乙醇水板式精馏塔设计任务书2

1、.课课 程程 设设 计计 题目名称题目名称 乙醇乙醇水精馏塔的设计水精馏塔的设计 课程名称课程名称 化工原理化工原理 学生学院学生学院 专业班级专业班级 学学 号号 学生姓名学生姓名 指导教师指导教师 2013 年 06 月 14 日.前言前言 在炼油、石油化工、精细化工、食品、医药及环保部门，塔设备属于使用量大，应用面广的重要单元设备，而精馏操作则是工业中分离液体混合物的最常用手段。其操作原理是利用液体混合物中各组分的挥发度的不同，在气液两相相互接触时，易挥发的组分向气相传递，难挥发的组分向液相传递，使混合物达到一定程度的分离。塔设备的基本功能是提供气液两相以充分的接触机会，使物质和热量的传

2、递能有效的进行；在气液接触之后，应使气、液两相能及时分开，尽量减少相互夹带。 常用的精馏塔按其结构形式分为板式塔和填料塔两大类，板式塔内装有若干层塔板，液体依靠重力自上而下流过每层塔板，气体依靠压强差的推力，自下而上穿过各层塔板上的液层而流向塔顶，气液两相在内进行逐级接触。填料塔内装有各种形式的填料，气液两相沿塔做连续逆流接触，其传质和传热的场所为填料的润湿表面。 板式塔具有结构简单、安装方便、压降很低、操作弹性大、持液量小等优点。同时，也有投资费用较高、填料易堵塞等缺点。 本设计参考了部分化工原理课程设计书上的内容，还得到了老师和同学的帮助，在此表示感谢。 由于本人能力有限，经验不足，书中难

3、免会出现一些错误，恳请大家批评指正。 编者编者 2013 年年 6 月月 13 日日.目录目录第一章第一章 绪论绪论.11.1 设计依据.12.1.1 塔型选择.12.1.2 操作压力.12.1.3 进料状况.22.1.4 加热方式.22.1.6热能的利用.21.2 设计条件及任务.21.2.1设计条件.21.2.2设计任务.2第二章第二章 塔板的工艺设计塔板的工艺设计.32.1 精馏塔全塔物料衡算.32.2 塔的有关物性数据计算.42.2.1平均温度计算.42.2.2操作压强计算.52.2.3平均密度计算.52.2.4表面张力.62.2.5 平均粘度.72.2.6 相对挥发度.72.2.7

4、平均分子量计算.82.2.8 平均流量.92.3 最小回流比及操作回流比的确定.92.4 操作线方程.92.5 全塔效率和实际板数.10tepn2.6 塔径的初步设计.102.6.1精馏 段的塔径.102.6.2提馏 段的塔径.112.7 溢流装置.122.8 塔板分布，浮阀数目与排列.142.8.1塔板分布.142.8.2浮阀数目与排列.14第三章第三章 流体力学验算流体力学验算.153.1 气体通过浮阀塔板的压降（单板压降）.153.2 液泛.153.3 物沫夹带.163.4 漏液.163.5 塔板符合性能图.163.5.1气相负荷下限线：.163.5.2雾沫夹带线.173.5.3液相负荷

5、下限线.17.3.5.4液相负荷上限线.173.5.5液泛线：.17第四章第四章 热量衡算热量衡算.184.1 塔顶冷凝器的热量衡算.184.2 塔底再沸器的热量衡算.19第五章第五章 主要接管尺寸计算主要接管尺寸计算.195.1 进料管.195.2 回流管.205.3 塔釜出液管.205.4 塔顶蒸汽管.215.5 塔釜蒸汽管.215.6 主要接管设计汇总.21第六章第六章 辅助设备设计定型辅助设备设计定型.226.1 预热器.226. 2 再沸器.236.3 全凝器.246.4 冷却器.256.5 泵的选取.256.6 储槽.26第七章第七章 塔的总体结构塔的总体结构.277.1 塔的封头

6、确定.277.2 塔壁厚同封头壁厚：.277.3 塔高.27第八章第八章 塔的具体结构设计塔的具体结构设计.288.1. 塔板尺寸.288.2. 塔节说明.288.3. 降液管装置（取整）.298.4. 封接结构.298.5. 人孔.328.6 塔顶吊柱.32第九章第九章 经济衡算经济衡算.329.1 成产成本.339.1.1水蒸汽费用cs.339.1.2 冷却水费用cw.339.1.3设备投资费.339. 2 生产收益.349.3 利润.34.化工原理课程设计任务书化工原理课程设计任务书 设计题目：设计题目：分离乙醇水精馏塔设计第一章第一章 绪论绪论 乙醇水是工业上最常见的溶剂，也是非常重要

7、的化工原料之一，是无色、无毒、无致癌性、污染性和腐蚀性小的液体混合物。因其良好的理化性能，而被广泛地应用于化工、日化、医药等行业。近些年来，由于燃料价格的上涨，乙醇燃料越来越有取代传统燃料的趋势，且已在郑州、济南等地的公交、出租车行业内被采用。山东业已推出了推广燃料乙醇的法规。长期以来，乙醇多以蒸馏法生产，但是由于乙醇水体系有共沸现象，普通的精馏对于得到高纯度的乙醇来说产量不好。但是由于常用的多为其水溶液，因此，研究和改进乙醇水体系的精馏设备是非常重要的。 塔设备是最常采用的精馏装置，无论是填料塔还是板式塔都在化工生产过程中得到了广泛的应用，在此我们作板式塔的设计以熟悉单元操作设备的设计流程和

8、应注意的事项是非常必要的。1.1 设计依据设计依据课程设计方案选定所涉及的主要内容有：塔型选择、操作压力、进料状况、加热方式及其热能的利用。2.1.1 塔型选择塔型选择 浮阀塔的操作弹性大，特别是在低负荷时，仍能保持正常操作。浮阀塔由于气液接触状态良好，雾沫夹带量小(因气体水平吹出之故)，塔板效率较高，生产能力较大。塔结构简单，制造费用便宜，并能适应常用的物料状况。基于浮阀塔有上述优点，因此我们选择了浮阀塔。2.1.2 操作压力操作压力 精馏常在常压，加压或减压下进行。加压操作可提高平衡温度，有利于塔顶蒸汽冷凝热的利用，在相同的塔径下，适当提高操作压力还可以提高塔的处理能力。所以我们采用塔顶压

9、力为 10kpa（表压）进行操作。.2.1.3 进料状况进料状况 进料状态有多种，但一般都是将料液预热到泡点或接近泡点才送入塔中，这样，进料温度不受季节，气温变化和前道工序波动的影响，塔的操作也比较好控制。此外，泡点进料时，精馏段和提馏的塔径相同，设计制造比较方便。故本实验采用泡点进料。2.1.4 加热方式加热方式 精馏塔的设计中多在塔底加一个再沸器以采用间接蒸汽加热以保证塔内有足够的热量供应。本次设计任务年产量较大，对设备造成的负荷要求也高，所需热量较多，因此采用再沸器由水蒸汽间接加热，采用饱和蒸汽加热，且冷凝液在饱和温度下排出，同时需要安装塔釜上升蒸汽管把釜底蒸汽送入筒体内。2.1.6 热

10、能的利用热能的利用 精馏过程的原理是多次部分冷凝和多次部分汽化。因此热效率较低，通常进入再沸器的能量只有 5%左右可以被有效利用。虽然塔顶蒸汽冷凝可以放出大量热量，但是由于其位能较低，不可能直接用作为塔底的热源。为此，我们拟采用塔釜残液对原料液进行加热1.2 设计设计条件及任务条件及任务1.2.1 设计条件设计条件在常压下设计一个间接加热的连续板式精馏塔，分离乙醇-水混合物，要求1. 年生产能力 3000t/a（每年按 300 个工作日，每天 24 小时计算）2. 原料规格 0.2 (质量分数)；塔顶产品规格 0.9 (质量分数)；回收率 0.953. 操作条件塔顶压力：10kpa（表压） ；

11、单板压降(3-5)s 的要求，故降液管适用降液管底隙高度 ho取液体通过降液管底隙的高度 uo 为 0.13m/smmullhwso40.2407. 048. 000082. 00满足不少于 2025mm，符合要求。.2.8 塔板分布，浮阀数目与排列塔板分布，浮阀数目与排列2.8.1 塔板分布塔板分布本设计塔径 d=0.8m，因为直径在 300-800mm，所以采用整块重叠式塔板，一遍通过入孔装拆塔板。塔节高度 l = 1500mm板圈高度 = 70mm塔板圈与塔体内壁的间隙通常取 11mm，需用填料密封。2.8.2 浮阀数目与排列浮阀数目与排列浮阀选 f1 型重阀提馏段：提馏段：取阀孔动能因

12、子，则孔速m/s90f097.107945. 092002vfu每层塔板上浮阀数目为 个36097.10039. 0785. 04702. 04n20202tudvs按 t=75 估算排间距：mmmt56056. 0075. 010343. 0取 t=75 80 排得阀数为 38 个t按 n=38 重新核算孔速以及阀孔动能因子 smu/36.1038039. 0785. 043. 0202 23. 97945. 036.1002f阀孔动能因子变化不大，仍在 913 范围内。塔板开孔率= 38 x (0.039/0.8) =0.09032.第三章第三章 流体力学验算流体力学验算3.1 气体通过浮

13、阀塔板的压降（单板压降）气体通过浮阀塔板的压降（单板压降）可根据计算ghphhhhlpplcp,1）干板阻力 smuvc/91.117945. 01 .731 .73825. 1825. 1220因，故2002cuu m041. 0493.95154.137945. 034. 5234. 52202222guhlvc2）板上充气液层阻力取则mhl06. 0, 5 . 00mhhll03. 006. 05 . 0023）液体表面张力所造成的阻力此阻力很小，可忽略不计，因此与气体流经塔板的压强相当的液柱高度为：mhp071. 003. 0041. 02 0.7kpapaghplpp05.6628

14、. 9493.951071. 022符合要求3.2 液泛液泛降液管中清液层高度： ，且有）（wtdhhhdlpdhhhh1）单层气体通过塔板的压降相当的液柱高度mhp071. 012）液体通过降液管的压头损失 m0012. 0)0244. 042. 000082. 0(2 . 0)(153. 022011hllhwsd3）板上液层高度，则mmhl06. 01323. 006. 00012. 0071. 01dh.取，已选定5 . 0mhmhwt05004. 0,25. 0则m150. 0)25. 005004. 0(5 . 0)(1twhh可见，所以符合防止淹塔的要求。11)(twdhhh3.

15、3 物沫夹带物沫夹带泛点率%10036. 111111bflsvlvsakczlv板上液体流经长度：mwdzdl624. 0088. 028 . 02板上液流面积：2447. 002703. 025204. 02maaaftb取物性系数 k=1.0，饭店负荷系数053. 0fc 泛点率=63.55%0 . 11 . 00 . 1832. 01067. 136. 1269. 192.823269. 157. 13对于大塔，为了避免过量的物沫夹带，应控制泛点率不超过 70%，由以上计算可知，物沫夹带能够满足气）的要求液 kg/(11. 0kgev 3.4 漏液漏液当阀孔的动能因数 f0 低于 5

16、时将会发生严重漏液，前面已计算出 f0=9.23，可见不会发生严重漏夜。3.5 塔板符合性能图塔板符合性能图3.5.1 气相负荷下限线：气相负荷下限线： 提馏段：= vsendv54202545. 07945. 0538039. 0414. 32. 精馏段：.= vsendv54202069. 02022. 1538039. 0414. 323.5.2 雾沫夹带线雾沫夹带线 44714. 002763. 025024. 026ftaaa 624. 0088. 028 . 02dlwdz提馏段：sslv69.25191. 1精馏段：sslv57.21924. 03.5.3 液相负荷下限线液相负荷

17、下限线 3/2)3600(100084. 2006. 0wslle smls/000209. 03min3.5.4 液相负荷上限线液相负荷上限线001182. 0525. 002763. 05tfshal3.5.5 液泛线：液泛线： 提馏段：3/222sssdlclbav 1104. 01091. 125nalv 075. 010wthhb. 89.1152153. 0202hlcw =1.632 3/210667. 01wled则 322278.1484.10442679. 0sssllv精馏段：1833. 038476.8672022. 11091. 125a则 3222903. 86 .

18、6289409. 0sssllv由塔板的负荷性能图得：操作弹性：精馏段：操作弹性8095. 221. 059. 0minmaxvv提馏段：操作弹性817. 2252. 0710. 0minmaxvv第四章第四章 热量衡算热量衡算 4.1 塔顶冷凝器的热量衡算塔顶冷凝器的热量衡算78.5时水的汽化潜热为 2311.3kj/kg(由化工单元操作与设备下附表五-3) 乙醇的汽化潜热为 854.62kj/kg kmolkj /02.3977331.231118779. 0162.85446779. 0 hkjdrqc/10253. 202.39773451.10142. 416冷凝水进口温度取 25，

19、出口温度取 40（化工单元操作与设备附表五-1）得1t2t下的5 .3222540eckgkjcpc0/174. 4.则有hkgttcqwpccc/7 .35984124.2 塔底再沸器的热量衡算塔底再沸器的热量衡算再沸器热负荷lvbiivq = 由于 100左右，可忽略不计，所以lvii tcmtc mbvq塔釜温度，且塔釜液汽化潜热可用纯水代替，有100wtkgkjm/4 .2258泡点进料， hkmolvv/644.56kmolkjkgkjm/22.40651/4 .2258 hkjvvqmb/103026. 2644.562 .406516第五章第五章 主要接管尺寸计算主要接管尺寸计算

20、5.1 进料管进料管由前面物料衡算得：，进料液密度，。skgf/5485. 0ctf14.873/796.945mkglf进料由高位槽输入塔中，适宜流速为 0.40.8m/s。取进料流速 u=0.5m/s,则进料管内径为：mufdf03039. 0796.9458 . 05485. 044选取不可拆无缝钢管 401.6mm。校核设计流速：sdfuf/m545. 0796.945)20075. 0073. 0(45485. 0422经校核，设备适用。.5.2 回流管回流管由前面物料衡算得：，s/kg511. 03600/812.39193.46l回流液密度。3/26.785mkgl采用泵输送回流

21、液，适宜流速为 1.52.0m/s。取回流液流速 u=1.8m/s，则回流管内径为：muld02. 026.7858 . 1511. 044选取钢管 251.4mm。校核设计流速：smu/68. 126.785)20014. 0025. 0(4511. 02经校核，设备适用。5.3 塔釜出液管塔釜出液管由前面物料衡算得：，skgl/7932. 0塔釜液密度3/190.957mkgl釜液出口管一般的适宜流速为 0.51.0m/s。取釜液流速 u=0.8m/s，则釜液出口管内径为：md036. 0190.9578 . 07932. 04选取钢管 401.6mm。校核设计流速，smu/956. 01

22、90.957)2004. 004. 0(47932. 02经校核，设备适用。.5.4 塔顶蒸汽管塔顶蒸汽管由前面物料衡算得：，svs/m4521. 03蒸汽管一般适宜流速为 1220m/s.取蒸汽管流速为 u=20m/s，则塔顶蒸汽管管口内径为：mvds170. 0204521. 04204选取钢管 2005.4mm。校核设计流速：smu/09.16)20054. 020. 0(44521. 02经校核，设备适用。5.5 塔釜蒸汽管塔釜蒸汽管由前面物料衡算得：，s/m4702. 03，v蒸汽管一般适宜流速为 1220m/s.取蒸汽管流速为 u=20m/s，则塔釜蒸汽管管口内径为： mvd173

23、. 0204702. 04204选取钢管 2005.4mm。校核设计流速：smu/73.16)20054. 020. 0(44702. 02经校核，设备适用。.5.6 主要接管设计汇总主要接管设计汇总表 3 主要接管设计计算数据表项目管径厚度进料管401.6mm回流管251.4mm塔釜出液管401.6mm塔顶蒸汽管2005.4mm塔釜蒸汽管2005.4mm第六章第六章 辅助设备设计定型辅助设备设计定型进料预热器一个：预热进料,同时冷却釜液。再沸器一个：将塔底产品加热，提供提馏段的上升蒸汽。全凝器一个：将塔顶蒸汽冷凝,提供产品和一定量的回流。产品冷却器一个：将产品冷却到要求的温度后排出。加料泵：

24、加料管规格选型，加料泵以每天工作 3 小时计（每班打 1 时） 。大致估计一下加料管路上的管件和阀门。高位槽、贮槽：高位槽以一次加满再加一定裕量来确定其容积。贮槽容积按加满一次可生产 10 天计算确定。 表 4 辅助设备数据表管程壳程总传质系数 k 值范围预热器料液水蒸汽430850w/m2k再沸器釜液水蒸汽19904260 w/m2k全凝器冷水物料蒸汽4501140w/m2k冷却器冷水产品液430850 w/m2k计算前均假定换热器的损失为壳方气体传热量的 10%，即安全系数为 1.05。下面四个换热器的计算均按照这个假定。.6.1 预热器预热器 设计流程要求泡点进料，进料浓度下的泡点温度为

25、 81.5，而原料温度为 35。釜残液的温度为103，其主要成分是水，比热比原料液大，所以可以利用釜液对进料液进行预热，使其达到泡点，只要控制好釜残液的流量，由于釜残液能提供的热量足够，因而可以稳定控制进料温度为泡点。拟定将釜液降至 45排出，以用于他途。f=0.5485kg/s,w=0.4328kg/sctttm07.61214.87352泡点进料根据平均温度，查相关表可得：cp 水=4.178kj/(kg*k),cp 乙醇3.055kj/(kg*k)。）（kkg/(0780.34178. 4089. 01089. 0055. 3mkjcpskjtfcqpm/63.116)3514.87(5

26、485. 00780. 4吸收 ctm37.11354514.87100ln/354514.87100取总传热系数 k=850=0.85kj/2m207.12)37.1185. 0/(63.116)/(mtkqam取安全系数 1.05，则实际传热面积为：a=12.67。2m选取换热器：g27326.32.514管长 6m；管数 32；管子（炭钢）尺寸mm5 . 225校核：a=142mq=140.8515.02=178.738kj/sskjq/108.6263.116178.738所以传热足够，设计满足要求。6. 2 再沸器再沸器因为釜残液几乎为水，故其焓值可按纯水进行计算。tw=100,查表

27、得.419.10kj/kg,=56.644 x 23.90 =1353.79kg/hoh2v则:。skjvqoh/60.1572与预热器一样，采用间接饱和蒸汽加热。已知饱和蒸汽的压强为 2.5kgf/cm2(表压)，查表得其温度为 126.7则，取 k=3000 w/(m2k)。ctm7 .261007 .126换热器面积：2066. 27 .26305. 160.15705. 1mtkqam取安全系数为 1.05，则2169. 2ma 选取再沸器：g-159 -2.5-3管长：3m，总管数：13，管子（炭钢）尺寸mm5 . 225校核：a=32m，skjtkaqm/3 .2407 .2633

28、skjq/7 .8260.1573 .240传热量足够，能够满足设计要求。6.3 全凝器全凝器冷却水进口温度为 25，设其出口温度为 40，塔顶出口气体的温度为 78.5，因为塔顶馏出液含乙醇 90%， ，查表得其热焓为 kj/kg64.1216mr由热量衡算可知skjhkjqc/81.625/10253. 26 59.45405 .78255 .78ln/405 .78255 .78mt取安全系数 1.05，取 k=800 w/(m2k)。a=202.1859.458 . 0/8 .62505. 1/05. 1mtkqm选 g-400iv-1.6-20 型号的换热器。管长：3.0 m 管数：

29、86，管子（碳钢）尺寸：252.5mm.a=202m6.4 冷却器冷却器冷却水进口温度为 25，设其出口温度为 35；塔顶全凝器出来的有机液（质量分率 90%的乙醇溶液）d=0.1157kg/s；温度为 78.5，降至 40。按产品冷却前后的平均温度查算比热： c25.592405 .78tm取总传热skjtdcqskjcxcxcpmpdpdpm/71.14405 .781157. 0301. 3/3031. 3178. 4779. 01055. 3779. 01产品产水乙醇产品）（）（系数 k=600=0.60kj/2m ctm76.262540355 .78ln/2540355 .78a=

30、2916. 076.266 . 0/71.14/mtkqm取安全系数 1.05，则 a=0.9622m选 g-159-1.43-25-5 型号的换热器。管长：1.5m 管数：13 管子（碳钢）尺寸：252.5mm 管子按三角形排列校核：a=1.432mq=1.430.626.76=22.96kj/s kj/s250. 871.14960.22q所以传热足够，设计满足要求。6.5 泵的选取泵的选取 在进料口加料时，本设计采用换热器加热原料，进料口高度为： h=4+0.225+40.25=5.225m. 进料密度：945.796 kg/m3 由 qm,v=qm,h/进料密度=1974.908(kg

31、/h)/945.796(kg/m3)=2.088m3/h 则液体在泵里的流速为 u=qm,v/(r2 进料口) =0.545m/s40006 .54649103471. 0796.945545. 06 . 12403dure 所以液体在管中的流动形式为湍流。 fffhhh 选择泵的型号为：流量为 7.5 m3/h，扬程为 22m。6.6 储槽储槽 原料贮罐 设计原料的储存利用时间为 3 天kgqhm3720290.96,则可知： 3,342.150796.94537.142193mqvhm进料设其安全系数为：0.8 则有：3928.1878 . 0342.150mv实

32、际产品贮罐设计产品的储存时间为 3 天kgqhm31.30000324869.39451.10,则可知： 3,016.38156.78931.30000mqvhm产品设其安全系数为：0.8 则有：352.478 . 0016.38mv实际选择设备：采用立式圆筒形固定顶储罐系列（hg-21502.1-92）.原料储罐的选择规格为：名称标准序号公称体积/m3计算体积/m3内径/mm总高/mm材料总重/kg规格hg-21502.1-92-21720022031003187q235-a.f9056产品储罐的选择规格为：名称标准序号公称体积/m3计算体积/m3内径/mm总高/mm材料总重/kg规格hg-

33、21502.1-92-208505517001000q235-a.f2570第七章第七章 塔的总体结构塔的总体结构7.1 塔的封头确定塔的封头确定：塔径 d=800mm，椭圆形封头，曲面高度 h1=0.2m，h2=0.025m，取封头壁厚 s=4mm。7.2 塔壁厚同封头壁厚：塔壁厚同封头壁厚：s=4mm7.3 塔高塔高塔底空间高度bh塔底空间具有中间储槽的作用，塔釜料液最好在塔底有 1015min 的储量。这里取t=12min=720sv 釜液=(20.04 x 28.497)/951.49 0.60033m.所以塔釜液面高，釜hm195. 18 .1014. 3/6003. 042=1.1

34、95 +0.4=1.595mbh进料板高度=0.5mfh板间距=0.25mth塔顶空间高度=1.0mdh封头高度2(h1+h2)=2(0.2+0.025)=0.45m开有人孔的板间距m7 . 0,th人孔数目 s=2裙座设计高度：4m塔顶充气管长度：0.15m所以塔体总高度为： 7.75m1.650.50.720.252)-2-(171.0hhshs)h-2-(nbf,ttpdhh塔总高m34. 996. 02225. 018. 075. 7,h第八章第八章 塔的具体结构设计塔的具体结构设计8.1. 塔板尺寸塔板尺寸.8.2. 塔节说明塔节说明板间距 ht=250mm 每个塔层中塔板数 n=4

35、塔节高度 l=5004=2.0m（符合要求）含进料层的塔节较其他塔节高，为 2250mm，满足要求。装有视镜的塔节也较其他塔节略高，为 2250mm，也满足要求。5 个塔板用拉杆和定距管紧固在塔节内。定距管起着支撑塔板和保持塔间距的作用。塔板与塔壁的间隙，加填料密封后，用压板和压圈压紧。塔节两端均有法兰，两个塔节间用螺栓螺母连接。8.3. 降液管装置（取整）降液管装置（取整） lw=(溢流堰长)=480mm 降液管宽度 wd=88mm 降液管面积 af=0.02763m2 出口堰高度 hw=50mm 降液管底隙高度 ho=25mm8.4. 封接结构封接结构筒体法兰筒体法兰选取平面封面的甲型平焊

36、法兰（tb4702-92）.表 8.4.1 甲型平焊筒体法兰尺寸公称直径法兰/mm（pn=0.6mpa）螺栓dn(mm)dd1d2d3d4d规格数量8009308908558458424023m2024.表 8.4.2 管法兰(选取板式平焊钢制管法兰)pn=0.6mpa连接尺寸管子直径1a法兰内径1b名称公称直径dnab法兰外径d螺栓孔中心圆直径k螺栓直径l螺栓孔数量 n螺纹ht法兰厚度cab坡口宽度b法兰理论重量kg进料管4048.345130100144m121649.5461.38回流管2533.73210075114m101434.5330.75出料管4048.345130100144

37、m121649.5461.38塔顶上升蒸汽管200219.1219320280188m1622221.52226.85水蒸气进口管200219.1219320280188m1622221.52226.85.垫片垫片表 8.4.3（非金属垫片）hg2060697进料管出料管回流管塔顶上升蒸汽管水蒸气进口管内径（mm）6177169630630外径（mm）140160265780780厚度（mm）1.51.51.533螺栓螺栓表 8.4.48.5. 人孔人孔(hg2151895)(回转盖带颈对焊法兰人孔尺寸回转盖带颈对焊法兰人孔尺寸)突面型2.550053012730660405200270128

38、484448300密封面型式公称压力 mpa公称直径 dndwsdd1abh1h2b1b2bld。螺柱数量3020螺柱直径长度m332180总质量 kg302进料管出料管回流管塔顶上升蒸汽管水蒸气进口管长度（mm）606070110110质量（kg）60.760.7132466466螺纹m12m12m16m24m24.8.6 塔顶吊柱塔顶吊柱g=500slhrel重量kg标准图号800315090015910750250110222hg5-137380-14具体图形见常用单元设备设计（塔顶吊住）第九章第九章 经济衡算经济衡算以年为衡算基准9.1 成产成本成产成本生产费用包括再沸器水蒸汽费，塔顶

39、冷凝器，产品冷却器冷却水费。9.1.1 水蒸汽费用水蒸汽费用 cs 采用饱和水蒸汽压力：2.5kgf/cm2(表压)，采用再沸器由水蒸汽间接加热，采用饱和蒸汽加热，1 度电=1kw/h=3600kj,每度电的单价为 1.0 元，则再沸器加热的热量 hkjqb/103026. 26用电成本=小时元/6 .6390 . 26水蒸汽费用 cs=年元/46051923002461.6399.1.2 冷却水费用冷却水费用 cw 冷却水单价按 2 元/吨而定。.换热器中冷却水温升一般取 1020。冷却水用量全凝器： 年吨水水水/259080100030024360015174.

40、4/81.625/tcqmpm冷却器年吨水水水/9135100030024360010174. 4/71.14/tcqmpm冷却水费用 cw=（259080+9135）*2=536430 元/年9.1.3 设备投资费设备投资费精馏塔投资费 cd成本：20000d1.2 元/实际塔板 d：精馏塔内径 m年折旧率为 15% 全塔成本：20000d1.2ne15% 元/年ne：实际塔板数全塔成本=20000*0.8*1.2*17*（1+15%）=375360 元/年总费用 ct=cd+cs+cw=4605192+536430+375360=551698.2 元/年9. 2 生产收益生产收益已知质量分

41、率为 95%的工业酒精价格是 5000 元/吨年吨/300030024869.39451.10md年吨/1 .2842%95%90mmd则产品收益=2842.1*5000=14210526 元/年9.3 利润利润每年的利润=14210526-5516982=8693544 元/年.设计结果统计设计结果统计表 4、工艺设计计算结果表项目数值及说明备注塔径 d/m0.8板间距/mth0.25塔板型式单溢流弓形降液管整块式塔板空塔气速 u/（m/s）0.9360溢流堰长/mwl0.48溢流堰高/mwh0.05046板上液层高度/mlh0.06降液管底隙高度/m0h0.0244浮阀个数（个）38等边三

42、角形叉排孔心距 t/m0.075单板压降/papp662.05液体在降液管内停留时间s/0.1323降液管内清液层高度m/dh0.1718泛点百分率 f/%59.93气相负荷上限-13maxsm/)sv（精馏：0.59提馏：0.710气相负荷下限（13minsm/)sv精馏：0.21提馏：0.252阀孔气速10/smu10.36阀孔动能因素0f9.23临界阀孔气速1/smuoc11.91弹性操作精馏：2.8095提馏：2.817.附图附图图 1 图解法最小回流比示意图 . 图 2 图解法求理论板数示意图 图 3 提馏段性能图图 4 精馏段性能图. 图 5 浮阀排列图 图 6 精馏塔工艺流程图.

43、设计小结与体会设计小结与体会 在杨楚芬老师的悉心指导下，我们组顺利完成该课程设计。通过这次的课程设计，收获颇多，受益匪浅。 1、 对实验原理有更深的理解对实验原理有更深的理解 通过化工原理课程设计，在这个课程设计过程当中，我们综合地运用了我们所学习过的流体力学，传热，传质，分离等方面的化工基础知识，运用传统的手工制图和新兴的电脑计算技巧加以配合，设计了一款可应用于设计生产当中的酒精连续精馏筛板塔。在为期两周的课程设计当中我感触最深的便是实践联系理论的重要性，当遇到实际问题时，只要认真思考，用所学的知识，再一步步探索，是完全可以解决遇到的一般问题的。这次的课程设计内容包括工艺流程的设计，塔板结构

44、的设计，数据的校验。目的主要是使我们对化学工艺原理有一定的感性和理性认识；对酒精精馏等方面的相关知识做进一步的理解；培养和锻炼我们的思维实践能力，使我们的理论知识与实践充分地结合，做到不仅具有专业知识，而且还具有较强的实践能力，能自主分析问题和解决问题。掌握了什么是数据计算程序，熟悉了酒精水分离的总流程框图，了解了工业酒精的生产过程、对课本上的理论知识有了更深的理解，通过设计精馏塔，把原来以为很深奥的书本知识变的更为简单，对实验原理有更深的理解。 2、 对该理论在实践中的应用有深刻的理解对该理论在实践中的应用有深刻的理解 通过这次的课程设计，知道和理解了精馏理论在实际生产中是怎样执行的， 对该理论在实践中的应用有深