年处理量5万吨乙醇-正丙醇筛板连续精馏塔设计.doc

年处理量5万吨乙醇-正丙醇筛板连续精馏塔设计

摘  要：本设计对年处理量为5万吨乙醇-正丙醇的筛板连续精馏塔进行了设计。用试差法通过Excel快捷地计算出特定组成的乙醇-正丙醇混合液的泡点温度，相对挥发度；采用龙军提出的确定精馏塔适宜回流比的经验公式确定了适宜操作回流比为4.968；通过逐板计算法用Excel快速计算出理论塔板数为21块，并进一步确定精馏塔的实际塔板数为44块；分别对此精馏塔的精馏段及提馏段的塔体工艺尺寸进行了设计，并对设计之后的筛板进行了流体力学的验算；绘制出塔板负荷性能图，从而得出精馏段的操作弹性为3.500，提馏段的操作弹性为3.662；确定了塔顶全凝器冷却水的用量以及塔底再沸器中加热蒸汽的用量，同时对输送各股物流的管径进行了设计；结果表明，本设计合理。

关键词：连续精馏；板式精馏塔；精馏塔设计；乙醇；正丙醇

目  录
1 前言……………………………………………………………………1
2 设计任务………………………………………………………………2
    2.1 设计条件………………………………………………………2
3 设计方案说明…………………………………………………………4
3.1设计方案的确定………………………………………………4
3.2 塔体工艺尺寸的计算…………………………………………5
3.3 塔板工艺尺寸的计算…………………………………………6
    3.4 接管的计算……………………………………………………6
    3.5工艺流程图……………………………………………………6
4 精馏塔的物料衡算……………………………………………………9
    4.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率及质量分数……………9
    4.2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量…………………9
    4.3 摩尔衡算………………………………………………………9
    4.4 质量衡算……………………………………………………10
5 塔板数的确定………………………………………………………11
    5.1 平均相对挥发度相对挥发度α的计算………………………11
    5.2 理论塔板层数NT的求取……………………………………12
    5.3 全塔效率和实际板层数的求取……………………………15
6 精馏段和提馏段的工艺条件及有关物性数据的计算…………… 17
    6.1 操作压力计算………………………………………………17
    6.2 操作温度计算………………………………………………17
    6.3 平均摩尔质量………………………………………………17
    6.4 平均密度……………………………………………………18
    6.5 液体平均表面张力…………………………………………20
    6.6 液体平均粘度计算…………………………………………21
7 精馏塔的塔体工艺尺寸计算………………………………………22
    7.1 塔径的计算…………………………………………………22
7.2 精馏塔塔体工艺尺寸的确定………………………………24
7.3 精馏塔塔高的计算…………………………………………25
8 塔板主要工艺尺寸的计算…………………………………………28
8.1 精馏段塔板主要工艺尺寸的计算…………………………28
8.2 提馏段塔板主要工艺尺寸的计算…………………………31
9 筛板的流体力学验算………………………………………………34
9.1 精馏段筛板的流体力学验算………………………………34
9.2 提馏段筛板的流体力学验算………………………………36
10 塔板负荷性能………………………………………………………40
    10.1 精馏段塔板负荷性能图……………………………………40
    10.2提馏段塔板负荷性能图……………………………………40
11 热量衡算……………………………………………………………48
    11.1 塔顶冷凝器的热量衡算……………………………………48
    11.2 全塔的热量衡算……………………………………………51
12 接管的设计…………………………………………………………55
    12.1塔顶蒸气出口管……………………………………………55
    12.2回流管………………………………………………………55
    12.3进料管………………………………………………………56
12.4塔底出料管…………………………………………………57
12.4再沸器返塔连接管…………………………………………57
13 设计筛板的主要结果汇总表………………………………………59
结论……………………………………………………………………60
参考文献………………………………………………………………61
附录……………………………………………………………………62
附录A. 主要符号说明……………………………………………62
附录B. 塔板筛孔布置图 ………………………………………64
附录C. 工艺流程图………………………………………………66
后记……………………………………………………………………67
致谢……………………………………………………………………69