乙醇水精馏塔浮阀塔课程项目设计方案
一 设计任务书
1.1 设计条件
⑴处理量：106000吨/年 ⑵操作条件：
精馏塔塔顶压强：1. 03 atm（绝对压强) 进料液状态：自选 回流比：自选
加热蒸汽压力：低压蒸汽 单板压降：75mm液柱 乙醇-水平衡数据自查 ⑶液料组成（质量分数）：45% ⑷塔顶产品质量组成（质量分数）：93% ⑸塔顶易挥发组分回收率：99% ⑹每年实际生产天数：330天
1.2 设计任务
⑴精馏塔的物料衡算 ⑵塔板数的确定
⑶精馏塔的工艺条件及有关数据的计算 ⑷精馏塔的塔体工艺尺寸的计算 ⑸塔板主要工艺尺寸的计算
⑹塔板的流体力学验算 ⑺塔板负荷性能图 ⑻精馏塔接管尺寸的计算
1.3设计容
⑴ 工艺设计
①选择工艺流程和工艺条件
1) 加料方式：贮罐 加料泵 精馏塔。
2) 进料热状态：泡点进料，进料根据能量充分合理利用和节能原则，可利用塔顶蒸汽的冷凝热对料液进行预热至沸点。
3) 塔顶蒸汽冷凝方式：在分凝器中利用塔顶蒸汽的冷凝热对料液进行预热，饱和液体进入回流罐，饱和气体然后在全凝器中进一步冷凝成饱和液体进入回流罐。
4) 再沸器加热方式：间接加热。
5) 塔顶产品的出料状态：塔顶产品冷却至常温后进产品贮槽。塔底采出物流的能量另作它用。 ⑵精馏工艺计算
① 物料衡算确定各物料流量。 ②确定适宜回流比。 ⑶精馏塔设备设计
①塔板设计和流体力学计算
对精馏段和提馏段分别进行塔板设计和流体力学计算。确定溢流装置的设计，塔盘布置，塔盘流动性能的校核。
②绘制塔板汽液负荷性能图
分别画出精馏段和提馏段的塔板汽液负荷性能图。 ③精馏塔机械结构和塔体附件
a.接管规格：根据流量和流体性质，选取经验流速，确定进料管、塔顶蒸汽
管、回流液管、塔釜再沸器进液管和蒸汽管的接管规格。
b.全塔高度：包括上下封头、裙座高度。 ⑷附属设备设计和选用
①完成塔底再沸器的详细设计计算。 ②泵选型。
③换热器选型：对原料预热器、塔顶产品冷却器等进行选型。
④塔顶冷凝器设计选型：根据换热量、回流管流速、冷凝器高度对塔顶冷凝器设计选型。
⑤原料和产品储罐的设计计算。 ⑥输送管路的设计计算。 ⑦控制仪表的选择参数。 ⑧编写设计说明书
设计说明书是将本设计的详细介绍和说明。设计说明书应根据设计指导思想阐明设计特点，列出设计主要技术数据，对有关工艺流程和设备选型作出技术上和经济上的论证和评价。应按设计程序列出计算公式和计算结果，对所选用的物性数据和使用的经验公式、图表应注明来历。
设计说明书应附有带控制点的工艺流程图，精馏塔、塔板结构和再沸器工艺条件图，计算机程序框图和源程序。
设计说明书具体包括以下容：封面；目录；绪论；工艺流程、设备及操作条件；塔工艺和设备设计计算；塔机械结构和塔体附件及附属设备选型和计算；设计结果概览；附录；参考文献；设计体会等。 ⑸图纸
用2#图纸绘制
带控制点的工艺流程图1；
第二章 设计方案确定及流程说明
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：（1）生产能力大（2）分离效率高（3）操作弹性大（4）气体阻力小结构简单、设备取材面广等。
本设计的任务为分离乙醇—水二元混合物，采用连续精馏流程。本设计采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔。塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔，其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐之中。回流比根据经济核算得到，且最适宜回流比与最小回流比的关系围为
Ropt?(1.1~2.0)Rmin。塔底采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。 ⑴ 塔板类型选择
浮阀塔的优点是结构简单、制造方便、造价低；塔板开孔率大，生产能力大；由于阀片可以随气量的变化自由升降，故操作弹性大；因上升气流水平吹入液层，气液接触时间长，塔板效率高。其缺点是处理易结焦、高粘度的物性时，阀片易于塔板粘结，故操作过程中有时会发生阀片脱落和卡死等现象，导致塔板效率下降。但乙醇—水物系属于不易结焦、低粘度物系，因而不存在上述问题。综合考虑各类塔板的优缺点和待分离物系特点，确定选择浮阀塔，类型为常用的F1型。 ⑵ 操作压力的选择
条件设定塔顶操作压力为常压，不需设置真空设备或加压设备。塔底压力略高于常压，但非常压下物系平衡数据较难获得，故在计算过程中不考虑压力变化引起的物系组成变化和温度变化，这是本设计的一个不足之处。 ⑶进料热状况的选择
本设计采用泡点进料，此时，进料热状态参数q=1，精馏段和提馏段气体摩
尔流量相同，体积流量也相近，塔径基本相同。 ⑷加热方式的选择
本设计采用间接蒸汽加热，塔底设再沸器，加热蒸汽温度120℃。 ⑸能量的利用问题
精馏塔塔底再沸器输入的能量大部分被塔顶冷却剂带走，能量利用率较低，故利用温度较高的产品（乙醇）或副产品（水）以及冷凝后的加热蒸汽对原料液进行余热，也可通过别的方式利用余热。
图2—1乙醇-水精馏塔工艺流程简图
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