乙醇和水混合液精馏塔课程设计.doc

新疆工程学院

化工原理课程设计说明书

题目名称：年产量为8000t的乙醇-水混合液
精馏塔的工艺设计

系 部： 化学与环境工程系
专业班级： 化学工程与工艺13-1
学生姓名： 杨 彪
指导老师： 杨智勇
完成日期： 2016.6.27

格式及要求
1、摘 要
1)摘要正文
(小四，宋体)
摘要内容200～300字为易，要包括目的、方法、结果和结论。
2）关键词 XXXX；XXXX；XXXX (3个主题词)
(小四，黑体)
2、目录格式
目 录(三号，黑体，居中)
1 XXXXX（小四，黑体） 1
1.l XXXXX(小四，宋体) 2
1.1.1 XXXXX(同上) 3
3、说明书正文格式：
1. XXXXX (三号，黑体)
1．1 XXXXX(四号，黑体)
1.1.1 XXXXX(小四，黑体)
正文：XXXXX(小四，宋体)
（页码居中）
4、 参考文献格式：
列出的参考文献限于作者直接阅读过的、最主要的且一般要求发表在正式出版物上的文献。参考文献的著录，按文稿中引用顺序排列。
参考文献内容(五号，宋体)
示例如下：
期刊——[序号]作者1，作者2…，作者n．题(篇)名，刊名(版本)，出版年，卷次(期次)。
图书——[序号]作者1，作者2…，作者n．．书名，版本，出版地，出版者，出版年。
5、.纸型、页码及版心要求：
纸 型： A4，双面打印
页 码： 居中，小五
版心距离：高：240mm(含页眉及页码)，宽：160mm
相当于A4纸每页40行，每行38个字。
6、量和单位的使用：
必须符合国家标准规定，不得使用已废弃的单位。量和单位不用中文名称，而用法定符号表示。

新疆工程学院
课程设计任务书
2015-2016学年 第二学期 2016年6月27日
专业
化学工程与工艺
班级
化工工艺13-1
课程名称
化工原理
设计题目
年产量为8000t的乙醇-水混合液精馏塔的工艺设计
指导教师
杨智勇
起止时间
2016-6-20~6-27
周数
1周
设计地点
新疆工程学院
设计目的：根据乙醇和水混合液的物性及工艺要求，通过查阅相关资料，进行一系列相关的计算，最终确定精馏塔的结构规格和工艺尺寸，然后从理论上的正确性、技术上的可行性和经济上的合理性等方面对设计结果进行评价，完成符合工艺要求的精馏塔结构设计。
设计任务：完成精馏塔工艺优化设计，精馏塔结构优化设计以及有关附属设备的设计和选用，绘制工艺流程图、塔板结构简图及塔板符合性能图，并编制工艺设计说明书。
年产量：8000吨乙醇，料液初温：25℃，料液浓度：:40%(质量分率)，塔顶产品浓度：94% (质量分率)，乙醇回收率：99%，每天实际生产天数：330天，冷却水温度：30℃

设计进度与要求：
06.20-06.21 收集精馏塔有关资料并选型；
06.22-01.25 完成精馏塔物料衡算，塔结构工艺计算，塔板负荷性能图，工艺流程图
06.25-06.26 完成设计说明书的编制，排版，打印
06.26-06.27 完成答辩及成绩评定

主要参考书及参考资料：
[1] 王胜国编.化工原理课程设计.大连理工大学出版社，2005
[2] 贾绍义,柴诚敬.化工原理课程设计.天津大学出版社，2002
[3] 涂伟萍, 陈佩珍, 程达芳. 化工过程及设备设计.华南理工大学, 化学工业出版社2000
[4] 国家医药管理局上海医药设计院. 化工工艺设计手册. 第二版. 化学工业出版社1996
[5]天津大学化工原理教研室. 化工原理修订版. 天津：天津科技出版社2006
[6] 谭天恩，窦梅等编. 化工原理. 下册. 第四版. 北京:化学工业出版社，2013

摘要
乙醇溶液是生活中常见的溶液，提高乙醇的纯度是化工工业中最重要的工艺，本次设计，为达到生产要求，通过物料衡算，物性参数的分析及乙醇溶液气液平衡图，设计出合理的板式精馏塔，以提高乙醇的纯度，并从流体力学和蒸馏原理出发，为精馏塔设计合适的冷凝器，泵，合适的塔板等，从经济方面考虑选用合适的塔板，计算并绘制塔板负荷性能图，全方面认识精馏塔。而这一设计过程中的主要内容有：物料衡算，热量衡算，塔体工艺设计，塔板工艺设计，塔板负荷性能图以及精馏工艺流程图的绘制，塔附属设备设计及选取。
关键词：乙醇溶液 板式精馏塔 工艺计算

目录
任务书 1
一、前言 2
1.设计简介 2
2.设备选型 2
3.工艺流程确定 4
4.设计方案 6
二、设备工艺条件的计算 7
1.精馏塔物料衡算 7
1.1物料衡算 7
1.2求得,, 7
1.3平均摩尔质量 9
2.理论塔板数的确定 9
2.1相对挥发度 9
2.2回流比 10
2.3操作线方程 10
2.4实际塔板数 12
3.物性参数 12
3.1密度 12
3.2混合物粘度 13
3.3表面张力 13
三、塔和塔板主要工艺结构尺寸的计算 14
1.塔径的确定 14
2.精馏塔有效高度的计算 15
3.塔板主要工艺尺寸的计算 16
3.1 溢流装置计算 16
3.2弓形降液管宽度Wd和截面积Af 16
3.4 降液管底隙高度ho 17
3.5 塔板布置 17
4.筛板的流体力学验算 18
4.1 塔板压降 18
4.2液面落差 19
4.3 液沫夹带 19
4.4 漏液 20
4.5 液泛 20
5.塔板负荷性能图 21
5.1漏液线 21
5.2 液沫夹带线 21
5.3液相负荷下限线 22
5.4液相负荷上限线 23
5.5 液泛线 23
四、附属设备 25
五、精馏塔参数汇总图表 26
总结 28
参考文献 29

化工原理课程设计

任务书
（一） 设计题目：乙醇-水混合液板式精馏塔设计
年产量：8000吨
料液初温：25℃
料液浓度：:40%(质量分率)
塔顶产品浓度：94% (质量分率)
乙醇回收率：99%
每天实际生产天数：330天
冷却水温度：30℃
（二） 操作条件
（1） 操作压力：常压
（2） 进料热状态：自选
（3） 回流比：1.5Rmin
（4） 塔底加热：连续蒸汽加热
（5） 单板压降≤0.7 KPa
（三） 设计内容
1设计说明书的内容
（1） 精馏塔的物料衡算；
（2） 塔板数的确定；
（3） 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算；
（4） 精馏塔的塔体工艺尺寸计算；
（5） 塔板主要工艺尺寸的计算；
（6） 塔板的流体力学验算；
（7） 塔板的负荷性能图；
（8） 塔顶全凝器设计计算：热负荷， 载热体用量， 选型
（9） 精馏塔接管尺寸计算；
（10） 对设计过程的评述和有关问题的讨论。
2、设计图纸要求：
（1）绘制精馏塔装置图；
（2）相关图表

32

一、前言
1.设计简介
蒸馏是工业上应用最广的液体混合物分离操作，广泛用于石油、化工、轻工、食品、冶金等部门。精馏操作按不同方法进行分类。根据操作方式，可分为连续精馏和间歇精馏。本设计主要研究连续精馏。
塔设备是炼油、石油化工、精细化工、生物化工、食品、医药及环保部门等生产过程中广泛采用的气液传质设备。根据塔内气液接触构件的结构形式可分为板式塔和填料塔两大类。
板式塔内设置一定数量的塔板，气体以鼓泡或喷射形式穿过板上的液层，液体横向流过塔板，而气体垂直穿过液层，气液两相成错流流动，进行传质与传热，但对整个板来说，两相基本上成逆流流动。在正常操作下，气相为分散相，液相为连续相，气相组成呈阶梯变化，属逐级接触逆流操作过程。
填料塔内装有一定高度的填料层，液体自塔顶沿填料表面下流，气体逆流向上（有时也采用并流向下）流动，气液两相密切接触进行传质与传热。在正常操作条件下，气相为连续相，液相为分散相，气相组成呈连续变化，属微分接触逆流操作。
板式塔的空塔速度较高，因而生产能力较高，本设计目的是分离乙醇-水混合液，处理量大；尽管塔板的流动阻力大，塔板效率不及高效填料塔高，但板式塔的效率稳定，造价低，检修、清理方便，故选板式塔。
2.设备选型
板式塔在工业上最早使用的是泡罩塔、筛板塔，其后，特别是在本世纪五十年代以后，随着石油、化学工业生产的迅速发展，相继出现了大批新型塔板，如S型板、浮阀塔板、多降液管筛板、舌形塔板、穿流式波纹塔板、浮动喷射塔板及角钢塔板等。目前从国内外实际使用情况看，主要的塔板类型为浮阀塔、筛板塔及泡罩塔，而前两者使用尤为广泛。
塔板是板式塔的主要构件，分为错流式塔板和逆流式塔板两类，工业应用以错流式塔板为主，常用的错流式塔板主要有下列几种。
（1）泡罩塔板
泡罩塔板是工业上应用最早的塔板，其主要元件为升气管及泡罩。泡罩安装在升气管的顶部，分圆形和条形两种，国内应用较多的是圆形泡罩。泡罩尺寸分为80mm、100mm、150mm三种，可根据塔径的大小选择。通常塔径小于1000mm，选用80mm的泡罩；塔径大于2000mm的，150mm选用的泡罩。
泡罩塔板的主要优点是操作弹性较大，液气比范围大，不易堵塞，适于处理各种物料，操作稳定可靠。其缺点是结构复杂，造价高；板上液层厚，塔板压降大，生产能力及板效率低。近年来，泡罩塔板已逐渐被筛板、浮阀塔板所取代。在设计中除特殊需要（如分离粘度大、易结焦等物系）外一般不宜选用。
（2）筛孔塔板
筛孔塔板简称筛板，机构特点为塔板上开有许多均匀的小孔。根据孔径的大小，分为小孔径筛板（孔径为3~8mm）和打孔筛板（孔径为10~25mm）两类。工业应用以小孔径筛板为主，大孔径筛板多用于某些特殊场合（如分离粘度大、易结焦等物系）。
筛板的优点是结构简单，造价低；板上液面落差小，气体压降低，生产能力较大；气体分散均匀，传质效率高，但若设计和操作不当，易产生漏液，使得操作弹性减小，传质效率下降，故过去工业上应用较为谨慎。近年来，由于设计和控制水平的不断提高，可是筛板的操作非常精确，弥补了上述不足，故应用日趋广泛。在确保精确设计和采用先进控制手段的前提下，设计中可大胆选用。
（3） 浮阀塔板
浮阀塔板是在泡罩塔板和筛孔塔板的基础上发展起来的，它吸收了两种塔板的优点。其结构特点是在塔板上开有若干个阀孔，每个阀孔装有一个可以上下浮动的阀片。气流从浮阀周边水平地进入塔板上液层，浮阀可根据气流流量的大小而上下浮动，自行调节。浮阀的类型很多，国内常用的有F1型、V4型及T型等，其中以F1行浮阀应用最为普遍。
对比其他塔板，具有以下优点：
（1）生产能力大。由于浮阀塔板具有较大的开孔率，故生产能力比泡罩塔的答20%~40%，而与筛板塔相近。
（2）操作弹性大。由于阀片可以自由升降以适应气量的变化，故维持正常操作所容许的负荷波动范围比泡罩塔和筛板塔的都宽。
（3）塔板效率高。因上升气体以水平方向吹入液层，故气液接触时间较长而雾沫夹带量小，板效率较高。
（4）塔板压降及液面落差较小。因为汽液流过浮阀塔板时所遇到的阻力较小，故气体的压降及板上的液面落差都比泡罩塔板的小。
（5）塔的造价低。因构造简单，易于制造，浮阀塔的造价一般为泡罩塔的60%~80%，而为筛板塔的120%~130%。
3.工艺流程确定
（1）加料方式
加料方式有两种：高位槽加料和用泵直接加料。采用高位槽加料，通过控制液位高度，可以得到稳定的流量和流速。通过重力加料，可以节省一笔动力费。但由于多了高位槽，建设费用相应增加；采用泵加料，受泵的影响，流量不太稳定，流速也忽大忽小，从而影响了传质效率，但结构简单、安装方便；如采用自动控制来控制泵的流量和流速，其控制原理复杂，且设备操作费用高。本设计才用泵加料。
（2）进料热状况
进料状况一般有冷液进料，泡点进料。对于冷液进料，当组成一定时，流量一定，对分离有利，省加热费用。但冷液进料受环境影响较大。采用泡点进料，不仅对稳定塔操作较为方便，且不易受环境温度影响。综合考虑，本设计采用泡点进料。泡点进料时，基于恒摩尔流假定，精馏段和提馏段上升蒸汽的摩尔流量相等，故精馏段和提馏段塔径基本相等，制造上较为方便。
（3）塔顶冷凝方式
塔顶冷凝采用全凝器，用水冷凝。乙醇和水不反应，且容易冷凝，故使用全凝器。塔顶出来的气体温度不高，冷凝后回流液和产品温度不高无需进一步冷却。本设计冷凝器选用重力回流直立或管壳式冷凝器原理。因本设计冷凝与被冷凝流体温差不大，所以选用管壳式冷凝器，被冷凝气体走管间，以便于即使排出冷凝液。
（4）回流方式
回流方式可分为重力回流和强制回流。对于小塔径，回流冷凝器一般安装在塔顶。其优点是回流冷凝器无需支撑结构，其缺点是回流冷凝器回流控制比较难。如果需要较高的塔处理量或塔板较多时，回流冷凝器不适合于塔顶安装。且塔顶冷凝器不易安装、检修和清理。在这种情况下，可采用强制回流，塔顶上升蒸汽采用冷凝冷却器以冷回流流入塔中。由于本设计是小型塔，故采用重力回流。
（5）加热方式
加热方式分为直接蒸汽和间接蒸汽加热。直接蒸汽加热是用蒸汽直接由塔底进入塔内。由于重组分是水，故省略加热装置。但在一定的回流比条件下，塔底蒸汽对回流液有稀释作用，使理论塔板数增加，费用增加。间接蒸汽加热通过加热器使釜液部分汽化。上升蒸汽与回流下来的冷液进行传质。其优点是使釜液部分汽化，维持原来的浓度，以减少理论塔板数，缺点是增加加热装置。本设计采用间接蒸汽加热。
（6）操作压力
精馏操作按操作压力可分为常压，加压和减压操作。精馏操作中压力影响非常大。当压力增大时，混合液的相对挥发度将减小，对分离不利；当压力减小时，相对挥发度将增大，对分离有利。但当压力不太低时，对设备的要求较高，设备费用增加。因此在设计时一般采用常压蒸馏。当常压下无法完成操作时，则采用加压或减压蒸馏。对苯-甲苯系统在常压下挥发度相差较大，容易分离，故本设计采用常压蒸馏。
4.设计方案
本设计任务为分离乙醇-水的混合物，应采用连续精馏流程，在常压下进行精馏，泡点进料，通过泵将原料液通过原料预热器加热至泡点后送入精馏塔内，塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝器在泡点下一部份回流至塔内，其余部分经冷却器冷却后送至储罐，操作回流比取最小回流比的1.5倍，塔釜采用间接蒸汽加热，塔顶产品经冷却后送至储罐。
以下是浮阀精馏塔工艺简图

二、设备工艺条件的计算
1.精馏塔物料衡算
1.1物料衡算
乙醇的摩尔质量 MA=46kg/kmol
水的摩尔质量 MB=18kg/kmol
=0.2069
=0.5898
D=24kmol/h
=0.99 得F=100.7kmol/h
由物料衡算：
得：W=76.7kmol/h =0.0026

1.2求得,,
利用表2-1中的数据用内插值法可求得 , ,
(1)：根据示差法，则有

解得 ＝82.61℃
(2)：根据示差法，则有

解得 ＝79.58℃
(3):根据示差法,则有

解得 ＝99.13℃
表2-1乙醇-水t-x-y 图[4]
温度t/℃
乙醇摩尔数(%)
温度t/℃
乙醇摩尔数(%)
液相(x)
气相(y)
液相(x)
气相(y)
100
0
0
82
27.3
56.44
99.9
0.004
0.053
81.5
32.73
58.26
99.8
0.04
0.51
81.3
33.24
58.78
99.7
0.05
0.77
80.6
42.09
62.22
99.5
0.12
1.57
80.1
48.92
64.70
99.2
0.23
2.90
79.85
52.68
66.28
99.0
0.31
3.725
79.5
61.02
70.29
98.75
0.39
4.51
79.2
65.64
72.71
97.65
0.79
8.76
78.95
68.92
74.96
95.8
1.61
16.34
78.75
72.36
76.93
91.3
1.46
29.92
78.6
75.99
79.26
87.9
7.41
39.16
78.4
79.82
81.83
85.2
12.64
47.94
78.27
83.87
84.91
83.75
17.41
51.67
78.2
85.97
86.40
82.3
25.75
55.74
78.15
89.41
89.41

：根据以上所求的、、，则有
精馏段的平均温度：
提馏段的平均温度：℃
同理可得

1.3平均摩尔质量
① 精馏段：
时，
液相组成：

气相组成：
=0.5855
=46+18(1-)=26.96kg/kmol
=46+18(1-)=34.394kg/kmol

② 提馏段
时，
液相组成：

气相组成：
=0.312
=46+18(1-)=24.328kg/kmol
=46+18(1-)=26.736kg/kmol
2.理论塔板数的确定
2.1相对挥发度
表格 22[3]
组分
饱和蒸汽压/kpa
塔顶(tD=79.580C)
进 料
(tF=82.610C)
塔 顶
(tw=99.080C)
水
52.597
46.635
97.971
乙醇
121.357
106.592
219.542

精馏段:
提馏段
2.2回流比

由于泡点进料 =0.2069，那么

取R=1.5=1.5*3.893=5.8395
2.3操作线方程
（1）精馏段操作线方程：
=
（2）提馏段操作线方程：
L=RD=5.8395×24=140.15kmol/h
V=(R+1)D=（5.8395+1）×24=164.15kmol/h
L＇=L+F=140.15+100.7=240.85kmol/h
V＇=V=164.15kmol/h
=
2.4理论塔板数的确定
采用逐板计算法求理论塔板数
(1)精馏段
第一层的气相组成
由：
=

可求出x1=0.728，再将x1代入式可求得y2=0.748 如此重复计算得

故，此精馏段的理论塔板数为5-1=4块
(2)提馏段:

由可得出y＇=0.282如此重复计算得
0.148 0.216
0.109 0.159
0.077 0.112
0.0528 0.0762
0.0352 0.0504
0.0229 0.0323
0.0145 0.02004
0.00895 0.01185
0.005269 0.00644
0.00285 0.00289
0.00128
则提馏段的理论塔板数为12层

2.4实际塔板数
精馏段 =
提馏段=
所需要的实际塔板数N=
加料板在第9块
3.物性参数
3.1密度
已知混合液体密度： （为质量分率）
混合气体密度： （为平均相对分子质量）
① 精馏段

查物性数据表得81.095℃时，
代入数据，解得

② 提馏段

查物性数据表得，90.845℃时
代入数据得
120.7KPa
111KPa

表格 31[3]
温度
水密度
温度
乙醇密度
80
0.97183
60
765.7
85
0.96865
80
742.3
90
0.96534
100
717.4
95
0.96192

100
0.95838

110
0.951

3.2混合物粘度
查物性数据表：

表格 32[3]
温度
水粘度
温度
乙醇粘度
80
0.3565
20
1.15
81
0.3521
40
0.814
82
0.3478
60
0.601
83
0.3436
80
0.495
84
0.3395
100
0.361
85
0.3355
120
0.216
86
0.3315

98
0.2899

99
0.2868

100
0.2838

110
0.252

得：
81.095℃时
90.845℃时
精馏段粘度：
提馏段粘度：
3.3表面张力
表格 3-3[3]

温度
水表面张力
温度
乙醇表面张力
80
62.69
20
24.11
90
60.79
40
22.19
100
58.91
60
20.25

80
18.28

100
16.29

120
14.26

140
12.19

查物性数据表得
81.095℃时
90.845℃时
精馏段
提馏段
三、塔和塔板主要工艺结构尺寸的计算
1.塔径的确定
1. 初选塔板间距及板上液层高度
，则：
m
2.按Smith法求取允许的空塔气速（即泛点气速）

0.259
查Smith通用关联图得0.088
负荷因子 0.1046

泛点气速：
2.68m/s
3.操作气速
取
4.精馏段的塔径
0.6m
圆整取=0.28，此时的操作气速：
1.86 m/s
2.精馏塔有效高度的计算
精馏段有效高度为

提馏段有效高度为

故精馏塔的有效高度为

1、精馏塔（板式塔）的塔高计算
实际塔板数 ；
进料板数 ；
由于该设计中板式塔的塔径，为安装、检修的需要，选取每6层塔板设置一个人孔，故人孔数
；
进料板处板间距 ；
设人孔处的板间距；
为利于出塔气体夹带的液滴沉降，其高度应大于板间距，故选取塔顶间距
；
塔底空间高度
封头高度 ；
裙座高度 。
故精馏塔的总高度为

3.塔板主要工艺尺寸的计算
3.1 溢流装置计算
因为塔径，一般场合可选用单溢流弓形降液管，采用凹形受液盘。各项计算如下：
(1) 堰长lW
取
(2) 溢流堰高度hW
由
选用平直堰，堰上液层高度hOW由下式计算，即

近似取E=1，则

取板上清液层高度
故
3.2弓形降液管宽度Wd和截面积Af
由
查图（弓形降液管的参数），得

故
依式 验算液体在降液管中停留的时间，即

故降液管设计合理。
3.4 降液管底隙高度ho

取
则

故降液管底隙高度设计合理。
选用凹形受液盘，深度
3.5 塔板布置
(1) 塔板的分块
因为，故塔板采用分块式。查表（塔板分块数），，则塔板分为4块。
(2) 边缘区宽度确定
取 ，
(3)开孔区面积计算
开孔区面积按下式计算，即

其中

故
(4)筛孔计算及其排列
本次所处理的物系无腐蚀性，可选用碳钢板，取筛孔直径。
筛孔按正三角形排列，取孔中心距t为

筛孔数目n为

开孔率为

气体通过阀孔的气速为

4.筛板的流体力学验算
4.1 塔板压降
(1)干板阻力hc计算
干板阻力hc由下式计算，即

由，查图（干筛孔的流量系数）得，
故
(2) 气体通过液层的阻力hl计算
气体通过液层的阻力hl由下式计算，即

查图（充气系数关联图）得：
故
(3) 液体表面张力的阻力hσ计算
液体表面张力所产生的阻力hσ由下式计算，即

气体通过每层塔板的液柱高度hp可按下式计算，即

气体通过每层塔板的压降为
（设计允许值）
4.2液面落差
对于筛板塔，液面落差很小，且本次的塔径（）和液流量（）均不大，故可以忽略液面落差的影响。
4.3 液沫夹带
液沫夹带量由下式计算，即

故
故在本次设计中液沫夹带量eV在允许范围内。
4.4 漏液
对筛板塔，漏液点气速u0，min可由下式计算，即

实际孔速
稳定系数为

故在本次设计中无明显漏液。
4.5 液泛
为防止塔内发生液泛，降液管内液层高Hd应服从下式的关系，即

乙醇—水物系属一般物系，不易发泡，故安全系数取，则

而
板上不设进口堰，hd可由下式计算，即

故在本次设计中不会发生液泛现象。
5.塔板负荷性能图
5.1漏液线
由

得
整理得
在操作范围内，任取几个Ls值，依上式计算出Vs值，计算结果列于表2。
表2

0.0006
0.0045

0.658
0.736

由上表数据即可作出漏液线1。
5.2 液沫夹带线
以为限，求Vs—Ls关系如下：
由

故

整理得
在操作范围内，任取几个Ls值，依上式计算出Vs值，计算结果列于表3。
表3

0.0006
0.0045

2.959
2.560

由上表数据即可作出液沫夹带线2。
5.3液相负荷下限线
对于平直堰，取堰上液层高度作为最小液体负荷标准。则

取，则

据此可作出与气体流量无关的垂直液相负荷下限线3。
5.4液相负荷上限线
以作为液体在降液管中停留时间的下限，由下式可得，即

故
据此可作出与气体流量无关的垂直液相负荷上限线4。
5.5 液泛线
令
由
联立得
忽略，将与，与，与的关系式代入上式，并整理得

式中

将有关的数据代入，得

故
或
在操作范围内，任取几个Ls值，依上式计算出Vs值，计算结果列于表4。
表4

0.0006
0.0045

3.37
3.09

由上表数据即可做出液泛线5。
根据以上各线方程，可做出筛板塔的负荷性能图，如下图C所示。

在负荷性能图上，做出操作点A，连接OA，即做出操作线。由图可看出，该筛板的操作上限为液沫夹带控制，下限为漏液控制。由图（c）可查得

故操作弹性为

同理可得提馏段的五条负荷线如下：
（1）漏液线：
（2）液沫夹带线：
（3）液相负荷下限线：
（4）液相负荷上限线：
（5）液泛线：
根据以上各线方程，可作出提馏段筛板的负荷性能图，
在负荷性能图上，作出操作点B，连接OB，即作出操作线。由图可看出，该筛板的操作上限为液沫夹带控制，下限为漏液控制。由图（c）可查得

四、附属设备
1.冷凝器的选择
本设计取K=2500·h·k）
出料液温度：79.58℃（饱和汽）-79.58℃（饱和液）
冷却水温度：
逆流操作：54.58℃ 44.58℃
49.4℃
由79.58℃ 查乙醇的汽化热得
又气体流量V=164.15kmol/h
塔顶被冷凝量Q=164.15X38.79X1000=6.37Xkj/mol
则传热面积:
8
五、精馏塔参数汇总图表

化工原理课程设计

十二、精馏塔设计总表
项目
符号
单位
计算数据
精馏段
提留段
各段平均温度

℃
81.55
91.75
各段平均压力
Pm
kPa
116.5
116.8
平均流量
气相
VS
m3/s
0.968
1.578
液相
LS
m3/s
0.00139
0.0034
实际塔板数
N
块
40
8
板间距
HT
m
0.4
0.4
塔径
D
m
1.4
1.4
空塔气速
u
m/s
1.10
1.816
塔板液流形式

单流型
单流型
溢
流
装
置
溢流管型式

弓形
弓形
堰长
lw
m
0.92
0.98
堰高
hw
m
0.049
0.064
溢流堰宽度
Wd
m
0.17
0.036
管底与受液盘距离
ho
m
0.026
0.036
板上清液层高度
hL
m
0.06
0.07
孔径
do
mm
5.0
5.0
孔中心距
t
mm
15.0
15.0
孔数
n
孔
5801
5801
开孔面积

m2
1.13
1.13
筛孔气速
uo
m/s
9.48
13.893
塔板压降
hP
kPa
0.558
0.568
液体在降液管中停留时间
τ
s
23.16
15.13
降液管内清液层高度
Hd
m
0.152
0.152
雾沫夹带
eV
kg液/kg气
0.01522
0.01134
负荷上限

液沫夹带控制
液沫夹带控制
负荷下限

漏液控制
漏液控制
气相最大负荷
VS·max
m3/s
2.615
2.890
气相最小负荷
VS·min
m3/s
0.805
2.350
操作弹性

3.248
1.229

总结
本次课程设计顺利结束，我对精馏塔方面的知识更加深刻，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查与计算终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识的掌握和经验不足。
在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。最终的检测调试环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。在设计中遇到了很多问题，最后在老师的指导下，终于迎刃而解，感谢老师的指导。在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后，进行解决，只有这样，才能做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，细心和坚持，是这个过程中最大的收获。
课程设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，同时又是一门讲道课，一门辩思课，给了我许多道，给了我很多思，给了我莫大的空间。同时，设计让我感触很深。使我对抽象的理论有了具体的认识。通过这次课程设计，我掌握了精馏塔的识别和测试；熟悉了板式精馏塔的功能和用途；了解了精馏塔的使用方法；以及如何提高精馏塔精馏效率的性能等等，掌握了设计精馏塔的方法和技术，通过查询资料，也了解了精馏塔设计的一些可能出现的问题。
回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。当然，通过对小的课程的设计，为我们马上要到来的毕业设计奠定了基础。

参考文献
[1] 王胜国编.化工原理课程设计.大连理工大学出版社，2005
[2] 贾绍义,柴诚敬.化工原理课程设计.天津大学出版社，2002
[3] 涂伟萍, 陈佩珍, 程达芳. 化工过程及设备设计.华南理工大学, 化学工业出版社2000
[4] 国家医药管理局上海医药设计院. 化工工艺设计手册. 第二版. 化学工业出版社1996
[5]天津大学化工原理教研室. 化工原理修订版. 天津：天津科技出版社2006
[6] 谭天恩，窦梅等编. 化工原理. 下册. 第四版. 北京:化学工业出版社，2013

新疆工程学院

课程设计评定意见

设计题目： 年产量为8000t的乙醇-水混合液精馏塔的工艺设计
学生姓名： 杨 彪
评定指标：

评定成绩：

指导教师（签名）： 年 月 日