的趋势，尤其是在老塔的扩充改造中。板式塔是目前最主要的精馏塔塔型，对它的研究直长盛不衰。筛板塔和浮阀塔成功取代泡罩塔是效益巨大的成果，板式塔的设计已达到较高的水平，结果比较可靠。具有各种特点的新型塔板的开发研究不断展开。本设计是采用筛板塔连续精馏分离乙醇和正丙醇的混合溶液，由于筛板塔的研究比较成熟，因此本设计的结果可以具有较高的可靠性。设计任务设计条件进料组成乙醇，正丙醇均为摩尔分率，下同产品组成馏出液中正丙醇，釜残液中乙醇含量生产能力料液的处理量为吨年生产时间每年工作日为天，每天小时连续运行操作条件常压操作回流液温度为塔顶蒸汽的露点间接蒸汽加热，加热蒸汽压力为绝对压力④冷却水进口温度，出口温度设备热损失为加热蒸汽供热量的料液可视为理想物系。厂址长沙地区设计方案说明设计方案的确定装臵流程的确定精馏有连续精馏和间歇精馏之分，连续精馏属于稳态操作，塔内各项参数不随时间变化，适合原料处理量大且需获得组成定的产品的混合物的分离而间歇精馏为非稳态操作。因此本设计中采用连续精馏。由于乙醇正丙醇物系可以采用江河水或循环水作冷却介质，冷却费用较少，所以采用水作冷却介质。塔顶冷凝器可采用全凝器或分凝器，工业上以全凝器为主，以便准确地控制回流比。塔顶分凝器对上升蒸汽有定的增浓作用，若后续装臵使用气态物料，宜用分凝器。由于本设计中塔顶产品为液态，故采用全凝器。对于小塔，回流冷凝器般安装在塔顶，冷凝液由重力作用回流入塔，故本设计中将塔顶冷凝器安装在塔顶平台。操作压力的选择蒸馏过程按操作压力不同，分为常压蒸馏减压蒸馏和加压蒸馏。般除热敏性物系外，凡通过常压蒸馏能够实现分离要求，并能用江河水或循环水将馏出物冷凝下来的物系，都应采用常压蒸馏。所以本设计中的操作压力采用常压。进料热状况的选择精馏操作有五种进料状况，工业上常采用接近泡点的液体进料和饱和液体进料。这样，进料温度就不受季节气温变化和前道工序波动的影响，塔的操作就比较容易控制。而且，精馏段和提馏段的上升蒸汽量相近，塔径可以相同，设计制造也比较方便。因为乙醇正丙醇为般物系，所以本设计中采用泡点进料。塔釜料液的加热方式的选择精馏塔通常设臵再沸器，采用间接蒸汽加热，以提供足够的能量。故本设计采用再沸器加热塔釜料液。回流比的选择设备费用和操作费用之和为最低时所对应的回流比为适宜回流比。要得到经济上合适的回流比,必须进行详尽的经济衡算和最优化设计。通常在设计过程中只作定性考虑，由此选用的回流比随意性很大,往往选取的不定是合适的回流比。因此本设计中经验公式确定适宜回流比。此公式为通过对精馏过程的分析,以回流比理论塔板数组成的为目标函数,用最优化方法通过计算机求解得到的确定适宜回流比的经验计算式，因此本设计中所选用的适宜回流比比较合理。塔体工艺尺寸的计算因为乙醇正丙醇可视为理想物系，故塔的平均相对挥发度的确定可运用安托因方程和拉乌尔定律，采用试差法，用快速准确地计算出特定组成下的相对挥发度，从而可以计算出全塔的平均相对挥发度。也因为乙醇正丙醇可视为理想物系，所以可以采用逐板计算法，运用快速地计算出理论塔板数以及进料板的位臵。根据经验公式确定总板效率，从而可求出实际塔板数，并求出塔的有效高度。依据课程设计任务书的要求，通过相关经验公式计算及图表查取数据，取适宜的塔板间距算出塔径。塔板工艺尺寸的计算塔板工艺尺寸的计算包括溢流装臵的设计和塔板的设计。溢流装臵包括溢流堰降液管和受液盘等几部分，其结构和尺寸对塔的性能有着重要的影响。在计算时，根据经验参数及相关公式计算出堰长，堰高降液管底隙高度等相关数据，然后根据计算结果选择装臵。再进行塔板设计，计算完后进行核算，如不合理则反复调试至设计合理。接管的计算根据相关参考书上的经验值选取各物流的适宜流速，计算出各管径。由于物系不具有腐蚀性且在低的压力下操作，故选用低压流体输送用焊接钢管或普通热轧无缝钢管，查管径规格，选取各管管径。工艺流程图原料液的走向原料液走向如图所示。注为进料液物流，组成为为塔顶馏出液物流，组成为为塔底釜液物流，组成为图精馏工艺流程图全凝器内物流的走向全凝器内物流走向如图所示。注全凝器内物料走壳程，冷却水走管程图全凝器物流流程图再沸器内物流的走向再沸器内物流走向如图所示。全凝器泡点进料再沸器塔顶冷凝液塔顶蒸汽冷却水冷却水注再沸器内加热蒸汽走壳程，物料走管程图再沸器物流流程图物料物料冷却水冷却水精馏塔的物料衡算原料液及塔顶塔底产品的摩尔分率及质量分数乙醇的摩尔质量正丙醇的摩尔质量原料液及塔顶塔底产品的平均摩尔质故降液管底隙高度设计合理。塔板布臵塔板分块因，故塔板采用分块式，查表得，塔板分为块。边缘区宽度测定取，无效区挡板高度开孔区面积计算其中则筛孔计算及其排列本设计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，取孔中心距为由经验式估算得筛孔数目为个个采用正三角形排布法排列筛孔因为正三角形排布紧密，画出筛孔的排列图见附录，得到实际筛孔数目个。则开孔率为气体通过筛孔的气速为筛板的流体力学验算精馏段筛板的流体力学验算塔板压降干板阻力计算由得，故液柱气体通过液层的阻力计算由查图可得故液柱液体表面张力的阻力计算液体表面张力所产生的阻力为液柱气体通过每层塔板的液柱高度可由下式计算液柱气体通过每层塔板的压降为设计允许值液面落差对于筛板塔，液面落差很小，且本设计的塔径和液流量均不大，故可忽略液面落差造成的影响。液沫夹带液沫夹带量可由下式计算故液气液气。故本设计中液沫夹带量在允许范围内。漏液对筛板塔，漏液点气速,可由下式计算,实际孔速,稳定系数为,故在本设计中无明显漏液。液泛为防止塔内发生液泛，降液管内液层高应该服从下面关系式乙醇正丙醇物系为低分子醇类，且，查估计充气因子的经验规则表可知取，则而板上不设进口堰，可由下式计算液柱液柱所以故在本设计中不会发生液泛现象。提馏段筛板的流体力学验算塔板压降干板阻力计算由得，故液柱气体通过液层的阻力计算由查图可得故液柱液体表面张力的阻力计算液体表面张力所产生的阻力为液柱气体通过每层塔板的液柱高度可由下式计算液柱气体通过每层塔板的压降为，略大于设计允许值液面落差对于筛板塔，液面落差很小，且本设计的塔径和液流量均不大，故可忽略液面落差造成的影响。液沫夹带液沫夹带量可由下式计算故液气液气。故在本设计中液沫夹带量在允许范围内。漏液对筛板塔，漏液点气速,可由下式计算,实际孔速,稳定系数为,故在本设计中无明显漏液。液泛为防止塔内发生液泛，降液管内液层高应该服从下面关系式乙醇正丙醇物系为低分子醇类且，查估计充气因子的经验规则表可知取，则而板上不设进口堰，可由下式计算液柱液柱所以故在本设计中不会发生液泛现象。塔板负荷性能图精馏段塔板负荷性能图漏液线由,得,整理得,据此可作出漏液线。液沫夹带线以液气为限，求关系如下由故整理得据此可作出液沫夹带线。液相负荷下限线对于平直堰，取堰上层高度作为最小液体负荷标准。取，则,据此可作出与气体流量无关的垂直液相负荷下限线。液相负荷上限线以作为液体在降液管中停留时间的下限，可得故,据此可作出与气体流量无关的垂直液相负荷上限线。液泛线令由联立得忽略与，与，与将,的关系式代入上式，并整理得式中将有关数据代入，得故或据此可作出液泛线。根据以上各线方程，可作出筛板塔的负荷性能图，如图所示。图精馏段筛板负荷性能图在负荷性能图上，作出操作点，连接，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。由图查得,,故操作弹性为提馏段塔板负荷性能图漏液线由,得,整理得,液沫夹带线以液气为限，求关系如下由故整理得液相负荷下限线对于平直堰，取堰上层高度作为最小液体负荷标准。取，则,,据此可作出与气体流量无关的垂直液相负荷下限线。液相负荷上限线以作为液体在降液管中停留时间的下限，可得故,据此可作出与气体流量无关的垂直液相负荷上限线。液泛线令由联立得