前言 精馏是分离液体混合物最常用的一种操作，在化工、炼油的工业中广泛应用。塔设备是化工、石油化工、生物化工、制药等生产过程中广泛采用的气液传质设备，主要用于蒸馏和吸收传质单元操作过程。 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。传统的设计中，蒸馏过程多选用板式塔，而吸收过程多选用填料塔。近年来，随着塔设备设计水平的提高及新型塔构件的出现，这种传统已逐渐打破。 对于一个具体的分离过程，设计中选用何种塔型，应根据生产能力、分离效率、塔压降、操作弹性、结构制造及造价等要求，并结合维修等因素综合考虑。生产能力而言，单位塔截面积上，填料塔的生产能力一般均高于板式塔；对于分离效率，一般情况下，填料塔具有较高的分离效率，在减压、常压和低压（压力小于0.3MPa）操作下，填料塔的分离效率明显优于板式塔，在高压操作下，板式塔的分离效率略优于填料塔；压力将方面，通常填料塔的压降高于板式塔的五倍左右；操作弹性方面，一般来说，填料塔可根据实际情况需要确定操作弹性，而板式塔一般操作弹性较小；对于结构、制造机造价方面，一般来说，填料塔的结构较板式塔的简单，故制造、维修也较为方便，但填料塔的造价通常高于板式塔。 由以上综合考虑，本设计采用板式塔作为水和乙醇的精馏塔。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，进行传质与传热。在正常操作下，气相为分散相，气相组成呈阶梯变化，属逐级接触逆流操作过程。 目录 第1章 设计任务书............................................................................................ 5 1.1、任务....................................................................................................... 5 1.1.1、设计题目.................................................................................... 5 1.1.2、设计条件.................................................................................... 5 1.1.3、设计任务.................................................................................... 5 第2章 设计方案确定及工艺流程说明............................................................ 6 2.1、操作条件的确定................................................................................... 6 2.1.1、操作压力的选择........................................................................ 6 2.1.2、进料状态的选择........................................................................ 6 2.1.3、加热方式的选择........................................................................ 6 2.1.4、热能利用.................................................................................... 7 2.1.5、回流比的选择............................................................................ 7 2.2、确定设计方案的原则........................................................................... 7 2.3、工艺流程的说明................................................................................... 8 第3章 筛板式精馏塔的工艺设计.................................................................... 8 3.1、精馏塔的工艺计算............................................................................... 8 3.1.1、乙醇和水的汽液平衡组成........................................................ 8 3.1.2、物料衡算与操作线方程.......................................................... 11 3.2、精馏段物料衡算................................................................................. 15 3.2.1、物料衡算.................................................................................. 15 3.2.2、气液负荷的计算...................................................................... 17 3.3、塔和塔板主要工艺尺寸计算............................................................. 17 3.3.1、塔板横截面的布置计算.......................................................... 17 3.3.2、筛板能校塔流体力学校核...................................................... 20 3.4、塔板负荷性能图................................................................................. 22 3.4.1 、过量液沫夹带线.................................................................... 23 2.4.2、溢流液泛线.............................................................................. 23 2.4.3、液相上限线.............................................................................. 24 2.4.4、漏液线（气相负荷下限线）.................................................. 24 2.4.5、液相下限线.............................................................................. 25 2.4.6 、操作线.................................................................................... 25 3.5、提馏段物性衡算................................................................................. 26 3.5.1、物料衡算.................................................................................. 26 2.5.2、气液负荷的计算...................................................................... 28 3.6 、塔和塔板主要工艺尺寸计算........................................................... 29 3.6.1 、塔板横截面的布置计算........................................................ 29 3.6.2 、筛板能校塔流体力学校核.................................................... 31 3.7 、塔板负荷性能图............................................................................... 34 3.7.1 、过量液沫夹带线.................................................................... 34 3.7.2、溢流液泛线.............................................................................. 35 3.7.3、液相上限线.............................................................................. 35 3.7.4、漏液线（气相负荷下限线）.................................................. 36 3.7.5、液相下限线.............................................................................. 36 3.7.6、 操作线.................................................................................... 37 3.8、塔高的确定及塔的其它工艺条件..................................................... 37 3.8.1、塔高的设计计算...................................................................... 38 第4张 精馏塔的附属设备及选型.................................................................. 39 4.1、辅助设备的选型................................................................................. 39 4.1.1、 直接蒸汽加热........................................................................ 39 4.1.2、冷凝器...................................................................................... 40 4.1.3、馏出液冷却器.......................................................................... 41 4.1.4、釜液冷却器.............................................................................. 42 4.2、塔的主要接管尺寸的选取................................................................. 43 4.2.1、塔顶蒸气管路.......................................................................... 43 4.2.2、塔顶冷凝水管路...................................................................... 43 4.2.3、塔顶液相回流管路.................................................................. 44 4.2.4、加料管路.................................................................................. 44