔等，加强了对筛板塔的科研工作，提出了斜孔塔和浮动喷射塔等新塔型。对多降液管塔盘、导向筛板、网孔塔盘等也都做了较多的研究，并推广应用于生产。其他如大孔径筛板、双孔径筛板、穿流式可调开孔率筛板、浮阀-筛板复合塔盘等多种塔型的试验工作也在进行，有些以取得了一定的成果或用于生产。
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，而被广泛地应用于化工、日化、医药等行业。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，且已在郑州、济南等地的公交、出租车行业内被采用。山东业已推出了推广燃料乙醇的法规。多年来，蒸馏工艺被认为是最经济的工业化回收乙醇的方法。但是随着能源短缺情况日益严重，研究节能型蒸馏工艺和非蒸馏回收乙醇工艺已成为乙醇工业研究的重要课题。
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。国外浮阀塔径，大者可达10m，塔高可达80m，板数有的多达数百块。
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5～9，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400～660N/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％。
目录
摘要 (1)
一、绪论 (7)
1.1课程设计的目的 (7)
1.2设计依据 (7)
1.3设计内容及任务 (8)
1.3.1设计题目:乙醇精馏塔 (8)
1.3.2设计任务及条件： (8)
1.4设计内容： (8)
1.5设计上交文件 (8)
二、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)
2.1.3 塔的结构的设计 (12)
2.1.4 精馏塔塔径的计算 (12)
常压下乙醇-水气液平衡组成与温度关系 (12)
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)
2.2.3 塔板布置 (21)
三、流体力学验算 (23)
3.1 气体通过浮阀塔板的压力降（单板压降） (23)
3.2液泛验算 (24)
3.3. 雾沫夹带验算 (24)
3.4 液体在降液管中的停留时间 (25)
3.5 操作性能负荷图 (25)
3.5.1 气相负荷下限图（漏液线） (25)
3.5.2 过量液沫夹带线 (25)
3.5.3 液相负荷下限线 (26)
3.5.4 液相负荷上限线 (26)
3.5.5 液泛线 (26)
四、设备的计算及选型 (28)
4.1冷凝器负荷 (28)
4.2 再沸器热负荷 (29)
五、浮阀塔工艺设计结果 (30)
六、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 尺寸规格 (33)
6.2.4封头的高 (33)
6.2.5封头的壁厚 (33)
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 (35)
6.7塔节的设计 (35)
6.8塔体各部分高度设计 (35)
6.9塔体各开孔补强设计 (36)
6.9.1 开孔补强设计方法 (36)
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）与法兰 (37)
6.10.1各接管尺寸的确定 (37)
6.10.2法兰 (38)
6.11塔体手孔及人孔的设计 (39)
6.12.除沫器的设计 (39)
6.13.支座设计 (39)
6.13.1 精馏塔塔体质量： (40)
6.13.2封头质量： (40)
13.3 塔内物料质量估算 (40)
13.4 附件质量 (40)
13.5设备总质量 (40)
6.14.离心泵的选择 (41)
6.14.1离心泵的选择 (41)
6.14.2泵的参数计算 (41)
7.1.1课程设计总结 (42)
一、绪论
1.1课程设计的目的
课程设计是“化工原理”课程的一个总结性教学环节，是培养学生综合运用本门课程及有关先修课程的基础知识去解决某以设计任务的一次训练，在整个教学计划中起着培养学生独立工作能力的重要作用，通过课程设计就以下几方面要求学生加强训练。
（1）查阅资料选用公式和收集数据的能力。
（2）树立既考虑技术上的先进性与可行性，又考虑经济上的合理性，并注意到操作上的劳动条件和环境保护的正确设计思路，在这种设计思路的指导下去分析和解决实际问题的能力。
（3）迅速准确的进行工程计算和计算机绘图的能力。
1.2设计依据
课程设计方案选定所涉及的主要内容有：操作压力、进料状况、加热方式及其热能的利用。
（1）操作压力
精馏常在常压，加压或减压下进行，确定操作压力主要是根据处理物料的性质，技术上的可行性和经济上的合理性来考虑的。一般来说，常压精馏最为简单经济，若无聊无特殊要求，应尽量在常压下操作。加压操作可提高平衡温度，有利于塔顶蒸汽冷凝热的利用，或可以使用较便宜的冷却剂，减少冷凝，冷却费用。在相同的塔径下，适当提操作压力还可以提高塔德处理能力。所以我们采用塔顶压力为1.03atm进行操作。
（2）进料状况
进料状态有多种，但一般都是将料液预热到泡点或接近泡点才送入塔中，这样，进料温度不受季节，气温变化和前道工序波动的影响，塔的操作也比较好控制。此外，泡点进料时，精馏段和提馏的塔径相同，设计制造比较方便。（3）加热方式
精馏塔通常设置再沸器，采用间接蒸汽加热，以提供足够的能量，若待分离的物系为某种轻组分和水的混合物，往往可采用直接蒸汽加热方式，但在塔顶轻组分回收率一定时，由于蒸汽冷凝水的稀释作用，使残液轻组分浓度降低，所需塔板数略有增加。
（4）热能的利用
精馏过程的原理是多次进行部分汽化和冷凝，因此热效率很低，通常进入再沸器的能量仅有5%左右被利用。塔顶蒸汽冷凝放出的热量是大量的。但其位能较低，不可能直接用来做塔釜的热源，但可用作低温热源，供别处使用。或可
采用热泵技术，提高温度后在用于加热釜液。
1.3设计内容及任务
1.3.1设计题目:乙醇精馏塔
1.3.2设计任务及条件：
生产能力（塔顶产品） 3300 kg/h
操作周期300 天／年
进料组成42% （质量分数，下同）
塔顶馏出液组成≥90%
塔底馏出液组成≤0.5%
操作压力4kPa（塔顶表压）
进料热状况泡点
乙醇相对分子质量：46.07；水相对分子质量：18.02
年开工7200小时
（5）、操作条件：
a、间接蒸汽加热；
b、塔顶压力：1.03atm（绝对压强）
c、进料
热状态：泡点进料；d、回流比：R=3.174 e、单板压降:75mm液注
1.4设计内容：
（1）、流程的设计与说明；
（2）、塔板和塔径的计算；
（3）、塔盘结构的设计：
a、浮阀塔盘工艺尺寸及布置简图；
b、流体力学验算；
c、塔板负荷性能图。
（4）、其它：a、加热蒸汽消耗量；b、冷凝器的传热面积及冷却水的消耗量1.5设计上交文件
（1）、设计说明书一份
（2）、A4设计图纸包括：流程图、精馏塔工艺条件图。
二、塔的工艺计算
2.1工艺过程
2.1.1物料衡算
F W =42﹪ D W =90﹪ W W =0.5﹪ M 乙醇 =46.07g/mol M 水=18.02g/mol
F x =
0.42/46.070.42/46.070.58/18.02
=+0.2207 D x =0.9/46.070.9/46.070.1/18.02
=+0.7787 W x =0.0005/46.070.0005/46.070.995/18.02=+0.0002 已知原料液处理量：F n q ,= 3
24000103002424.07⨯⨯⨯=138.48/kmol h 总物料衡算 ,,,n F n D n W q q q =+ =138.48/kmol h 易挥发组分物料衡算 ,,138.480.22070.77870.0002n D n W q q ⨯=⨯+⨯ 联立以上二式得：
D n q ,=39.22/kmol h W n q ,=99.26/kmol h 表1
F n q ,
F x D n q ,
39.22kmol/h D x 0.7787 W n q ,
99.26 kmol/h W x
0.0002
2.1.2理论及实际塔板数的确定
根据乙醇-水体系的相平衡数据可以查得： 1y =D x =0.7787 1x = 0.738 D α=1.2492 F y =0.3975 F x =0.2207 F α=2.3296
w y =0.0014 W x =0.0002 W α=7.0084
平均相对挥发度的求取： 2.7322α===
精馏段的平均相对挥发度的求取：1 1.7059F α===
泡点进料：min (1)1 1.589011D D F F x a x R a x x ⎡⎤-=
-=⎢⎥--⎣⎦
操作回流比取最小回流比的2倍即min 2 3.178R R == 理论塔板数由绘图得（不加再沸器）：min 10N =（图附最后） 进料板位置为第六块
a) 根据乙醇-水体系的相平衡衡数据可以查得：
塔顶：0.7787D x = t D =77.95℃ 塔底：0.0002W x = =90.06w t ℃
塔顶和塔釜的算术平均温度：77.9590.06
84.00522
D W t t t ++=
==℃ 由《化学与化工数据手册》（化学化工出版社）书 中附表11.3.4与与《 化工工艺设计手册》（化学化工出版社 第三版）1-715页表21-6查得：
在84.005℃下，
0.495.0.365.a a mp s mp s
m m ==乙醇水
根据公式lg lg Lm i i x μμ=∑得
[
]
0.2207lg0.495(10.2207)lg0.365100.390.Lm a mp s m ?- ==
由奥康奈尔关联式：
0.2450.49()T L E αμ-=⨯得下式 0.2450.49(2.73220.390)0.4824T E -=⨯=
求的实际塔板数110
20.710.4824
T T N N E -=
== 取N=21
2.1.3 塔的结构的设计 2.1.4 精馏塔塔径的计算
（1） 查的有关乙醇与水的安托因方程：
乙醇:
1625.057.338270231.481652.46
lg(/)7.33827231.4810
S a t A B P kp A t C t p ⎡
⎤-⎢⎥+⎣⎦
=-=-
++=得： 水：1657.467.074060
227.030000
1657.46
lg(/)7.07406227.03
10
,s a t B
A B A A B B B p kp A t C t p p p x p x P
p ⎡
⎤-⎢⎥+⎣⎦
=-
=-++=+=得：将代入
进行试差，求的塔顶、进料板、及塔釜的压力和温度：
常压下乙醇-水气液平衡组成与温度关系
利用表中数据用插值法求得
t
F
：
37.2361.167
.821.84－－=84.122.0716.61
F t -- t F =82.97℃
t D ：72.7443.8941.7815.78－－=78.15
77.8789.41D t -- t D =77.95℃
t
W
：
90.105.95100－－=0
2.0100
－－t W t W =90.06℃
82.9777.9590.0683.6633F W D t t t t ++++=
==℃
1）塔顶： 1.03104.339D a P atm kP == 2）进料板位置：N F =6
精馏段实际板层数：60.482812.42713N ==≈精 取每层塔板压降：0.4a kP ∆P =
进料板压力：104.339130.4109.539F a P kP =+⨯=
进料板：109.5390.220782.97F a A F F P kP x x t =====，试差得℃
3）提馏段实际板层数：3 6.21370.4828N ==≈提 塔釜压力：104.3390.421112.739W a P kP =+⨯=
塔釜：0.0002112.73990.06A W W a W x x P kP t ====，试差得℃ 求得精馏段和提馏段的平均压力和温度：
精馏段：t 1=2F D t t +=82.9777.952
＋=80.46℃
104.339109.539
106.9392
P k P a
+== 提馏段：t 2=2F w t t +=82.9790.06
2
+=86.52℃ 109.539112.739
111.13852
a P kP +=
=
（2）平均摩尔质量的计算：
塔顶：
0.778746.07(10.7787)18.0239.86/0.73846.07(10.738)18.0238.72/VDm LDm M kg kmol M kg kmol
=⨯+-⨯==⨯+-⨯=
进料板：
0.397546.07(10.3975)18.0229.17/0.220746.07(10.2207)18.0224.21/VFm LFm M kg kmol M kg kmol
=⨯+-⨯==⨯+-⨯=
塔釜：
0.001446.07(10.0014)18.0218.00/0.000246.07(10.0002)18.0218.02/VWm LWm M kg kmol M kg kmol
=⨯+-⨯==⨯+-⨯=
精馏段平均摩尔质量：
39.8629.17
34.515/2238.7224.2131.465/22
VDm VFm Vm LDm LFm Lm
M M M kg kmol
M M M kg kmol
++=
==++=== 提馏段的平均摩尔质量：
29.1718.00
23.585/2224.2118.0221.115/22
VFm VWm Vm LFm LWm Lm
M M M kg kmol
M M M kg kmol
++===++=== 表2 平均摩尔质量
1）气相平均密度的计算：Vm M RT r R = 精
馏
段
气
相
平均
密度计算：
3106.93934.515
1.26/8.314(273.1580.46)
m Vm Vm M kg m RT ρP ⨯⨯=
==⨯+ 提馏段平均密度计算：3111.138523.585
0.877/8.314(273.1586.52)
Vm kg m ρ⨯=
=⨯+
2）液相平均密度计算：
1
i
L
i
w ρρ=∑
塔顶：3
LD 731.50/,973.02/0.73846.07
0.8781(1)0.73846.07(10.738)18.02
11
754.321/0.87810..1219
731.50973.02
A B A A A A A A B m A
B
A
B
kg kmol kg kmol
x M w x M x M kg m w w ρρρρρ==⨯=
==+-⨯+-⨯=
=
=+
+
得：
进料板：33
3
715.50/,970.528/0.220746.07
0.420.220746.07(10.2207)18.02
1
844.16/0.420.58
715.50970.528
A B A LFm kg m kg m w kg m ρρρ==⨯=
=⨯+-⨯==+
得：
塔釜：33
3
LW 710.50/,965.30/0.000246.07
0.000510.000246.07(10.000218.02
1
965.123/0.000510.99949
710.50965.30
A B A m kg m kg m w kg m ρρρ==⨯=
=⨯+-⨯==+
）得：
精馏段液相平均密度：3754.321844.16
799.24/2
Lm kg m ρ+=
=
提馏段液相平均密度：3844.16965.123
904.04/2
Lm kg m ρ+==
（4）液体平均表面张力的计算
液体平均表面张力按下式计算：Lm i i x σσ=∑
塔顶：177.95t =0C ,由《化工工艺手册》（化学工业出版）
17.3/,62.285/A B mN m mN m σσ==
11(1)0.73817.3(10.738)62.28529.08/LDm A B x x mN m σσσ=+-=⨯+-⨯= 进料板：082.97F t C = 16.8/,61.5/A B mN m mN m σσ==
(1)0.220716.8(10.2207)61.551.4/LFm F A F B x x mN m σσσ=+-=⨯+-⨯= 塔釜：90.06w t =℃,查附录：16.1/,60.1/A B mN m mN m σσ== 得：0.000216.1(10.0002)60.160.09/LWm mN m σ=⨯+-⨯= 精馏段液体表面平均张力：29.0851.4
40.0255/2
2
LDm LFm
Lm mN m σσσ++==
= 提馏段液体表面平均张力：51.460.0955.56/
LWm
LFm Lm
mN m σσσ++===
液体平均黏度的计算按下式计算：lg lg Lm i i x μμ=∑
塔顶：177.95t =℃,查由《化工工艺设计手册》（第四版，上册 化学工业出版社，）1092页
图21-55 1053页图21-6
塔底：0.43.A a mp s μ=，0.36.B a mp s μ= ①得：[
]
lg 0.738lg0.43(10.738)lg0.3610100.410.i i
x LDm a mp s μμ+-∑
===
进料板：82.97FM t =℃，查附录：0.42.A a mp s μ=，0.38.B a mp s μ= ②得：[
]
lg 0.22.7lg 0.42(10.2207)lg 0.3810100.388.i i
x LFm a mp s μμ+-∑
===
塔底：90.06t =℃ 0.35.A a mp s μ=0.31.B a mp s m = ③得：[
]
lg 0.0002lg0.35(10.0002)lg0.3110100.31.i i
x LWm a mp s μμ+-∑
===
精馏段液体平均黏度：0.410.388
0.399.2
Lm a mp s μ+== 提馏段液体平均黏度：
'0.310.3880.349.2
Lm
a mp s
μ+== 表5 液体平均黏度计算
精馏段
气相体积流率：(1) 4.17839.22163.86/V R D kmol h =+=?
3163.8623.585
0.8519/36003600 1.26
vm s vm VM V m s ρ⨯=
==⨯
液相体积流率：4
3.17839.2212
4.641/124.64121.115
9.151036003600799.24
Lm S Lm L RD kmol h
LM L ρ-==⨯=⨯=
==⨯⨯ 提馏段
气相体积流率：
''''
'3
'
191.6199.2692.35
92.3523.5850.6898/360036000.877vm s
vm V L W V M V m s ρ=-=-=⨯===⨯ 液相体积流率：'''
'33'
124.6411138.48263.121/263.12121.115 1.7110/36003600904.64Lm
s
Lm L L qF kmol h
LM L m s ρ-=+=+⨯=⨯===⨯⨯ 表6
s V 0.85193/m s
's V 30.6898/m s S L
49.1510-´3/m s
's L
3
31.7110/m s -´
（7）塔径的计算 塔径的确定，需求max u =C 由下式计算：0.2120()20
C C σ
=,20C 由smith 图查取。
取板间距0.35T H m =，板上液层高度10.06h m =，则10.350.060.29T H h m -=-= 1) 精馏段塔径的确定：图的横坐标为
40.50.5
9.1510799.24()()0.02710.8519 1.26
S L s V L V ρρ-⨯=⨯= 查smith 图得：20C =0.060 C
=0.0689 max 1.545u ==，取
安全系数为0.85，则空塔气数为：0.85 1.545 1.313/u m s =?
，则精馏塔塔径
0.891D m =
== 2) 提馏段塔径的确定：
横的坐标为：0.5()0.0795S L s V L V ρρ=
= 查smith 图得：20C =0.062
'0.2
'max 55.560.062(
)0.076120
2.442/C u m s
=⨯===
取安全系数为0.85，则空塔气速为'0.85 2.442 2.075/u m s =?
则精馏塔塔径'
0.651D m ===
3) 按标准塔径圆整后， 1.0D m =
塔截面积：2
20.7854
T D A m p ==
精馏段实际空塔气速为：0.8519 1.085/0.785
s T V u m s A =
== 提馏段实际空塔气速为：''
0.6898
0.879/0.785
s T V u m s A ===
2.2塔板主要工艺尺寸的计算 2.2.1溢流装置计算
因塔径 1.0D m =，可选用单溢流弓形降液管 （1）堰长w l
单溢流：()0.6~0.8w l D =，取0.6 1.00.6w l m =⨯= (2)溢流堰高度w h
因为L w o w h h h =+，选用平直堰，堰上液层高度ow h 可用Francis 计算，即
2
3
2.841000h ow w L h E l ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪
⎝⎭
精馏段：4336009.15103600 3.294/h s L L m h -=⨯=⨯⨯=，
2.5 2.5
3.29411.810.6h w L l ==，
精馏塔的种类
精馏塔的种类 一、引言 在化工领域，精馏是一种常用的分离技术，可以用于分离液体混合物中的不同组分。而精馏塔作为精馏过程中最核心的设备之一，具有不同的种类和结构。本文将介绍精馏塔的种类、结构和应用领域。 二、按照结构分类 1. 塔板精馏塔 塔板精馏塔是最常见的一种精馏设备。它由一系列塔板组成，每个塔板上都有一个孔，用于液体和气体的交换。塔板通常由金属材料制成，如不锈钢。塔板的数量可以根据需要进行调整，以实现不同的分离效果。塔板精馏塔具有操作简单、投资成本低的优点，被广泛应用于石油、化工和食品等行业。 2. 填料精馏塔 填料精馏塔不同于塔板精馏塔，它没有塔板，而是通过填料来实现液体和气体之间的传质传热。填料可以是不同形状的颗粒或物块，如环状填料、网状填料和球状填料等。填料精馏塔由于没有塔板的限制，可以实现更高的传质传热效率和更高的塔效。填料精馏塔通常用于需要较高塔效的工艺，如精制石油产品的分离和超高纯度化学品的生产。 3. 除气塔 除气塔是一种特殊的精馏塔，它主要用于除去液体中的气体。除气塔通常由吸附剂填料构成，通过与气体中的气体相互作用来实现气体的分离。除气塔被广泛应用于炼油、天然气处理和化学品生产等领域。
三、按照应用分类 1. 石油精馏塔 石油精馏塔主要用于石油加工行业中，用于将原油中的不同组分进行分离。根据石油组分的不同，石油精馏塔可以实现蒸馏、重整、裂化和精制等不同的工艺。石油精馏塔的设计和操作需要考虑原油的性质、产品要求和经济因素等多个因素。 2. 酒精精馏塔 酒精精馏塔主要用于酒精和酒的生产过程中，用于将发酵产生的液体中的酒精进行分离。酒精精馏塔通常采用填料结构，以实现高效的酒精分离。酒精精馏塔还需要考虑产品的纯度、产量和能源消耗等因素。 3. 精细化工精馏塔 精细化工精馏塔广泛应用于化学工业中，用于生产高纯度的化学品。精细化工精馏塔通常采用填料结构和复杂的操作控制系统，以实现对微量杂质的高度分离。精细化工精馏塔的设计和操作需要考虑产品的要求、设备的安全性和可靠性等因素。 4. 生物制药精馏塔 生物制药精馏塔主要用于生物制药行业中，用于提取、纯化和分离生物制剂。生物制药精馏塔通常采用填料结构和生物相容材料，以避免对生物制剂的污染。生物制药精馏塔还需要考虑产品的纯度、活性和产量等因素。 四、总结 精馏塔作为精馏过程中最常用的设备之一，具有多种不同的种类和应用领域。根据结构的不同，精馏塔可以分为塔板精馏塔、填料精馏塔和除气塔等；根据应用的不同，精馏塔可以分为石油精馏塔、酒精精馏塔、精细化工精馏塔和生物制药精馏塔等。每种精馏塔都有其特定的设计要求和操作技术。在实际应用中，需要根据具体的工艺要求和经济因素来选择合适的精馏塔。通过合理的设计和操作，精馏塔可以实现高效的物质分离和纯化，对于提高产品质量和生产效率具有重要意义。
分离乙醇水精馏塔设计(含经典工艺流程图和塔设备图)
分离乙醇-水的精馏塔设计 设计人员： 所在班级：化学工程与工艺成绩： 指导老师：日期：
化工原理课程设计任务书 一、设计题目：乙醇---水连续精馏塔的设计 二、设计任务及操作条件 （1）进精馏塔的料液含乙醇35％（质量分数，下同），其余为水； （2）产品的乙醇含量不得低于90％； （3）塔顶易挥发组分回收率为99％； （4）生产能力为50000吨/年90％的乙醇产品； （5）每年按330天计，每天24小时连续运行。 （6）操作条件 a）塔顶压强 4kPa （表压） b）进料热状态自选 c）回流比自选 d）加热蒸汽压力低压蒸汽（或自选） e）单板压降 kPa。 三、设备形式：筛板塔或浮阀塔 四、设计内容： 1、设计说明书的内容 1）精馏塔的物料衡算； 2）塔板数的确定； 3）精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算； 4）精馏塔的塔体工艺尺寸计算；
5）塔板主要工艺尺寸的计算； 6）塔板的流体力学验算； 7）塔板负荷性能图； 8）精馏塔接管尺寸计算； 9）对设计过程的评述和有关问题的讨论； 2、设计图纸要求； 1）绘制生产工艺流程图（A2 号图纸）； 2）绘制精馏塔设计条件图（A2 号图纸）； 五、设计基础数据： 1.常压下乙醇---水体系的t-x-y 数据； 2.乙醇的密度、粘度、表面张力等物性参数。 一、设计题目：乙醇---水连续精馏塔的设计 二、设计任务及操作条件：进精馏塔的料液含乙醇35％（质量分 数，下同），其余为水；产品的乙醇含量不得低于90％；塔 顶易挥发组分回收率为99％，生产能力为50000吨/年90％ 的乙醇产品；每年按330天计，每天24小时连续运行。塔顶 压强 4kPa （表压）进料热状态自选回流比自选加热蒸汽 压力低压蒸汽（或自选）单板压降≤0.7kPa。 三、设备形式：筛板塔 四、设计内容： 1）精馏塔的物料衡算： 原料乙醇的组成 xF＝＝0.1740
乙醇_正丙醇精馏塔设计说明书
化学与环境工程学院 《化工原理》课程设计 设计题目：年产量1.5万吨乙醇-正丙醇精馏塔设计 专业班级： 指导教师： 学生姓名： 学号： 起止日期 2011.06.13-2011.06.24 目录 1．设计任务 (2) 2．设计方案 (3) 3.1 物料衡算 (6) 3.2 摩尔衡算 (7) 4．塔体主要工艺尺寸 (7) 4.1 塔板数的确定 (7) 4.1.1 塔板压力设计 (7) 4.1.2 塔板温度计算 (8) 4.1.3 物料相对挥发度计算 (9) 4.1.4 回流比计算 (9) 4.1.5 塔板物料衡算 (10) 4.1.6 实际塔板数的计算 (11) 4.1.7 实际塔板数计算 (12) 4.2 塔径计算 (12) 4.2.1 平均摩尔质量计算 (12) 4.2.2 平均密度计算 (13)
4.2.3 液相表面张力计算 (14) 4.2.4 塔径计算 (14) 4.3 塔截面积 (15) 4.4 精馏塔有效高度计算 (15) 4.5 精馏塔热量衡算 (16) 4.5.1 塔顶冷凝器的热量衡算 (16) 4.5.2 全塔的热量衡算 (18) 5．板主要工艺尺寸计算 (21) 5.1 溢流装置计算 (21) 5.1.1 堰长 l (21) w 5.1.2 溢流堰高度 h (21) W 5.1.3 弓形降液管宽度W d和截面积A f (22) 5.1.4 降液管底隙高度h0 (22) 5.2 塔板布置 (22) 5.2.1 塔板的选用 (22) 5.2.2 边缘宽度和破沫区宽度的确定 (23) 5.2.3 鼓泡区面积的计算 (23) 5.2.4 浮阀的数目与排列 (23) 5.3 阀孔的流体力学验算 (25) 5.3.1 塔板压降 (25) 5.3.2 液泛 (26) 5.3.3 液沫夹带 (27) 5.3.4 漏液 (29) 6．设计筛板的主要结果汇总表 (30)
《化工原理》乙醇-水混合液精馏塔设计
《化工原理》乙醇-水混合液精馏塔设计 一、设计任务： 完成精馏塔工艺优化设计、精馏塔结构优化设计以及有关附属设备的设计和选用，绘制精馏塔的工艺条件图及塔板性能负荷图，并编制工艺设计说明书。 二、操作条件： 年产量：7500t。 料液初温：30℃ 料液浓度：43%（含乙醇摩尔分数） 塔顶产品浓度：97%（含乙醇摩尔分数） 乙醇回收率：99.8%（以摩尔分数计） 年工作日：330天（24小时运行） 精馏塔塔顶压力：4kPa（表压） 冷却水温度：30℃ 饱和蒸汽压力：2.5kgf/cm2（表压） 单板压降：不大于0.7kPa 全塔效率：52% 回流比是最小回流比的1.8倍 进料状况：泡点进料 三、设计内容： （1）设计方案简介：对确定的工艺流程及精馏塔型式进行简要论述。 （2）工艺参数的确定 基础数据的查取及估算，工艺过程的物料衡算及热量衡算，理论塔板数，塔板效率，实际塔板数等。 （3）主要设备的工艺尺寸计算 板间距，塔径，塔高，溢流装置，塔盘布置等。 （4）主要附属设备设计计算及选型 塔顶全凝器设计计算：热负荷，载热体用量。 （5）用坐标纸绘制乙醇-水溶液的y-x图一张，并用图解法求理论塔板数（贴在说明书中对应的地方）。
（6）绘制精馏塔设计条件图。 附：汽液平衡数据 表1
一、总体设计计算 1.1 汽液平衡数据（760mm Hg） 1.2塔的物料衡算 =43/46.07/(43/46.07+57/18.01)=0.2277 X F =97/46.07/(97/46.07+31/18.01)=0.9267 X D M =0.2277⨯46.07+（1-0.2277）⨯18.02=24.399kg/kmol F 同理可得 M =44.013 D，=7.5*106/7920=946.97 D D=946.97/44.013=21.516
乙醇-水精馏塔实验
乙醇-水精馏塔实验 一、实验目的： 1.了解板式精馏塔的结构和操作。 2.学习精馏塔性能参数的测量方法，并掌握其影响因素。 二、实验内容: 1.测定精馏塔在全回流条件下,稳定操作后的全塔理论塔板数和总板效率。 2.测定精馏塔在部分回流条件下,稳定操作后的全塔理论塔板数和总板效率。 三、实验原理： 对于二元物系，如已知其汽液平衡数据，则根据精馏塔的原料液组成，进料热状况，操作回流比及塔顶馏出液组成，塔底釜液组成可以求出该塔的理论板数N T .按照式1可以得到总板效率E T ,其中N P 为实际塔板数。 E T %100?= P T N N （1） 部分回流时，进料热状况参数的计算式为 m m F BP Pm r r t t C q +-= )( （2） 式中： t F — 进料温度，℃ 。 t BP — 进料的泡点温度，℃ 。 Cpm — 进料液体在平均温度（t F + t P ）/2下的比热，kJ/（kmol ? ℃） r m — 进料液体在其组成和泡点温度下的汽化潜热，kJ/kmol 222111x M C x M C Cpm P P += kJ/（kmol ? ℃） （3） 222111x M r x M r r m += kJ/kmol （4） 式中： C P1， C P2 —分别为纯组份1和组份2在平均温度下的比热，kJ/（kg ? ℃）。 r 1,r 2 —分别为纯组份1和组份2在泡点温度下的汽化潜热，kJ/kg 。 M 1，M 2—分别为纯组份1和组份2的摩尔质量，kJ/kmol 。 x 1,x 2—分别为纯组份1和组份2在进料中的摩尔分率。 四、实验装置基本情况:
乙醇精馏塔
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，普通的精馏对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
Abstract: Ethanol-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 is said to replace traditional fuels in future. but due to the ethanol - water system azeotropic phenomenon, 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
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：
分离乙醇水的精馏塔设计
分离乙醇水的精馏塔设计 乙醇和水的分离是化工过程中常见的一种操作，常用的分离方法是通过精馏塔进行分离。精馏塔是一种经过精心设计的设备，利用液体的沸点差异进行分离。下面是一个关于乙醇水分离的精馏塔设计的详细说明。 1.目标 首先需要明确设计的目标。在这种情况下，目标是将乙醇和水分离，获得所需浓度的乙醇产品。这可以通过在精馏塔中提供适当的温度和压力条件来实现。 2.塔的类型 根据操作需求，可以选择合适的塔类型。在这种情况下，可以选择常见的塔类型，如板塔或填料塔。两种类型都可以用于乙醇和水的精馏，但填料塔通常更适合操作，因为它们具有更大的表面积，有助于有效的质量传递。 3.塔的结构 精馏塔的结构由塔底、塔体和塔顶组成。塔底通常用于收集底部的饱和液和不纯物质，塔体用于分离乙醇和水的混合物，而塔顶用于收集纯净的乙醇产品。 4.塔的操作条件 乙醇和水有相对较小的沸点差，因此在精馏过程中，必须要提供适当的操作条件来分离它们。操作条件的选择将取决于所需的乙醇纯度和回收率。一般来说，塔的顶部温度应低于乙醇的沸点，而底部温度应高于水的沸点。
5.冷却系统 精馏塔需要一个冷却系统来控制温度。这可以通过在塔顶安装冷凝器 来实现。冷凝器将气体中的乙醇蒸汽冷却成液体，并从塔顶收集纯净的乙 醇产品。 6.反应器 为了增加乙醇的产率，可以在塔底添加一个反应器。在反应器中，可 以将一部分乙醇和水反应生成乙醇化合物，从而增加乙醇的回收率。这可 以通过在塔底加热和加压来控制反应。 7.控制系统 精馏塔的操作需要一个有效的控制系统来实现所需纯度和回收率。这 可以通过监测塔内的温度和压力，并对冷却器和加热器进行控制来实现。 8.安全防护 由于精馏过程可能涉及高温和高压操作，必须采取适当的安全措施。 这包括使用安全阀和压力传感器来确保塔的安全操作。此外，还需要对精 馏塔进行定期检查和维护，以确保其在运行中的安全性。 总结： 乙醇和水的精馏塔设计需要仔细考虑多个因素，包括操作条件、塔的 结构和冷却系统。通过合适的设计和操作，可以实现所需的纯度和回收率。在整个过程中，安全性是至关重要的，必须采取适当的安全措施来保护操 作人员和设备的安全。
10万吨乙醇水精馏塔顶产品冷凝器的工艺设计
10万吨乙醇水精馏塔顶产品冷凝器的工艺设计 一、前言 本文将详细介绍10万吨乙醇水精馏塔顶产品冷凝器的工艺设计方案。该方案采用了先进的技术和设备，能够有效地提高生产效率和产品质量。 二、工艺流程 1. 原料准备：将乙醇水混合物加入精馏塔中。 2. 精馏过程：在精馏塔内进行分离，得到乙醇和水的纯度较高的分离液。 3. 顶部冷凝：将分离液从顶部出口输送至冷凝器中进行冷却，使其变成液态。 4. 分离收集：将冷凝后的乙醇和水分别收集起来，作为成品使用或者进行下一步处理。 三、工艺参数 1. 精馏温度：85-90℃ 2. 冷凝温度：-10℃ 3. 冷却剂流量：2000L/min 4. 分离效率：>99%
四、设备选型 1. 精馏塔：采用不锈钢材质，容积为100m³。 2. 冷凝器：采用管壳式结构，冷却面积为200m²。 3. 冷却剂循环泵：采用自吸式离心泵，流量为2000L/min。 4. 收集罐：采用不锈钢材质，容积为50m³。 五、工艺优化 1. 采用先进的精馏塔设计，增加分离效率。 2. 选用高效的冷凝器，提高冷却效果。 3. 优化冷却剂循环系统，确保稳定的流量和温度。 4. 增加收集罐容积，避免过多的停机时间。 六、安全措施 1. 精馏塔内部设置压力传感器和温度传感器，确保设备运行安全。 2. 冷凝器内部设置液位传感器和温度传感器，及时监测液位和温度变化。 3. 安装防爆门和防爆灯等设备，确保生产过程中的安全性。 七、结论 本文详细介绍了10万吨乙醇水精馏塔顶产品冷凝器的工艺设计方案。该方案采用了先进的技术和设备，并做出了相应的优化措施，能够有 效地提高生产效率和产品质量。同时，本文还阐述了相关的安全措施，确保生产过程中的安全性。
乙醇水精馏塔课程设计改进措施
乙醇水精馏塔课程设计改进措施 乙醇水精馏塔是化工工艺中常用的一种分离设备，用于将乙醇与水进 行精馏分离。为了提高乙醇的纯度和产量，需要对乙醇水精馏塔的设 计进行改进。本文将从塔内结构、操作参数、热力学控制等方面提出 一系列改进措施。 一、塔内结构设计改进措施 1. 塔板设计：增加塔板数目和提高塔板效率是提高分离效果的关键。 可以采用多级板式结构，增加塔板数目，并采用高效填料，如环形填 料或波纹填料，以增加传质和质量传递效率。 2. 填料选择：选择合适的填料对于提高分离效果至关重要。可以采用 具有大表面积和良好湿润性能的填料，如金属网格填料或陶瓷球填料，以增加相接触面积和传质速率。 3. 气液分布器设计：合理设计气液分布器可以均匀地分配气体和液体相，在整个塔内形成良好的气液接触。可以采用多孔板或气液分布器，以提高气液分布的均匀性。 二、操作参数优化改进措施 1. 进料温度控制：合理控制进料温度可以影响乙醇和水的汽化速率， 从而影响塔内的传质和分离效果。可以通过控制进料温度来调节乙醇 和水的汽化速率，以达到更好的分离效果。 2. 塔底压力控制：合理控制塔底压力可以影响塔内的汽液平衡和乙醇 与水的相互溶解度。通过调节塔底压力，可以提高乙醇的纯度和产量。
3. 顶部温度控制：合理控制顶部温度可以避免乙醇在顶部再次凝结，从而降低乙醇损失。可以通过调节冷却水流量或加热介质温度来控制顶部温度。 三、热力学控制改进措施 1. 加热介质选择：选择适当的加热介质对于提高精馏塔的热力学效率至关重要。可以选择具有较高传热系数和较低成本的加热介质，如蒸汽或热水，以提高塔内的传热效率。 2. 冷却介质选择：合理选择冷却介质可以降低塔顶温度，减少乙醇的损失。可以选择具有较低温度和较好冷却效果的冷却介质，如冷水或冷却剂，以降低塔顶温度。 3. 热力学模拟优化：通过进行热力学模拟和优化计算，可以确定最佳操作条件和参数。可以利用软件模拟乙醇水精馏过程，在不同操作条件下预测乙醇纯度和产量，并通过优化计算得到最佳操作参数。 通过对乙醇水精馏塔的结构设计、操作参数和热力学控制进行改进，可以提高乙醇的纯度和产量。这些改进措施包括优化塔内结构设计、合理调节操作参数和选择适当的加热与冷却介质等。通过采取这些措施，可以有效提高乙醇水精馏过程的分离效果，并达到更高的经济效益。
乙醇-水精馏塔课程设计
燕京理工学院 Yanching Institute of Technology （2017）届制药工程专业课程设计任务书 题目：乙醇——水混合液精馏塔设计 学院：化工与材料工程学院专业：制药1301 学号： 130120004 姓名：张世宇 指导教师：林贝 教研室主任（负责人）：林贝 2016 年 09月 25 日
化工原理课程设计 乙醇——水混合液精馏塔设计 张世宇 制药工程1301班学号130120003 指导教师林贝 摘要 本设计是以乙醇――水混合液为设计物系，以筛板塔为精馏设备分离乙醇和水。筛板塔是化工生产中主要的气液传质设备，此设计针对二元物系乙醇－－水的精馏问题进行分析，选取，计算，核算，绘图等，是较完整的精馏设计过程。关键词：乙醇-水精馏筛板塔连续精馏塔板设计
目录 前言 (1) 第１章设计任务书 (2) 第2章设计方案的确定及流程说明 (3) 第2.1节设计方案的确定 (3) 第2.2节设计流程 (5) 第3章精馏塔的工艺设计 (6) 第3.1节精馏塔的物料衡算 (6) 第3.2节理论板的计算 (7) 第3.3节平均参数的计算 (11) 第3.4节塔径的初步设计 (15) 第3.5节塔高的计算 (17) 第４章塔板结构设计 (19) 第4.1节溢流装置计算 (19) 第4.2节塔板及筛板设计 (20) 第4.3节塔板流体力学验算 (21) 第5章塔板负荷性能图 (24) 第5.1节雾沫夹带线 (24) 第5.2节液泛线 (24) 第5.3节液相负荷上限线 (25) 第5.4节漏液线 (25) 第5.5节液相负荷下限线 (26) 第5.6节塔板负荷性能图 (26) 第6章附属设备设计 (27) 第6．1节冷凝器 (27) 第6.2节再沸器 (28) 第7章设计结果汇总 (30) 第7.1节各主要流股物性汇总 (30) 第7.2节筛板塔设计参数汇总 (30)
蒸馏塔乙醇操作规程规定
蒸馏塔乙醇操作规程规定 蒸馏塔乙醇操作规程 一、目的和范围 本操作规程旨在确保蒸馏塔乙醇操作的稳定、安全和高效。适用于蒸馏塔乙醇操作的各个环节。 二、安全要求 1. 操作人员必须熟悉蒸馏塔乙醇操作的相关知识和操作规程。 2. 操作人员必须穿戴个人防护装备，包括防护眼镜、耳罩、手套等。 3. 操作人员必须严格遵守防火、防爆措施，禁止明火和吸烟。 4. 操作人员必须定期进行安全培训，熟悉应急处理方法和设备的操作。 三、操作流程 1. 检查设备：操作前，必须检查蒸馏塔的各个部件是否正常，有无泄漏和损坏。 2. 开启蒸馏塔：按照操作程序，逐步开启蒸馏塔的进料、排出等系统。 3. 调整参数：根据工艺要求，调整蒸馏塔的温度、压力和流量等参数，以提高乙醇的纯度。
4. 监测操作：操作过程中，需要不断监测蒸馏塔的各个参数，如温度、压力、流量等，确保操作正常。 5. 收集产品：根据工艺要求，收集蒸馏出来的乙醇产品，并进行相应的质量检测和记录。 四、操作注意事项 1. 操作人员在操作过程中必须保持专注和警觉，严禁饮酒、疲劳和分心操作。 2. 操作人员必须熟悉并掌握蒸馏塔的操作程序，严格执行操作规程。 3. 操作人员在调整参数时，必须小心谨慎，避免温度和压力过高造成设备损坏和安全事故。 4. 操作人员必须勤洗手、勤清洁设备，确保操作的卫生和安全。 5. 在突发事故和异常情况下，操作人员必须及时采取应急措施，以确保人员安全和设备正常运行。 五、操作记录和报告 1. 每次操作完成后，操作人员必须填写操作记录，并进行签名和日期。 2. 操作记录中必须详细记录操作的各个参数、操作步骤和设备状态等。 3. 操作记录必须保存一定的时间，便于后期的检查和回溯。 4. 对于重大事故和事故隐患，必须及时上报相关部门，进行事故调查和处理。
乙醇精馏塔设计_毕业设计
乙醇精馏塔设计摘要 乙醇是一种极重要的有机化工原料，也是一种燃料，在国民经济中占有十分重要的地位。随着乙醇工业的迅速成熟，各种制乙醇的方法相继产生。由于乙醇与水混合物的特殊性，即相对挥发度的不同且在一定浓度时生成共沸物，精馏操作一直是乙醇生产不可缺少的工序。 本设计的主要内容是根据20万吨乙醇生产工艺的需求，通过物料衡算和热量衡算以及板式浮阀塔设计的理论知识来设计浮阀塔，并由负荷性能图来进行校验。此外，本设计遵循经济、资源综合利用、环保的原则，严格控制工业三废的排放，充分利用废热，降低能耗，提高工艺的可行性。 关键词：乙醇精馏；浮阀塔；塔附件设计
Abstract Ethanol is a very important organic chemical raw material, but also a fuel, in the national economy occupied a very important position. With the rapid ethanol industry matures, various methods have been found. As a characteristic of a mixture of ethanol and water, the difference of the relative volatility and is generated in a certain concentration azeotrope, distillation operation has been indispensable step of ethanol production. The design of the main content is based on 200,000 tons of ethanol production technology，which needs through material balance and energy balance and the plate valve column design theory to design the float valve column by load performance diagrams for verification. In addition, the design follows the economy, resource utilization, environmental protection principles, strictly control industrial waste emissions, the full use of waste heat, reduce energy consumption and improve the feasibility of the process. Keywords: Ethanol distillation，Valve column，Design
乙醇精馏塔标准操作规程
乙醇精馏塔标准操作规程 乙醇精馏塔标准操作程序 1.0 目的 建立乙醇精馏塔标准操作程序，确保操作者能正确操作，使乙醇精馏塔各项指标能符合工艺要求。 2.0 适用范围 本程序适用于乙醇精馏塔的操作。 3.0 定义 N/A 4.0 职责 有关设备操作人员对本规程的实施负责。 5.0 程序 5.1 操作 5.1.1 检查设备、仪表、阀门是否正常。 5.1.2 将待回收乙醇从回收乙醇接收罐中抽至高位计量槽。 5.1.3 打开视镜灯。 5.1.4 打开精馏塔底阀，慢慢开启蒸汽阀，待冷凝水排尽后，关闭蒸汽阀与精馏塔底阀。 5.1.5 开高位罐放料阀，将待回收乙醇放至精馏塔内，当放至约精馏塔釜底容积2,3时，关闭放料阀，取样测出乙醇含量。 5.1.6 开启冷凝器与冷却器进水阀，打开蒸汽阀进行加热。把出料阀关闭，开启回流阀使系统全回流。打开精馏塔溢流管阀门。
5.1.7 待塔顶温度稳定在80?，调节出料阀与回流阀使回流比保持在1:3---4之间，取样测乙醇浓度，应在90%以上，如小于90%，应继续进行全回流，直至含量达到要求后再出料。按照物料平衡，调节进料阀流量相当于溢流管与出料管两流量之和。 5.1.8 蒸馏过程中应随时调节蒸汽阀，以控制塔顶，塔釜温度并随时检测乙醇浓度，控制在?90%(20?)，并密切注意塔板上液位情况，严禁干板和液冷。 1 5.1.9 待精馏塔釜文档大于100?时，开排污阀，控制好塔釜液位，随时检测溢流管口排水中乙醇浓度，不许高于1%(20?)。 5.1.10 停止蒸馏前，先关进料阀，并检测出料乙醇的浓度，若低于88%，则关闭蒸汽阀，出料阀，冷却器水阀，待塔顶温度冷却后，关冷凝器冷却水阀。 5.2 特殊情况的处理 5.2.1塔顶温度超过80?，浓度?90%(20?)后再出料;如全回流仍不能使塔顶已达80?，出料乙醇?90%(20?)，可适当出一部分料，以降低塔内乙醇浓度。 5.2.2 每批乙醇蒸馏完毕，须检查其澄清度，若发现浑浊，应先检出原因，做出必要的处理后，再重新蒸馏。 2
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。预热操作的目的是使得塔内的温度达到 设计要求，以保证操作的稳定性和效果。 3.3 生产操作 生产操作是指乙醇水的精馏过程。在操作过程中，需要控制塔内的温度、压力 和流量等参数，以达到预期的分离效果。 3.4 停车操作 停车操作是指停止乙醇水精馏塔的运行。在停车操作之前，需要逐渐将操作参 数恢复到初始状态，并做好停车记录和设备的维护工作。 结论 本文针对乙醇水精馏塔的设计进行了详细的介绍，包括塔的结构、工艺参数和 操作步骤等。通过合理的设计和操作，可以实现乙醇与水的有效分离，提高产品纯
乙醇精馏塔的开题报告
乙醇精馏塔的开题报告 1. 引言 乙醇精馏是一种常用的分离技术，广泛应用于工业生产和实验室研究中。乙醇精馏塔作为乙醇精馏中的核心设备，起到了关键的作用。本开题报告旨在对乙醇精馏塔进行初步的研究，为后续的详细设计提供依据。 2. 研究目的和意义 乙醇精馏塔的设计和优化对乙醇的分离纯化具有重要的意义。通过研究乙醇精馏塔的设计参数，可以提高乙醇产率和纯度，降低生产成本，实现经济效益和环境效益的双重提升。因此，本研究的目的是对乙醇精馏塔的性能和操作进行深入的研究和优化。 3. 研究方法 本研究将采用以下方法进行乙醇精馏塔的研究： 1.文献调研：收集相关乙醇精馏塔的设计和优化方面的文献，对已有研 究进行综述分析； 2.实验研究：设计和搭建一个小型乙醇精馏塔实验装置，通过改变操作 条件，测量和分析乙醇精馏塔的性能指标，如乙醇纯度、产率等； 3.数值模拟：利用计算流体力学（CFD）软件对乙醇精馏塔进行数值模 拟，探索不同操作参数对乙醇分离效果的影响。 4. 预期结果 通过以上研究方法，我们预期可以得到以下结果： 1.对乙醇精馏塔设计和优化方面的文献进行综述分析，总结目前已有的 研究成果和不足之处； 2.实验研究可以得到乙醇精馏塔在不同操作条件下的性能指标，如乙醇 纯度和产率的变化规律； 3.数值模拟可以模拟和分析乙醇精馏塔的内部传质和传热过程，揭示操 作参数对乙醇分离效果的影响规律。 5. 计划安排 本研究的计划安排如下：
1.第一阶段（1个月）：文献调研和综述分析，了解乙醇精馏塔的相关 设计和优化研究； 2.第二阶段（2个月）：设计和搭建小型乙醇精馏塔实验装置，进行实 验研究； 3.第三阶段（2个月）：收集实验数据，进行数据分析和结果总结； 4.第四阶段（1个月）：利用CFD软件进行乙醇精馏塔数值模拟研究； 5.第五阶段（1个月）：整理实验和模拟结果，撰写乙醇精馏塔的设计 和优化报告。 6. 预期贡献 本研究的预期贡献包括： 1.对乙醇精馏塔设计和优化方面的文献进行综述分析，为后续研究提供 参考； 2.实验研究可以得到乙醇精馏塔的性能指标变化规律，为工业生产提供 优化方案； 3.数值模拟可以揭示乙醇精馏塔内部传质和传热过程的细节，为塔的设 计和操作提供理论依据。 7. 结论 通过本次开题报告，我们对乙醇精馏塔的研究进行了初步的分析和规划。希望 通过本研究，能够提高乙醇精馏的效率和质量，并为乙醇生产行业提供技术支持和改进方案。 参考文献 1.Smith, J. M., Van Ness, H. C., & Abbott, M. M. (2005). Introduction to chemical engineering thermodynamics. McGraw-Hill. 2.Li, Q., Jiang, H., Li, L., Wang, X., Hu, Z., & Shao, L. (2016). Development of a vacuum distillation process for ethanol purification using ionic liquids. Separation and Purification Technology, 160, 62-69. 3.Wu, Y., Tang, X., Li, Z., Guo, W., Chen, X., & Cen, K. (2015). High purity ethanol production through extractive distillation with ethylene glycol dimethyl ether. Separation and Purification Technology, 146, 1-7.
乙醇水精馏塔计算
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。