乙醇水精馏塔设计计算书

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前言

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