新疆工程学院
化工原理课程设计说明书
题目名称：年产量为8000t的乙醇-水混合液
精馏塔的工艺设计
系部：化学与环境工程系
专业班级：化学工程与工艺13-1
学生姓名：杨彪
指导老师：杨智勇
完成日期： 2016.6.27
格式及要求
1、摘要
1)摘要正文
(小四，宋体)
摘要内容200～300字为易，要包括目的、方法、结果和结论。
2）关键词 XXXX；XXXX；XXXX (3个主题词)
(小四，黑体)
2、目录格式
目录(三号，黑体，居中)
1 XXXXX（小四，黑体） 1
1.l XXXXX(小四，宋体) 2
1.1.1 XXXXX(同上) 3
3、说明书正文格式：
1. XXXXX (三号，黑体)
1．1 XXXXX(四号，黑体)
1.1.1 XXXXX(小四，黑体)
正文：XXXXX(小四，宋体)
（页码居中）
4、参考文献格式：
列出的参考文献限于作者直接阅读过的、最主要的且一般要求发表在正式出版物上的文献。
参考文献的著录，按文稿中引用顺序排列。
参考文献内容(五号，宋体)
示例如下：
期刊——[序号]作者1，作者2…，作者n．题(篇)名，刊名(版本)，出版年，卷次(期次)。
图书——[序号]作者1，作者2…，作者n．．书名，版本，出版地，出版者，出版年。
5、.纸型、页码及版心要求：
纸型： A4，双面打印
页码：居中，小五
版心距离：高：240mm(含页眉及页码)，宽：160mm
相当于A4纸每页40行，每行38个字。
6、量和单位的使用：
必须符合国家标准规定，不得使用已废弃的单位。
量和单位不用中文名称，而用法定符号表示。
新疆工程学院课程设计任务书
摘要
乙醇溶液是生活中常见的溶液，提高乙醇的纯度是化工工业中最重要的工艺，本次设计，为达到生产要求，通过物料衡算，物性参数的分析及乙醇溶液气液平衡图，设计出合理的板式精馏塔，以提高乙醇的纯度，并从流体力学和蒸馏原理出发，为精馏塔设计合适的冷凝器，泵，合适的塔板等，从经济方面考虑选用合适的塔板，计算并绘制塔板负荷性能图，全方面认识精馏塔。
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，塔板负荷性能图以及精馏工艺流程图的绘制，塔附属设备设计及选取。
关键词：乙醇溶液板式精馏塔工艺计算
目录
任务书 (1)
一、前言 (2)
1.设计简介 (2)
2.设备选型 (2)
3.工艺流程确定 (4)
4.设计方案 (6)
二、设备工艺条件的计算 (7)
1.精馏塔物料衡算 (7)
1.1物料衡算 (7)
1.2求得F t,D t,W t (7)
1.3平均摩尔质量 (9)
2.理论塔板数的确定 (9)
2.1相对挥发度 (9)
2.2回流比 (10)
2.3操作线方程 (10)
2.4实际塔板数 (12)
3.物性参数 (12)
3.1密度 (12)
3.2混合物粘度 (13)
3.3表面张力 (13)
三、塔和塔板主要工艺结构尺寸的计算 (14)
1.塔径的确定 (14)
2.精馏塔有效高度的计算 (15)
3.塔板主要工艺尺寸的计算 (16)
3.1 溢流装置计算 (16)
3.2弓形降液管宽度W d和截面积A f (16)
3.4 降液管底隙高度h o (17)
3.5 塔板布置 (17)
4.筛板的流体力学验算 (18)
4.1 塔板压降 (18)
4.2液面落差 (19)
4.3 液沫夹带 (19)
4.4 漏液 (20)
4.5 液泛 (20)
5.塔板负荷性能图 (21)
5.1漏液线 (21)
5.2 液沫夹带线 (21)
5.3液相负荷下限线 (22)
5.4液相负荷上限线 (23)
5.5 液泛线 (23)
四、附属设备 (25)
五、精馏塔参数汇总图表 (26)
总结 (28)
参考文献 (29)
任务书
（一）设计题目：乙醇-水混合液板式精馏塔设计
年产量：8000吨
料液初温：25℃
料液浓度：:40%(质量分率)
塔顶产品浓度：94% (质量分率)
乙醇回收率：99%
每天实际生产天数：330天
冷却水温度：30℃
（二）操作条件
（1）操作压力：常压
（2）进料热状态：自选
（3）回流比：1.5R min
（4）塔底加热：连续蒸汽加热
（5）单板压降≤0.7 KPa
（三）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）塔板的负荷性能图；
（8）塔顶全凝器设计计算：热负荷，载热体用量，选型
（9）精馏塔接管尺寸计算；
（10）对设计过程的评述和有关问题的讨论。
2、设计图纸要求：
（1）绘制精馏塔装置图；
（2）相关图表
一、前言
1.设计简介
蒸馏是工业上应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。
精馏操作按不同方法进行分类。
根据操作方式，可分为连续精馏和间歇精馏。
本设计主要研究连续精馏。
塔设备是炼油、石油化工、精细化工、生物化工、食品、医药及环保部门等生产过程中广泛采用的气液传质设备。
根据塔内气液接触构件的结构形式可分为板式塔和填料塔两大类。
板式塔内设置一定数量的塔板，气体以鼓泡或喷射形式穿过板上的液层，液体横向流过塔板，而气体垂直穿过液层，气液两相成错流流动，进行传质与传热，但对整个板来说，两相基本上成逆流流动。
在正常操作下，气相为分散相，液相为连续相，气相组成呈阶梯变化，属逐级接触逆流操作过程。
填料塔内装有一定高度的填料层，液体自塔顶沿填料表面下流，气体逆流向上（有时也采用并流向下）流动，气液两相密切接触进行传质与传热。
在正常操作条件下，气相为连续相，液相为分散相，气相组成呈连续变化，属微分接触逆流操作。
板式塔的空塔速度较高，因而生产能力较高，本设计目的是分离乙醇-水混合液，处理量大；尽管塔板的流动阻力大，塔板效率不及高效填料塔高，但板式塔的效率稳定，造价低，检修、清理方便，故选板式塔。
2.设备选型
板式塔在工业上最早使用的是泡罩塔、筛板塔，其后，特别是在本世纪五十年代以后，随着石油、化学工业生产的迅速发展，相继出现了大批新型塔板，如S型板、浮阀塔板、多降液管筛板、舌形塔板、穿流式波纹塔板、浮动喷射塔板及角钢塔板等。
目前从国内外实际使用情况看，主要的塔板类型为浮阀塔、筛板塔及泡罩塔，而前两者使用尤为广泛。