分离乙醇—水板式精馏塔项目设计方案

分离乙醇—水板式精馏塔项目设计方案

1.设计任务

1.1题目：

分离乙醇—水板式塔精馏塔设计 1.2生产原始数据：

1）原料：乙醇—水混合物，含乙醇35%（质量分数），温度35℃；2）产品：馏出液含乙醇93%（质量分数），温度38℃，残液中含酒精浓度≤0.5%；

3）生产能力：原料液处理量55000t／年，每年实际生产天数330t，一年中有一个月检修；

4）热源条件：加热蒸汽为饱和蒸汽，其表压为2.5Kgf/cm2； 5）当地冷却水水温25℃； 6）操作压力：常压101.325kpa； 1.3设计任务及要求

1）设计方案的选定，包括塔型的选择及操作条件确定等； 2）确定该精馏的流程，绘出带控制点的生产工艺流程图，标明所需的设备、管线及其有关观测或控制所必需的仪表和装置；

3）精

馏塔的有关工艺计算 ? 计

算产品量、釜残液量及其组

成；

? 最小回流比及操作回流比的确定； ? 计算所需理论塔板层数及实际板层数；

? 确

定进料板位置。

1.4塔主体尺寸的计算（塔径） 1.5塔板

结构尺寸的设计 1.6流体力学验算 1.7画出负荷性能图

1.8辅助设备的选型

1）确定各接管尺寸的大小； 2）计算储罐容积，确定储罐规格；

3）热量衡算，计算全塔装置所用蒸汽量和冷却水用量，确定每个换热器的传热面积并进行选型；

4）根据伯努利方程，计算扬程，确定泵的规格类型； 5）壁厚，法兰，封头，吊柱等的选定。 1.9设计结果汇总

2.工艺流程图

附图1为带控制点的工艺流程图。 流程概要；

乙醇－水混合原料经预热器加热到泡点后，送进精馏塔，塔顶上升的蒸汽采用全凝器冷凝后，一部分采用回流，其余为塔顶产物，塔釜采用间接蒸汽加热供热，塔底产物冷却后送人贮槽。

3.设计方案

3.1设计方案的确定 3.1.1塔型的选择

筛板塔板上开有许多均布的筛孔，孔径一般为3~8mm，筛孔在塔板上作正三角形排布。筛板塔的优点是：结构简单，造价低廉，气压降小，板上液面落差也较小，生产能力及板效率较高，气流分布均匀，传质系数高；缺点：操作弹性小，筛孔小易发生堵塞，不利于黏度较大的体系分离。

本设计中，根据生产任务，若按年工作日330天，每天开动设备24小时计算，原料液流量为55000t／年，由于产品粘度较小，流量较大，因此即使筛孔小也不易堵塞，为减少造价，降低生产过程中压降和塔板液面落差的影响，提高生产效率。

因此，本设计最终选用筛板塔。

3.1.2操作压力

精馏可在常压、加压和减压下进行，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考虑的。

《化工原理》修订版下册，夏清编