开题报告
1设计任务说明
1.1设计日期：2011年2月19日至2011年6月15日
1.2 设计题目：日产20吨乙醇精馏塔
1.3 设计专题题目：节能减排技术在火电厂环境治理中的应用
1.4 设计内容
1 完成日产20吨乙醇精馏塔的设计
2 撰写一篇专题论文；
3 专题论文翻译。
1.4.1设计内容技术要求
（1）了解精馏塔设计的基本步骤
（2）掌握乙醇精馏塔工作的原理以及功能
（3）论文符合《中国矿业大学本科毕业设计撰写规范》要求，计算机打印1.4.2专题论文要求
（1）论文内容必须与设计内容有关；
（2）论文字数在3000～5000之间；
（3）论文格式满足一般科技文献出版要求
1.4.3资料翻译
（1）完成不少于3000字的规定英文资料翻译；
（2）译文要求能够表达原意，语句通顺，文笔流畅。
2课题立项背景及意义
2.1设计塔设备的意义
在化工或炼油厂中，塔设备的性能对于整个装置的产品产量，质量，生产能
力和消耗定额，以及三废处理和环境保护等各个方面都有重大的影响。据有关资料报道，塔设备的投资费用占整个工艺设备投资费用的较大比例。因此，塔设备的设计和研究，受到化工、炼油等行业的极大重视。
塔设备是化工、石油等工业中广泛使用的重要生产设备。它可使气（或汽）液或液液两相之间进行紧密接触，达到相际传质及传热的目的。常见的、可在塔设备中完成的单元操作有：精馏、吸收、解吸和萃取等。此外，工业气体的冷却与回收，气体的湿法净制和干燥，以及兼有气液两相传质和传热的增湿、减湿等。化工生产中所处理的原料，中间产物，粗产品几乎都是由若干组分组成的混合物，而且其中大部分都是均相物质。生产中为了满足储存，运输，加工和使用的需求，时常需要将这些混合物分离为较纯净或几乎纯态的物质。塔设备的基本功能就是提供气、液两相以充分接触的机会，使传热、传质两种传递过程能够迅速有效的进行；还能使接触之后的气、液两相及时分开，互不夹带。
筛板塔是最早应用于工业生产的设备之一，五十年代之后，通过大量的工业实践逐步改进了设计方法和结构。近年来与浮阀塔一起成为化工生产中主要的传质设备。筛板塔普遍用作H2S-H2O双温交换过程的冷、热塔，应用于蒸馏、吸收和除尘等。筛板精馏塔属于板式塔，筛板精馏塔具有结构简单，造价低，板上液面落差小，气体压降小，生产能力大，气体分散均匀，传质效率高的优点，是化工生产中常见的单元操作设备之一。
另外石油的短缺给我国高速发展的社会经济带来越来越大的压力。近一个多世纪来，石油是应用最为广泛的化石能源，有“现代社会血液”之称。它不仅仅是能源之母，还是纺织、电子、化工、材料等现代工业产品的基础原材料。油价高涨、资源短缺、环保压力和高速增长的需要，形成无法调和的矛盾，直接制约我国加速建设“全面小康”和国家安全。
按目前国内外研究水平，燃料电池汽车、电动汽车、氢动力汽车等仍有很多技术上不确定性，何时投入运营是未知数。混合动力汽车造价高，而且仍以成品油消耗为主。另一方面，石油的应用不仅仅是作为交通运输的动力，其衍生的乙烯等化工产品还是比钢铁应用更广泛的基础材料。因此，发展生物能源是必然之路，眼前解决车用燃油问题，中、长期解决后石油时代的能源、原材料问题。
乙醇作为新兴的生物能源已经被科学家们研究了很长时间。乙醇汽油是一种由粮食及各种植物纤维加工成的燃料乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的新型替代能源。它可以有效改善油品的性能和质量，降低一氧化碳、碳氢化合物等主要污染物排放。乙醇汽油是目前世界上可再生能源的发展重点。首先，乙醇是可再生资源，可以重复利用生产，满足世界可持续发展这个大前提。其次，乙醇燃烧后的产物是无污染的水，是一种清洁能源。面对地球日益严重的污染现状，大力发展清洁能源无疑是人类未来发展的出路所在。
2.2 筛板塔的研究现状
筛板塔始于1830年，是结构最简单的一种板型。由于其操作弹性小，当气
量过小或过大时，易发生严重漏液或过量液沫夹带现象；而且易堵塞，不宜处理粘度大、易结焦的物料，一度时间曾影响到它的应用推广。20世纪50年代后，随着林德塔板、导向塔板的应用推广，筛板塔又重新启用并日趋广泛。
导向筛板是60年代由美国联合碳化物公司林德子公司开发应用的，国内有北京化工大学进行系统研究，他们认为导向筛板从导向喷出的水平气速均匀稳定的推动板上液流前进，大大增加了塔的抗污性和抗堵能力，克服了液面梯度和非活化区，提高了传质效率和生产能力。在酒精工业，导向筛板使固含率达10％的粘稠成熟醪在塔板上均匀稳定流动，解决了长期存在的赌塔和液泛问题，并增产约50％；在邻、对硝基氯苯精馏过程中，导向筛板解决了要求理论塔板数多、压降低的难题。这种塔板还具有结构简单，维修方便，造价低廉的特点，该类塔板经过深入研究和大力推广，目前已广泛应用于石油、化工、轻工、香料的领域。
近年来，国际上涌现出来了一些新型板式塔，如新型垂直筛板塔（New-VST），是世界上第三代（最新一代）板式塔技术之一，它是喷射型板式塔，与后者相比具有传质效率高、处理能力大、阻力小、操作弹性好等优异性能。新型垂直筛板塔其传质单元是由塔板上开有文丘里喷嘴形式的升气孔及罩于其上的帽罩组成，是目前综合性能最为优越的板式塔。气液接触传质、传热过程是这样的：由下层塔板上升的气体经升气孔后气流收缩静压降低，板上的液体靠本身的液柱静压及气流的吸力进入帽罩内与上升气流形成气液混合物边进行传质、传热边上升，完成相当于普通鼓泡型塔板传质过程的第一阶段传质过程；气液混合物打到罩顶后进行液体的表面更新，并在罩内空间完成第二阶段传质；然后，气液混合物经帽罩上部侧壁上的开孔水平喷出，液体被分散成大量直径不等的液滴，形成很大的传质表面，在液层上部空间完成第三次传质、传热过程后，液滴返回板上液层内，气体继续上升至上层塔板。
此外，具有优良特性的新型筛板还有STONE-WEBSTER工程改善开发的波纹筛板，瑞士KUHNI公司的SLIT筛板，此就不一一阐述了。
在塔设备的技术改造中，国内多种性能优良的新型板式塔已经得到成功的应用，随着科学技术的进步，需要更多、更好的板式塔来进行生产，这就要求板式塔向着低耗损，低成本，高效率和环保的方向发展。塔板效率是实际传质过程进行的反映，是衡量塔板性能和塔板设计的主要依据，由于其影响因素多而且复杂,准确预测有一定的难度，目前解决的办法是采用经验方法或建立在较简单的传质模型(例如双膜理论)基础上的半经验计算方法。为了衡量塔板的传质性能，研究人员提出了塔板点效率的概念，并对塔板的点效率进行了深入研究。板式塔作为重要的传质设备之一，在各种分离工艺过程中广泛应用，开发新型传质效率高、压降小、通量大的板式塔，塔内件始终是板式塔技术的发展方向。
3. 塔设备的分类
3.1填料塔
3.1.1 结构原理
填料塔是塔设备的一种。塔内填充适当高度的填料，以增加两种流体间的接触表面。例如应用于气体吸收时，液体由塔的上部通过分布器进入，沿填料表面下降。气体则由塔的下部通过填料孔隙逆流而上，与液体密切接触而相互作用。结构较简单，检修较方便。广泛应用于气体吸收、蒸馏、萃取等操作。为了强化生产，提高气流速度，使在乳化状态下操作时，称乳化填料塔或乳化塔。
填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备。填料塔的塔身是一直立式圆筒，底部装有填料支承板，填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安装填料压板，以防被上升气流吹动。液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下。气体从塔底送入，经气体分布装置（小直径塔一般不设气体分布装置）分布后，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙，在填料表面上，气液两相密切接触进行传质。填料塔属于连续接触式气液传质设备，两相组成沿塔高连续变化，在正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。
当液体沿填料层向下流动时，有逐渐向塔壁集中的趋势，使得塔壁附近的液流量逐渐增大，这种现象称为壁流。壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均，从而使传质效率下降。因此，当填料层较高时，需要进行分段，中间设置再分布装置。液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器两部分，上层填料流下的液体经液体收集器收集后，送到液体再分布器，经重新分布后喷淋到下层填
料上。填料塔具有生产能力大，分离效率高，压降小，持液量小，操作弹性大等优点。填料塔也有一些不足之处，如填料造价高；当液体负荷较小时不能有效地润湿填料表面，使传质效率降低；不能直接用于有悬浮物或容易聚合的物料；对侧线进料和出料等复杂精馏不太适合等。液体沿填料层向下流动时，有逐渐向塔壁集中的趋势，使得塔壁附近的液流量逐渐增大，这种现象称为壁流。壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均，从而使传质效率下降。因此，当填料层较高时，需要进行分段，中间设置再分布装置。液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器两部分，上层填料流下的液体经液体收集器收集后，送到液体再分布
3.1.2 填料塔发展历程
70年代以前，在大型塔器中，板式塔占有绝对优势，出现过许多新型塔设备，70年代初能源危机的出现，突出了节能问题。随着石油化工的发展，填料塔日益受到人们的重视，此后的20多年间，填料塔技术有了长足的进步，涌现出不少高效填料与新型塔内件，特别是新型高效规整填料的不断开发与应用，冲击了蒸馏设备以板式塔为主的局面，且大有取代板式塔的趋势。最大直径规整填料塔已达14～20m，结束了填料塔只适用于小直径塔的历史。这标志着填料塔的塔填料、塔内件及填料塔本身的综合设计技术进入了一个新阶段。纵观填料塔的发展，可以看出，直至80年代末，新型填料的研究始终十分活跃，尤其是新型规整填料不断涌现，所以当时有人说是规整填料的世界。但就其整体来说，塔填料结构的研究又始终是沿着两个方面进行的，即同步开发散堆填料与规整填料。另一个研究方向是进行填料材质的更换，以适应不同工艺要求，提高塔内气液两相间的传质效果，以及对填料表面进行适当处理(包括在板片上碾压细纹或麻点，在板片上粘接石英砂，表面化学改性等)，以改变液相在填料表面的润湿性
填料塔从ACHEMA‘94和ACHEMA’97两届展览会展出情况来看，进入90年代后，填料的发展较慢，仿佛进入一个相对稳定期，或者说是处于巩固阶段。如1994年展出的最具代表性的产品仍是Sulzer公司1991年展出的Optiflow规整填料，而1997年也只展出了一种新型填料的几何形状，即Raschig公司的Supekpak300型板式规整填料，其余都是一些老填料的新改进(如Rombopak改进型填料)。填料领域最多的发展还是在气液分布器方面。国外大公司对液体分布装置的研究较成熟，但对气体分布器的研究是几年前才起步的。与此相反的是，近五六年来，塔器中板式塔技术却又有了明显的进步。
尽管如此，新型填料的开发与应用仍将会有发展，其重点亦仍是规整填料。预计今后填料塔的发展仍应归结到以下三个方面：①新型填料及塔内件的开发。②填料塔的性能研究。③填料塔的工业应用。
3.1.3 填料塔应用领域
聚炳烯槽填料塔随着新型塔填料的相继开发和应用，填料塔的优点更显突出，应用范围日益扩大。在炼油、石油化工、精细化工、化肥、制药和原子能工业部门，以及环保领域的应用已趋于成熟。填料塔尤其适用于真空蒸馏、常压及中压下的蒸馏，当然还有大气量的两相接触过程(如气体的吸收、冷却等)，但在高压精馏塔中应用时要特别谨慎。人们正在对高压精馏填料塔进行研究，企图从填料塔的结构和操作方法上予以解决，例如有人提出填料层分段乳化操作或采用超重力场分离等。近年来在突破高压精馏塔应用填料的局限性方面已取得了一些进展，其关键是彻底弄清高压(高液相负荷)对塔的处理能力和效率的影响，可利用浅床层和高性能塔构件(如气体分布器、液体分布器及再分布器)。也有人建议开发适用于高压蒸馏的组合式填料。
填料塔应用的另一个新领域是空气分离装置。30年代以前的空分设备，主要是满足焊接、切割用氧及化工用氮。由于现代钢铁、氮肥、化工及火箭等技术的发展，氧、氮及稀有气体的用量迅速增加。国外一些大公司，如德国的Linde 公司，美国的APCI公司(空气制品与化学品公司)、英国的BOC公司(氧气公司)和法国的空气液化公司等，均已开始把填料塔应用于空分方面的研究，瑞士Sulzer 公司作为填料生产厂商与上述公司积极合作，已取得可喜成绩。
空分装置中规整填料的另一个用途是在粗氩塔中使用。过去的粗氩塔为筛板塔，无法得到氧含量小于2×10-6的纯氩。改用填料塔，便可取消过去生产纯氩产品时使用的下游工艺。
3.2 板式塔
3.2.1板式塔结构原理
板式塔是一类用于气液或液液系统的分级接触传质设备，由圆筒形塔体和按一定间距水平装置在塔内的若干塔板组成。广泛应用于精馏和吸收,有些类型（如筛板塔）也用于萃取，还可作为反应器用于气液相反应过程。操作时（以气液系统为例），液体在重力作用下,自上而下依次流过各层塔板,至塔底排出；气体在压力差推动下，自下而上依次穿过各层塔板，至塔顶排出。每块塔板上保持着一定深度的液层，气体通过塔板分散到液层中去，进行相际接触传质。
3.2.2 板式塔塔板
又称塔盘，是板式塔中气液两相接触传质的部位，决定塔的操作性能，通常主要由以下三部分组成：
①气体通道为保证气液两相充分接触，塔板上均匀地开有一定数量的通道供气体自下而上穿过板上的液层。气体通道的形式很多，它对塔板性能有决定性影响，也是区别塔板类型的主要标志。筛板塔塔板的气体通道最简单，只是在
塔板上均匀地开设许多小孔（通称筛孔）,气体穿过筛孔上升并分散到液层中。泡罩塔塔板的气体通道最复杂，它是在塔板上开有若干较大的圆孔，孔上接有升气管，升气管上覆盖分散气体的泡罩（图3）。浮阀塔塔板则直接在圆孔上盖以可浮动的阀片,根据气体的流量,阀片自行调节开度（图4）。②溢流堰为保证气液两相在塔板上形成足够的相际传质表面,塔板上须保持一定深度的液层，为此,在塔板的出口端设置溢流堰。塔板上液层高度在很大程度上由堰高决定。对于大型塔板，为保证液流均布，还在塔板的进口端设置进口堰。
③降液管液体自上层塔板流至下层塔板的通道，也是气（汽）体与液体分离的部位。为此，降液管中必须有足够的空间，让液体有所需的停留时间。此外，还有一类无溢流塔板，塔板上不设降液管，仅是块均匀开设筛孔或缝隙的圆形筛板。操作时，板上液体随机地经某些筛孔流下，而气体则穿过另一些筛孔上升。无溢流塔板虽然结构简单，造价低廉，板面利用率高，但操作弹性太小，板效率较低，故应用不广。
板式塔
3.2.3 板式塔板分类
（1）泡罩塔板
泡罩塔板是工业上应用最早的塔板，主要由升气管及泡罩构成，泡罩安装在升气管的顶部，泡罩的下部周边开有很多齿缝。操作时，液体横向流过塔板，靠溢流堰保持板上有一定厚度的液层，齿缝浸没于液层之中而形成液封。升气管的顶部应高于泡罩齿缝的上沿，以防止液体从中漏下。上升气体通过齿缝进入液层时，被分散成许多细小的气泡或流股，在板上形成鼓泡层，为气液两相的传热和传质提供大量的界面。
其优点是操作弹性较大，塔板不易堵塞；缺点是结构复杂、造价高，板上液层厚，塔板压降大，生产能力及板效率较低。泡罩塔板已逐渐被筛板、浮阀塔板所取代，在新建塔设备中已很少采用。
（2）筛孔式塔板
筛孔塔板简称筛板，塔板上开有许多均匀的小孔，筛孔在塔板上为正三角形排列。塔板上设置溢流堰，使板上能保持一定厚度的液层。操作时，气体经筛孔
分散成小股气流，鼓泡通过液层，气液间密切接触而进行传热和传质。在正常的操作条件下，通过筛孔上升的气流，应能阻止液体经筛孔向下泄漏。
其优点是结构简单、造价低，板上液面落差小，气体压降低，生产能力大，传质效率高；缺点是筛孔易堵塞，不宜处理易结焦、粘度大的物料。
（3）浮阀式塔板
浮阀塔板具有泡罩塔板和筛孔塔板的优点，类型很多，主要的有条状浮阀和盘式浮阀两种，其中以盘式浮阀应用最为普遍。盘式浮阀塔板结构，是在带降液装置的塔板上开有许多升气孔，每个孔的上方装有可浮动的盘式阀片，阀片本身连有几个阀腿，以限制阀片升起的最大高度，并防止阀片被气体吹走。三条支腿有十字型或依靠阀片的两种，前者称十字架型，后者称V型，目前因V型结构简单，因而被广泛使用，当上升蒸汽量变化时，阀片随之升降，使阀片的开度不同，所以塔的工作弹性较大。
其优点是结构简单、造价低，生产能力大，操作弹性大，塔板效率较高；缺点是处理易结焦、高粘度的物料时，阀片易与塔板粘结；在操作过程中有时会发生阀片脱落或卡死等现象，使塔板效率和操作弹性下降。
3.2.3 操作特性
各种塔板只有在一定的气液流量范围内操作，才能保证气液两相有效接触，从而得到较好的传质效果。可用塔板负荷性能图(图5)来表示塔板正常操作时气液流量的范围，图中的几条边线所表示的气液流量限度为：
②漏液线。气体流量低于此限时，液体经开孔大量泄漏。
②过量雾沫夹带线。气体流量高于此限时，雾沫夹带量超过允许值，会使板效率显著下降。
③液流下限线。若液体流量过小，则溢流堰上的液层高度不足，会影响液流的均匀分布，致使板效率降低。
④液流上限线。液体流量太大时，液体在降液管内停留时间过短,液相夹带的气泡来不及分离,会造成气相返混，板效率降低。
⑤液泛线。气液流量超过此线时，引起降液管液泛，使塔的正常操作受到破坏。如果塔板的正常操作范围大，对气液负荷变化的适应性好，就称这些塔板的操作弹性大。浮阀塔和泡罩塔的操作弹性较大，筛板塔稍差。这三种塔型在正常范围内操作的板效率大致相同。
3.3 新型精馏设备
3.3.1 大孔径筛板塔
大孔径筛板、筛板塔的设计和操作精度要求较高，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，通过改进可使筛板塔的操作非常精确，
故应用日趋广泛。研究表明只要维持适当的流体力学条件，不但可以保证大孔径筛板的漏液量很少，而且由于使用大的孔径，可有效地解决筛板塔的堵塞问题。它相当大的缺点是塔板的漏液与雾沫夹带都比较大，故板效率较低，弹性范围较窄，所以对夹杂有固形物质的分离，才可显示出其独特的优越性[3]。
3.3.2 浮阀-筛孔复合塔板
浮阀-筛孔复合塔板、在原有浮阀塔板上再开若干筛孔，即构成此种浮阀筛孔塔板。这是提高浮阀塔生产能力，减低浮阀塔压降的简易有效措施，塔板兼具了筛板塔和浮阀塔的优越性能。某石油工厂塔板上浮阀开孔率为14.1％，加开的筛孔均匀布于浮阀行间，筛孔开孔率为3.7％，总开孔率为17.8％，使用结果生产能力提高1.8倍[5]。
3.3.3 分隔壁式精馏塔的特点
分隔壁式精馏塔是在精馏塔内部设一垂直隔板，将精馏塔分成上段，下段，及自隔板分开的精馏进料段及中间采出段四部分。由于分隔壁式精馏塔与传统的精馏分离的原理及计算方法是一致的，但分隔壁式精馏塔比传统的两塔系统节约30％的投资费用而且占地面积少。
分隔壁式精馏塔分离三组分混合物时，只需1个精馏塔就可得到3个纯组分，这就节省了1个精馏塔及其附属设备，如再沸器、冷却器、塔顶回流泵及管道。虽然分隔壁式精馏塔比原有2塔流程的每个精馏塔大，但总的设备投资会降低很多。
分隔壁式精馏塔是热力学上最理想的系统结构，在分离三组分混合物时，用相同的理论板数，完成同样的分离任务，采用分隔壁式精馏塔比传统的两塔流程需更少的再沸热量和冷凝量，Lestak指出，对于某些给定的物料，分隔壁式精馏塔和常规精馏塔相比需更小的回流比，故操作容量大，节能最高达60％以上，可能省设备投资30％。分隔壁式精馏塔能广泛地应用于石油精制、石油化工、化学品及气体精制。
在分隔壁式精馏塔中，物料在再沸器中只被加热一次，它在高温区的停留时间相应较短。故该塔型既适于多组分物系中轻组分为热敏物系的分离，同时还适用于挥发度居中的热敏物系的分离。
分隔壁式精馏塔所采出的中间产品的纯度比普通精馏塔侧线出料的纯度大，因此，当希望得到高纯度的中间产品时应先考虑使用分隔壁式精馏塔[3]。
若分离A、B和C三个组分，且相对挥发度依次递增时，进料混合物中组分B的量最多时，采用分隔壁式精馏塔的分离效果将最好，且能耗最小。采用分隔壁式精馏塔具有的节能优势最明显。
由于采用分隔壁式精馏塔时，分离三组分混合物是在一个塔内完成的，故整个分离过程的压力不能改变。当需要改变压力时，只能用常规的双塔精馏流程。
4.设计的主要内容
完成筛板精馏塔成套装置主体部分设计，包括工艺设计和结构设计两大部分。工艺设计主要是根据化工原理相关知识进行的设计计算，目的是确定筛板精馏塔的工艺参数，包括确定塔的操作温度，操作压力，气、液相流量，塔的有效高度，实际塔板数，塔径，板间距，塔板结构及操作弹性等参数。
结构设计是指压力容器设计部分，即计算塔的壁厚，封头的结构及尺寸，精馏塔附件设计，接管设计等内容。最后绘制筛板精馏塔装备图及塔板结构图。
辅助装置及附件结构设计:接管的设计与相关法兰的选用、除沫器、手孔、裙座及其附件的设计。
全塔校核：包括塔体与封头厚度的确定、塔设备质量载荷及自振周期的计算、地震载荷与地震弯矩、风载荷与风弯矩计算、圆筒轴向应力和圆筒稳定性校核、塔设备压力试验时的应力和裙座轴向应力的校核、基础环设计与地脚螺栓的计算。
4.1 研究的主要路线
塔设备的设计一般包括两个部分：工艺设计和机械设计。工艺设计中要初步确定各阶段混合物的物理特性，由计算得出的具体数据再进行塔段的最基本设计，主要是与塔板有关的各种计算，在工艺设计的最后还要进行塔的附属设备设计。进入塔设备的机械设计部分后，塔的结构形式渐渐明朗化。机械部分要解决的问题，除了确定塔设备的各细节结构外，更重要的就是要做各种校核工作，以保证设计完成的塔设备不仅能够正常运转，而且必须符合国家安全生产的标准。其校核内容主要包括：质量载荷、地震载荷、风载荷等，还包括强度及稳定性校核。在完成设计部分的任务后，就进入画图阶段。图纸包括一张装配图和若干零件图，均采用计算机绘图，并严格按照设计尺寸进行绘制。
5.设计前期准备
5.1液流型式
溢流型塔盘，液体流动需克服板上气液接触原件所引起的阻力，形成液面落差。于是气体更多的从塔盘上的低液位处通过，影响气流均匀分布，从而使效率下降。液流在塔板上的均匀分布很重要特别当液流量很小或者塔径很大时尤其显著。正确设计溢流型塔盘的液流型式非常重要，行程长有利于气液两相的接触，但会引起液面落差大和造成液流短路，影响板效率。然而喷射塔盘利用喷射型塔盘利用气相动能推动液流向前，液面落差很小。因此根据气液流量及塔盘特点，选择液流型式。
5.1.1 常用的液流型式
1. 单溢流型如图10—14（a）。单溢流型是最常用得，一般用于塔不大时。
如塔径和液量过大，则造成气液流分布不均，影响传质效率。
2. 双溢流型如图10—14（b）。当塔径较大或液相的负荷较大时采用。
3 . U形溢流型如图10—14（c）。只有在液气比很小时采用。因流体在流程较长，故可以提高塔板效率，如在空分装置精馏塔经常采用。
4.四溢流型当塔径及液量特别大时可采用四溢流型，
6.1.2 本设计采用的液流型式
采用单溢流的型式受液盘选用平型受液盘
5.2溢流堰
5.2.1 溢流堰长度
溢流堰为塔板上液体溢出的结构，具有维持板上液层及使液体均匀溢出的作用，又可分为出口堰及入口堰。除个别情况外，溢流堰大多设置弓形堰，一般堰
长可取为塔径的0.6～0.8倍。出口堰一般用平堰，当流量很小时可采用齿形堰，堰的高度根据不同的板型以及液体负荷而定。入口堰主要是为了减少液体在入口处冲出而影响塔板液体的流动。
为使气液两相充分混合，板上要借溢流堰维持一定的清液层（假设液层中不含气相时），清液层增高，形成的两相混合体也增高，接触时间与接触面积也均相应增大，传质愈为充分；但气体通过液层的压降也相应增加，漏液概率也会增加。清液层高度等于堰高与堰上清液层高度之和，而后职责取决于堰长和液体流量。下降液流全部在堰的上方通过，对一定堰长，液流增大，堰上清液层高度增高；对一定液流量，堰长愈大则堰上清液层高度愈小，故堰长又称为溢流周边。如液量很小，可选齿形堰，齿形堰的实际溢流周边可随液量在一定范围内变化。
弓形降液管的溢流堰长度主要由弓形降液管的面积决定的。溢流堰过长则堰上的液流强度低，由于塔盘构件的安装误差，液体流过堰时分布不均，从而使塔盘上的液流分布各异，堰长不够则堰上液流强度高，相应的堰上液流高度高，影响塔盘操作的稳定性，也不利于溢流中的气液分离
5.2.2 溢流堰型式
塔盘用平型受液盘时，为保证降液管的液封，同时使液体均匀流入下层塔盘，并减少液流水平方向
5.3 降液管
5.3.1降液管内液层高度
1.降液管内液体倒流回上层板
由于塔板对上升的气流有阻力，下层板上方的压力比上层板上方的
压力大，降液管内泡沫液高度所相当的静压头能够克服这一压力差时，液体才能往下流。当液体流量不变而气体流量加大，下层板与上层板间的压力差亦随着减小，降液管内的液面随之升高。若气体流量加大到使得降液管内的液体升高到堰顶，管内的液体便不仅不能往下流，反面开始倒流回上层板，板上便开始积液；加之操作时不断有液体从塔外送入，最后会使全塔充满液体，就形成了液泛。若气体流量一定而液体流量加大，液体通过降液管的阻力增加，以及板上液层加厚，使板上下的压力差加大，都会使降液管内液面升高，从而导致液泛。
2.过量液沫夹带到上层板
气流夹带到上一层板的液沫，可使板上液层加厚，正常情况下，增加得并不明显。在一定液体流量之下，若气体流量增加到一定程度，液层的加厚便显著起来（板上液体量增多，气泡增多），气流通过加厚的液层所带出的液沫又进一步加多。这种过量液沫夹带使泡沫层顶与上一层板底的距离缩小，液沫夹带持续地有增无减，大液滴易直接喷射到上一层板，泡沫也可冒到上一层板，终至全塔被液体充满。因此为了防止液泛，在确定降液管尺寸时候使降液管中清液层得高度不超过塔板间距的一半。
5.4 塔盘的选型
塔盘是板式塔的主要部件之一，它是实现传热、传质的部件。塔盘由塔板、降液管及溢流堰、紧固件和支承件等组成，如图。塔盘也有整块式和分块式两种，一般塔径为300~800mm时，采用整块式；塔径大于800mm 时，可采用分块式。本次设计的塔径为800mm因此塔盘采用为整块式塔盘
脚焊结构是将塔盘圈脚焊于塔板上组成塔盘，没有特殊要求时，可用单面脚焊，焊缝可用在塔盘圈内侧，也可以在外侧。这种塔盘制造方便，但要注意采取措施，减少焊缝不平引起的塔板不平。
7.任务完成情况
参考文献：
[1] 魏兆灿，李宽宏，杜佩衡.化工设备设计全书塔设备设计.上海：上海科学出版社
[2] 蔡纪宁，张秋翔.化工设备机械基础课程设计指导书.北京：化学工业出版社，2000
[3] 贾少义，柴诚敬.化工原理课程设计.天津大学出版社，2002
[4] 潘红良，郝俊文.过程设备机械设计.华东理工大学出版社，2006
[5] 夏清，陈常贵.化工原理.天津大学出版社，2007
[6] GB150—1998《钢制压力容器》
[7] JB4732—95《钢制压力容器—分析设计标准》
[8] HG20652—1998《塔器设计技术规定》
[9] SH3088—1998《石油化工塔盘设计规范》
[10] 汤善甫，朱思明.化工设备机械基础.华东理工大学出版社，2004
[11] 郑津洋，董其伍，桑芝富.过程设备设计.化学工业出版社，2005
[12] 黄勇，焦建民，温秉权.工程材料及机械制造基础.北京：国防工业出版社，2004
[13] 刘光启，马连湘，刘杰.化学化工物性数据手册无机卷.北京：化学工业出版社，2002
[14] 丁曙光，陈运，王建怀.AutoCAD在精馏塔设计中的应用.化工设计通讯.2005(12)
[15] 姚慧珠，郑海泉.化工机械制造.北京：化学工业出版社，2004
[16] JB4730—1994《压力容器无损检测》
[17] JB/T4709—1992《钢制压力容器焊接规程》
[18] JB/T4701—2000《甲型平焊法兰》
[19] HG21530—1995《带颈平焊法兰手孔》
7.任务完成情况
参考文献：
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[16] JB4730—1994《压力容器无损检测》
[17] JB/T4709—1992《钢制压力容器焊接规程》
[18] JB/T4701—2000《甲型平焊法兰》
[19] HG21530—1995《带颈平焊法兰手孔》
第三章设备选型-精馏塔设计说明书3.1 概述 本章是对各种塔设备的设计说明与选型。 3.2设计依据 气液传质分离用的最多的为塔式设备。它分为板式塔和填料塔两大类。板式塔和填料塔均可用作蒸馏、吸收等气液传质过程，但两者各有优缺点，根据具体情况进行选择。设计所依据的规范如下： 《F1型浮阀》JBT1118 《钢制压力容器》GB 150-1998 《钢制塔式容器》JB4710-92 《碳素钢、低合金钢人孔与手孔类型与技术条件》HG21514-95 《钢制压力容器用封头标准》JB/T 4746-2002 《中国地震动参数区划图》GB 18306-2001 《建筑结构荷载规范》GB50009-2001 3.3 塔简述 3.3.1填料塔简述 (1)填料塔
填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备，由外壳、填料、填料支承、液体分布器、中间支承和再分布器、气体和液体进出口接管等部件组成。 填料是填料塔的核心，它提供了塔内气液两相的接触面，填料与塔的结构决定了塔的性能。填料必须具备较大的比表面，有较高的空隙率、良好的润湿性、耐腐蚀、一定的机械强度、密度小、价格低廉等。常用的填料有拉西环、鲍尔环、弧鞍形和矩鞍形填料，20世纪80年代后开发的新型填料如QH—1型扁环填料、八四内弧环、刺猬形填料、金属板状填料、规整板波纹填料、格栅填料等，为先进的填料塔设计提供了基础。 填料塔适用于快速和瞬间反应的吸收过程，多用于气体的净化。该塔结构简单，易于用耐腐蚀材料制作，气液接触面积大，接触时间长，气量变化时塔的适应性强，塔阻力小，压力损失为300～700Pa，与板式塔相比处理风量小，空塔气速通常为0.5-1.2 m/s，气速过大会形成液泛，喷淋密度6-8 m3/(m2.h)以保证填料润湿，液气比控制在2-10L/m3。填料塔不宜处理含尘量较大的烟气，设计时应克服塔内气液分布不均的问题。 (2)规整填料 塔填料分为散装填料、规整填料(含格栅填料) 和散装填料规整排列3种，前2种填料应用广泛。 在规整填料中，单向斜波填料如JKB，SM，SP等国产波纹填料已达到国外MELLAPAK、FLEXIPAC等同类填料水平；双向斜波填料如ZUPAK、DAPAK 等填料与国外的RASCHIG SUPER-PAK、INTALOX STRUCTURED PACKING 同处国际先进水平；双向曲波填料如CHAOPAK等乃最新自主创新技术，与相应型号的单向斜波填料相比，在分离效率相同的情况下，通量可提高25％ -35％，比国外的单向曲波填料MELLAPAK PLUS通量至少提高5％。上述规整填料已成功应用于φ6400，φ8200，φ8400，φ8600，φ8800，φ10200mm等多座大塔中。 (3)板波纹填料 板波纹填料由开孔板组成，材料薄，空隙率大，加之排列规整，因而气体通过能力大，压降小。其比表面积大，能从选材上确保液体在板面上形成稳定薄液
化学毕业论文开题报告 摘要：计算流体力学是以多种计算方程为基础，在多种化学反应设备中进行能量、质 量和动量的综合计算，分析出不同守恒定律中，这些变量的主控形式和变化规律，从而优 化工程设计和工艺设备，提高化学反应中正向变化的进行，提高热量交换和原材料的反应 速率等。从化学工程经济效益的角度分析，有利于工程成本的节约，提升了经济回报。文 章计算流体力学的基本原理进行分析，并总结了其砸你化学工程中搅拌、热交换、精馏塔 和化学反应工程的具体应用。 关键词：计算流体力学;求解;基本原理;化学工程;应用 化学工程在我国具有较长的研究与应用历程，并在实际的生产与生活中取得到巨大的 应用成效，不仅能够供给正常的生活需求，同时根据新材料的开发，能够满足现代型环保 材料的使用。在化学工程中，较多的反映环境和反应机制都是在溶液中进行的，具有质量 守恒和热量守恒定律的应用。而这种质量与能量的关系正是计算流体力学的主要原理。通 过对实际应用环境和原理的分析，能够优化工程设计和工艺改进，提高化学工程的生产效率。 1计算流体力学在化学工程中的基本原理 计算流体力学简称CFD，是通过数值计算方法来求解化工中几何形状空间内的动量、 热量、质量方程等流动主控方程，从而发现化工领域中各种流体的流动现象和规律，其主 要以化学方程式中的动量守恒定律、能量守恒定律及质量守恒方程为基础。一般情况下， 计算流体力学的数值计算方法主要包括数值差分法、数值有限元法及数值有限体积法，其 也是一门多门学科交叉的科目，计算流体力学不仅要掌握流体力学的知识，也要掌握计算 几何学和数值分析等学科知识，其涉及面广。针对计算流体力学的真实模拟，其主要目的 是对流体流动进行预测，以获得流体流动的信息，从而有效控制化工领域中的流体流动。 随着信息技术的发展，市场上也出现了计算流体力学软件，其具有对流场进行分析、计算、预测的功能，计算流体力学软件操作简单，界面直观形象，有利于化学工程师对流体进行 准确的计算。 2计算流体力学砸你化学工程中的实际应用 2.1在搅拌中的应用分析 在搅拌的化学反应中，反映介质之间的流动性比较复杂，依据传统的计算形式根本无 法解决，并在化学试剂在搅拌中存在不均匀扩散的特点，在湍流的形式中能量的分布状况 也存在着空间特点。若是依据实验手段测得反映中物质、能量和质量的变化规律，其得出 的结构往往存在较差时效性，实验骗差加大。通过对二维计算流体力学的应用，能够对搅 拌中流体的形式进行模拟，并进行质量、能量等数据的验证。但是流体的变化，不仅与化 学试剂的浓度、减半速度有关，还与时间、容器的形状等有着之间的联系，需要建立三维 空间模拟形式进行计算流行力学。随着科学技术和研究水平的提高，在通过借助多普勒激
精馏塔技术及其装置 摘要 本文综述了精馏塔设备的类型及特点，工作原理及在化工行业的生产运用优点和不足等内容，并对目前国内外精馏塔的现状及发展趋势做了介绍。精馏的原理是在一定条件下使气液两相经过多次直接接触和分离，利用液相混合物中各组分挥发度的不同，使挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移。实现原料混合物中各组成分离。精馏有很多的设备如湿壁塔,填料塔和板式塔等几种重要的传质塔设备，其中板式精馏塔中的塔板结构是决定板式精馏塔中流体多相流动时的动力学体系特性的最重要因素之一，而筛板塔节省了投资费用，改善了生产条件，因而还提高了产品（乙醇）的产量和质量。因此，对筛板精馏塔塔板的研究改进，掌握先进的精馏技术对化工企业经济效益提高和促进社会积极发展有着重要的意义。 关键词：精馏塔，设备，进展，发展趋势 引言 精馏塔设备是煤化工、炼油、石油化工等生产中最重要的设备之一，化工企业生产中所处理的原料，中间产物，粗产品几乎都是由若干组分组成的混合物，而且其中大部分都是均相物质。生产中为了满意储存，运输，加工和使用的需求，时常需要将这些混合物分离为较纯净或几乎纯态的物质。在化工生产中精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作，精馏塔设备的性能对于整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额，以及三废处理和环境保护等各个方面，都有非常重大的影响，
对精馏塔设备的设计和研究，已经受到化工行业的极大重视。实现原料混合物中各组成分离该过程是同时进行传质传热的过程。因此精馏塔操作弹性的好坏直接关系到化工企业的经济效益[1，2，3,4]。 1精馏塔概述 1.1 精馏的原理与意义[5] 精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作，在化工，炼油，石油化工等工业得到广泛应用。精馏塔是根据混合物中各组份挥发度的不同，在每层塔板上进行多级部分气化和部分冷凝，从而达到使混合物各组份分离的设备。与其它化工单元操作相比，精馏装置虽然比较简单，但生产运行中经常出现各种各样的问题而影响精馏装置的操作，从而导致塔顶或塔底产品不合格，严重制约生产装置的运行造成产品损失。因此精馏塔操作弹性的好坏直接关系到化工企业的经济效益。 1.2板式精馏塔的类型及特点[6] 精馏塔是化工生产中最重要的设备之一，精馏塔操作弹性的好坏直接关系到石油化工企业的经济效益，影响着企业未来的发展。所以说对精馏塔的研究越详细越好。精馏操作既可采用板式塔，也可采用填料塔，板式塔为逐级接触型气－液传质设备，其种类繁多，根据塔板上气－液接触元件的不同，可分为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、穿流多孔板塔、舌形塔、浮动舌形塔和浮动喷射塔等多种。板式塔在工业上最早使用的是泡罩塔(1813年)、筛板塔(1832年)，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
化工专业开题报告范文 学了化工的你，知道自己的专业开题报告要怎么写吗?下面是为大家带来的，仅供参考。 1： 25万吨/年二甲醚精馏系统及二甲醚精馏塔设计 一、课题的目的与意义 二甲醚又称甲醚，简称DME，分子式：CH3OCH3 ，结构式： CH3—O—CH3 。二甲醚在常温常压下是一种无色气体或压缩液体，具有轻微醚香味。相对密度(20℃)0.666，熔点-141.5℃，沸点-24.9℃，室温下蒸气压约为0.5MPa，与石油液化气(LPG)相似。溶于水及醇、乙醚、丙酮、氯仿等多种有机溶剂。易燃，在燃烧时火焰略带光亮，燃烧热(气态)为1455kJ/mol。常温下DME具有惰性，不易自动氧化，无腐蚀、无致癌性，但在辐射或加热条件下可分解成甲烷、乙烷、甲醛等。 二甲醚是醚的同系物，但与用作麻醉剂的乙醚不一样，却具有神经毒性;能溶解各种化学物质;由于其具有易压缩、冷凝、气化及与许多极性或非极性溶剂互溶特性，广泛用于气雾制品喷射剂、氟利昂替代制冷剂、溶剂等，另外也可用于化学品合成，用途比较广泛。 二甲醚作为一种基本化工原料，由于其良好的易压缩、冷凝、汽化特性，使得二甲醚在制药、燃料、农药等化学工业中有许多独特的用途。如高纯度的二甲醚可代替氟里昂用作气溶胶喷射剂和致冷剂，减少对大气环境的污染和臭氧层的破坏。由于其良好的水溶性、油溶性，使得其应用范围大
大优于丙烷、丁烷等石油化学品。代替甲醇用作甲醛生产的新原料，可以明显降低甲醛生产成本，在大型甲醛装置中更显示出其优越性。作为民用燃料气其储运、燃烧安全性，预混气热值和理论燃烧温度等性能指标均优于石油液化气，可作为城市管道煤气的调峰气、液化气掺混气。也是柴油发动机的理想燃料，与甲醇燃料汽车相比，不存在汽车冷启动问题。它还是未来制取低碳烯烃的主要原料之一。由于石油资源短缺、煤炭资源丰富及人们环保意识的增强，二甲醚作为从煤转化成的清洁燃料而日益受到重视，成为2010年来国内外竞相开发的性能优越的碳一化工产品。作为 LPG和石油类的替代燃料，二甲醚是具有与LPG的物理性质相类似的化学品，在燃烧时不会产生破坏环境的气体，能便宜而大量地生产。与甲烷一样，被期望成为21世纪的能源之一。 二、研究现状和前景展望 1.研究现状 目前DME的制取工艺有合成气一步法以及甲醇两步法，其中两步法包括甲醇液相法以及气相法。甲醇液相硫酸催化法和甲醇气相法制取二甲醚的生产技术较为成熟，两种方法均有工业装置运转。 甲醇脱水法以精甲醇为原料，脱水反应副产物少，二甲醚纯度高达99%，使用于有较高要求的气雾产品，也可以用作制冷剂或医用气雾剂的抛射剂5，且三废排放少。该工艺比较成熟，可以依托老企业建设新装置，也可单独建厂生产。但该方法要经过甲醇合成、甲醇精馏、甲醇脱水和二甲醚精馏等工艺，流程较长，因而设备投资大，产品成本高，受甲醇市场波动的影响也比较大。
精馏塔的简要概述 精馏塔是用液体混合物中各组分挥发度的不同来分离其各液体组分的操作称为蒸馏，反复多次的蒸馏过程称为精馏，实现精馏操作的塔设备称为精馏塔，如常减压装置中的常压塔、减压塔等，可将原油分离为汽油、煤油、柴油及润滑油等；铂重整装置中的各种精馏塔，可以分离出苯、甲苯、二甲苯等。 化工生产对精馏塔设备的基本要求： 1、生产能力大，在较大的气、液负荷或波动时，仍能维持较高的传质速率。 2、流体阻力小，运转费用低。 3、能提供足够大的相间接触面积，使气、液两相在充分接触的情况下进行传质，达 到高分离效率。 4、结构合理，安全可靠，金属消耗量少，制造费用低。 5、不易堵塞，容易操作，便于安装、调节、检修。 精馏塔设备的工作过程： 1、溶液的沸腾。不同性质的液体在同一压力条件下沸点是不同的，所以两种以上相互溶解 的液体组成的溶液，在同一压力下各组分的沸点自然也是不相同的。沸点低的组分挥发度高，因此同一压力温度下，其在溶液中所形成的分子比例大于它在溶液中的分子比例，而沸点高的组分由于挥发度底，故在溶液蒸汽中的比例小于其在溶液中的比例，利用溶液的这一特性，通过在一定压力下加热的方式，可将溶液中各组分相互分离。 2、溶液的相平衡，在气液系统中，单位时间内液相汽化的分子数与气相冷凝的分子数相当 时，气、液两相达到一种动态平衡，这种状态称为气液的相平衡状态。这时候其系统内各状态参数，如温度、压力及组成等都是一定的，不随时间的改变而改变。 3、传质。在炼油、化工生产中，将物质借助于分子扩散的作用从一相转为另一相的过程称 为传质过程。液体混合物的蒸馏分离，利用液体溶剂的选择作用吸收气体混合物的某一组分，利用萃取等方法分离液体混合物的过程等，都属于传质过程。 4、蒸馏。通过加热、汽化、冷凝、冷却等过程使得液体混合物中不同沸点的组分相互分离 的方法称为蒸馏，若液体混合物中各组分沸点相差较大，加热时低沸点的组分优于高沸点的组分而大量汽化，则易于分离。精馏就是多次汽化与冷凝的一种复杂的蒸馏过程，也可以看成是蒸馏的串联使用。 5、原油的馏程。原油是烃类和非烃类组成的复杂的混合物，每一种成分都有其自身的特性， 但许多成分有沸点、密度等物理特性都很相近，若要将其逐一分离出来是很困难的，也是没有必要的。在实际生产中是将原油分为几个不同的沸点范围，加以利用，，如原油中沸点在40-205度之间的组分称为汽油；180-300度之间的组分称为煤油；250-350度之间的组分称为柴油，350-520度之间的组分称为润滑油，520度以上的组分为重质燃料油。这些温度范围称为馏程。 在化工生产中，无论是精馏还是吸收、解析或萃取，其目的都是为了使得混合液中不同馏程的组分得以分离。 精馏塔中板式塔的塔盘形式及特点： 目前板式塔的形式已有一百多种，在化工生产中最广泛应用的是泡罩塔、浮阀塔及筛板塔。 泡罩塔盘 泡罩塔盘是工业上应用最早的一种塔盘，它在塔盘板上开许多圆孔，每个孔上焊接一个短管，称为升气管，管上再罩一个帽子，称为泡罩，泡罩周围开有许多条形孔。工作时，液体从上层塔盘经过降液管流入本层塔盘，然后横向流过塔盘板，流入下一层塔盘。气体从下层塔盘上升进入升气管，通过环形通道再经过泡罩的条形孔流散的泡罩间的液层中。
本科生毕业设计任务书 （工科及部分理科专业适用） 题目：年产1500吨乙醛车间工艺设计题目来源：□省部级以上□市厅级□横向√自选 题目性质：□理论研究□应用与理论研究√实际应用研究学院：境环与化学工程系：化学工程 专业班级：制药071 学生姓名：吴昌峰学号5801307022 起讫日期：2011.2.21—2010.6. 指导教师：邹建国职称：教授 指导教师所在单位：环化学院化工教研室 学院审核（签名）： 审核日期： 二0 0九年制
一、选题的依据及意义 乙醛是重要的化学制药工业中间体，主要用于制造醋酸、醋酐、醋酸乙酯、氯乙酸、聚乙醛、三氯乙醛、正丁醇、季戊四醇和醋酸乙烯等产品[1]。因此乙醛的生产与发展，取决于市场对它下游产品的需求。 醋酸是乙醛下游产品中最为重要的产品之一。醋酸是用途最广的有机酸之一，醋几乎贯穿了整个人类文明史，不仅可以促消化，起到调味的作用，还可以与金属发生反应生成美术上要用的颜料的，包括白铅（碳酸铅）、铜绿（铜盐的混合物包括乙酸铜）。它最主要在工业上用于生产醋酸乙烯、乙酸干、对苯二甲酸、聚乙酸醇、醋酸乙酯、醋酸丁酯、氯乙酸、醋酸纤维和醋酸盐等。另外，醋酸还可以进一步加工成农药、医药、染料、涂料、合成纤维、塑料和粘合剂等多种产品。我过是醋酸消耗大国，特别是中国的工业发展需要大量的醋酸作为原料。国内仍然需要从国外进口醋酸来满足需求。醋酸消费量的增长势必会带动乙醛市场发展。 乙二醛是又一种乙醛下游产品，是分子结构最简单的脂肪族二元醛，乙二醛只有形成水合物才稳定，商品为30％～40％的水溶液，以四醇型的形式存在。乙二醛是近年来颇受国内外化工界重视的化学品，除具有脂肪醛的通性外，由于含有两个并列的羰基，还具有特殊的化学性质，可与醇、氨、酰胺、醛、含羧酸的化合物进行加成或缩合反应，还可以与类蛋白动物胶、纤维素、聚乙烯醇以及脲等发生交联反应，因此在工业上得到广泛的应用。在纺织印染、建材、皮革、医药、农药、国防、涂料、轻工、粘合剂、石油冶金、环保等方面具有广泛的用途，开发利用前景广阔[2]。 乙醛其他下游产品，如季戊四醇、乙醛酸、吡啶、巴豆酸等，在医药、化工等领域同样具有广泛的用途和开发应用前景，虽然现在的市场需求量不是很大，消耗量较小，但随着工业的发展，下游产品的开发，市场需求量会越来越大，未来对乙醛消耗的拉动也是非常可观的。 总体来说，乙醛是一种非常重要的化学中间品，它可以经过工业处理成为许多重要的化学产品。随着工业的发展，国内对这些产品的需求量越来越大，同时国内这方面的优质产品比较少。采取先进的方法，生产出优质的产品，可以为企业带来丰厚的利润，也可以为中国的工业发展提供支持。进行乙醛生产工艺的研究势在必行，意义重大。 二、国内外研究现状及发展趋势（含文献综述） 乙醛本身几乎没有直接的用途，而是重要的中间体，可用于生产许多产品，
连续精馏塔装置控制系统设计开题报告
本科生毕业设计（论文）开题报告 题目：连续精镏实验装置控制系统设计 姓名：学号：200806220131 年级：08 专业：化学化工与工艺 指导教师：姓名董凯职称 学科
年月日 说明 一、开题报告前的准备 毕业设计（论文）题目确定后，学生应尽快征求导师意见，讨论题意与整个毕业设计（论文）（或设计）的工作计划，然后根据课题要求查阅、收集有关资料并编写研究提纲，主要由以下几个部分构成：1．研究（或设计）的目的与意义。应说明此项研究（或设计）在生产实践上或对某些技术进行改革带来的经济与社会效益。有的课题过去曾进行过，但缺乏研究，现在可以在理论上做些探讨，说明其对科学发展的意义。 2．国内外同类研究（或同类设计）的概况综述。在广泛查阅有关文献后，对该类课题研究（或设计）已取得的成就与尚存在的问题进行简要综述，只对本人所承担的课题或设计部分的已有成果与存在问题有条理地进行阐述，并提出自己对一些问题的看法。 3．课题研究（或设计）的内容。要具体写出将在哪些方面开展研究，要重点突出。研究的主要内容应是物所能及、力所能及、能按时完成的，并要考虑与其它同学的互助、合作。 4．研究（或设计）方法。科学的研究方法或切合实际的具有新意的设计方法，是获得高质量研究成果或高水平设计成就的关键。因此，在开始实践前，学生必须熟悉研究（或设计）方法，以避免蛮干造成返工，或得不到成果，甚至于写不出毕业设计（论文）或完不成设计任务。 5．实施计划。要在研究提纲中按研究（或设计）内容落实具体时间与地点，有计划地进行工作。 二、开题报告 1．开题报告可在导师所在教研室或系内举行，须适当请有关专家参加，导师必须参加。报告最迟在毕业（生产）实习前完成。 2．本表（页面：A4）在开题报告通过论证后填写，一式三份，本人、导师、所在系（要原件）各一份。 三、注意事项 1．开题报告的撰写完成，意味着毕业设计（论文）工作已经开始，学生已对整个毕业设计（论文）工作有了周密的思考，是完成毕业设计（论文）关键的环节。在开题报告的编写中指导教师只可提示，不可包
乙二醇重组分的分离 一、选题的目的意义 1.1相关物质简介 乙二醇（ethylene glycol）又名“甘醇”、“1,2-亚乙基二醇”，简称EG。别名：甘醇。分子式：C2H6O2；结构简式：HO-CH2CH2-OH ；分子量：62.07；冰点： -13.2℃；沸点：197.85℃；密度：相对密度(水=1)1.1155(20℃）；相对密度(空气=1)2.14；外观与性状：无色、无臭、有甜味、粘稠液体；蒸汽压：6.21kPa/20℃ ；闪点：111.1℃ ；粘度：25.66mPa.s(16℃）；溶解性：与水/乙醇/丙酮/醋酸甘油吡啶等混溶，微溶于醚等,不溶于石油烃及油类，能够溶解氯化锌/氯化钠/碳酸钾/氯化钾/碘化钾/氢氧化钾等无机物。表面张力：46.49 mN/m (20℃) ；稳定性：稳定；燃点：418℃。 与乙醇相似，主要能与无机或有机酸反应生成酯，一般先只有一个羟基发生反应，经升高温度、增加酸用量等，可使两个羟基都形成酯。如与混有硫酸的硝酸反应，则形成二硝酸酯。酰氯或酸酐容易使两个羟基形成酯。乙二醇在催化剂（二氧化锰、氧化铝、氧化锌或硫酸）作用下加热，可发生分子内或分子间失水。乙二醇能与碱金属或碱土金属作用形成醇盐。通常将金属溶于二醇中，只得一元醇盐；如将此醇盐（例如乙二醇一钠）在氢气流中加热到180～200°C，可形成乙二醇二钠和乙二醇。此外用乙二醇与 2摩尔甲醇钠一起加热，可得乙二醇二钠。乙二醇二钠与卤代烷反应，生成乙二醇单醚或双醚。乙二醇二钠与1，2－二溴乙烷反应，生成二氧六环。此外，乙二醇也容易被氧化，随所用氧化剂或反应条件的不同,可生成各种产物,如乙醇醛 HOCH2CHO、乙二醛OHCCHO、乙醇酸HOCH2COOH、草酸HOOCCOOH 及二氧化碳和水。a二醇与其他二醇不同,经高碘酸氧化可发生碳链断裂。制法工业上由环氧乙烷用稀盐酸水解制得。实验室中可用水解二卤代烷或卤代乙醇的方法制备。应用乙二醇常可代替甘油使用。在制革和制药工业中，分别用作水合剂和溶剂。乙二醇的衍生物二硝酸酯是炸药。乙二醇的单甲醚或单乙醚是很好的溶剂，如甲溶纤剂 HOCH2CH2OCH3 可溶解纤维、树脂、油漆和其他许多有机物。乙二醇的溶解能力很强，但它容易代谢氧化，生成有毒的草酸，因而不能广泛用作溶剂。乙二醇是一个抗冻剂，60%的乙二醇水溶液在－40°C时结冰。乙二醇能与水、丙酮互溶，但在醚类中溶解度较小。用作溶剂、防冻剂以及合成涤纶的原料。乙二醇的高聚物聚乙二醇（PEG）是一种相转移催化剂，也用于细胞融合；其硝酸酯是一种炸药。乙二醇 EG 是重要的石油化工基础原料 ,用途十分广泛[1][2] ,主要用于生产聚酯纤维、防冻剂、不饱和聚酯树脂、非离子表面活性剂、乙醇胺以及炸药等。国内外乙二醇的工业化生产方法大多是采用环氧乙烷水合法, 同时副产品一缩二乙二醇、二缩三乙二醇和多缩聚乙二醇。环氧乙烷水合法技术已有 30多年的历史 ,生产技术基本上由 Shell、SD、UCC三家公司垄断。[3]
第四章设备设计及选型 4.1 设备设计标准 《钢制压力容器》GB150-98 《压力容器用钢板》GB6654-96 《化工装置用不锈钢大口径焊接钢管技术要求》HG20537.4-92 《安全阀的设置和选用》HG/T20570.2-95 《设备进、出管口压力损失计算》HG/T20570.9-95 《钢制化工容器设计基础规定》HG20580-98 《钢制化工容器材料选用规定》HG20581-98 《钢制化工容器强度计算规定》HG20582-98 《钢制化工容器结构设计规定》HG20583-98 《钢制化工容器制造技术规定》HG20584-98 《化工设备设计基础规定》HG/T20643-98 《压力容器无损检测》JB4730-2005 《钢制压力容器焊接工艺评定》JB4708-2000 《钢制压力容器焊接规程》JB/T4709-2000 《钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验》JB4744-2007 《压力容器用钢锻件》JB4726-2000 《石油化工塔型设备设计规范》SH 3030-1997 4.2 设备设计及选型 塔设备是化工、石油化工和炼油等生产中最重要的设备之一，塔可以使气液相或者液液相之间进行紧密接触，达到较为良好的相际传质及传热的目的。 在塔设备中常见的单元操作有：吸收、精馏、解吸和萃取等。此外工业气体的冷却与回收、气体的湿法净制和干燥，以及兼有气液两相传质和传热的增湿和减湿等效果。
4.2.1 塔设备设计原则 具有适宜的流体力学条件，可使气液两相良好接触； 结构简单，处理能力大，压降低； 强化质量传递和能量传递。 4.2.2 塔设备的设计目标 作为主要用于传质过程的塔设备，首先必须使气液两相能充分接触，以获得较高的传质效率。此外，为满足工业生产的需要，塔设备还得考虑下列各项要求：（1）生产能力大。在较大的气（汽）液流速下，仍不致发生大量的雾沫夹带、拦液、或液泛等破坏正常操作的现象； （2）操作稳定、弹性大。当塔设备的气（汽）液负荷量有较大波动时，仍能在较高的传质效率下进行稳定的操作，并且塔设备应保证能长期稳定操作； （3）流体流动的阻力小，即流体通过塔设备的压降小。这将大大节省生产中的动力消耗，以降低正常操作费用。对于减压蒸馏操作，较大的压力降还将使系统无法维持必要的真空度； （4）结构简单、材料耗用量小，制造和安装容易。这可以减少基建过程中的投资费用； （5）耐腐蚀和不易堵塞，方便操作、调节和检修。 事实上，对于现有的任何一种塔器，都不可能完全满足上述所有要求，但是我们可以在某些方面做到独特之处。以此来达到较大的生产效率，提高企业的生产效益。 4.2.3 塔设备类型及选择 为了便于研究和比较，人们从不同角度对塔设备进行了分类。例如：按操作压力的不同可分为加压塔、常压塔、减压塔；按单元操作可分为精馏塔、吸收塔、解吸塔、萃取塔、反应塔和干燥塔；但最常用的分类是按塔的内件结构进行划分，分为板式塔和填料塔。 塔型的合理选择是做好塔设备设计的首要环节，选择时应考虑的因素有：物料性质、操作条件、塔设备性能，以及塔设备的制造、安装、运转、维修等。
DN700甲醇精馏塔设计 一、甲醇精馏塔设计的背景与意义 精馏塔是化工工业中广泛使用，是分离工艺中的重要设备。而精馏是甲醇生产的重要后处理工序，在甲醇生产中占据重要的位置。甲醇精馏塔是精馏的核心设备，它与产品质量回收率消耗定额三废排放及处理等方面密切相关甲醇精馏塔既可采用板式塔，也可采用填料塔。近年来，我国精馏塔内件技术有了长足发展，如高效导向筛板、新型垂直筛板、新型导向浮阀塔板及新型规整填料等技术开始被广泛采用[1]。 甲醇精馏装置是甲醇生产的重要处理工序，其能耗占甲醇生产总能耗20%左右。甲醇精馏技术的好坏直接关系到精甲醇的质量；先进、节能、高效的精馏装置，对降低成本、节能降耗、提高产品竞争力和企业经济效益起到重要的作用。 加强对甲醇精馏塔的研究与改进，不断满足化学工业的要求，达到低成本、低耗能、节能环保、绿色高效等要求，有利于我国化学工业科学快速的发展，不断赶上国际以及发达国家的脚步，提升自己的竞争实力。 二、国内外对本课题的研究现状 现阶段，国内外的研究聚焦于新型高效性能塔板的开发及工业应用；塔板设计、开发更趋于科学化的方向。在填料塔研究方面，不断研究新型、高效的填料来提高填料塔的效能。随着时代的发展，国内外对精馏塔的研究更趋向于经济、安全、高效、清洁方向发展，推动精馏设备的前进与发展。 2.1精馏塔的发展 从精馏设备的历史发展来看，精馏技术与石油、化学加工工业的发展是相辅相成、相互刺激、共同进步的发展关系。精馏技术的任何进步，都会极大刺激化学加工工业的技术发展，同样在石油、化学加工工业发展的每一个历史阶段都会对精馏设备技术提出更高的要求。 ①.阶段一：20～50年代 ●1920年，有溢流的泡罩塔板开始应用于炼油工业，开创了一个新的炼油时代 ●泡罩塔板对设计水平要求不高、对各类操作的适应能力强、对操作控制要求低等特性在当时被认为 是无可替代的板型 ●Rachig环填料塔主要应用于较小直径的无机分离塔设备中，同时也开发了Pall环，标志着现代乱 堆填料的诞生 ②.阶段二：50～70年代 ●消除放大效应的研究：AIChE研究 ●浮阀塔板的开发
1.概述 本设计为分离乙醇-水混合物，采用筛板式精馏塔。 1.1本设计在生产上的实用意义 乙醇的结构简式为C2H5OH，俗称酒精，它在常温、常压下是一种易燃、易挥发的无色透明液体，它的水溶液具有特殊的、令人愉快的香味，并略带刺激性。乙醇是一种很好的溶剂，既能溶解许多无机物，又能溶解许多有机物，所以常用乙醇来溶解植物色素或其中的药用成分，也常用乙醇作为反应的溶剂，使参加反应的有机物和无机物均能溶解，增大接触面积，提高反应速率。乙醇的用途很广，可用乙醇来制造醋酸、饮料、香精、染料、染料等，是农药、医药、橡胶、塑料、人造纤维、洗涤剂等的制造原料。医疗上也常用体积分数为70%——75%的乙醇作消毒剂等。 工业上一般用淀粉发酵法或乙烯直接水化法制取乙醇。 1.发酵法制乙醇是在酿酒的基础上发展起来的，在相当长的历史时期内，曾是生产乙醇的唯一工业方法。发酵法的原料可以是含淀粉的农产品，如谷类、薯类或野生植物果实等；也可用制糖厂的废糖蜜；或者用含纤维素的木屑、植物茎秆等。这些物质经一定的预处理后，经水解（用废蜜糖作原料不经这一步）、发酵，即可制得乙醇。 2.乙烯直接水化法，就是在加热、加压和有催化剂存在的条件下，是乙烯与水直接反应，生产乙醇：CH2═CH2 + H─OH→C2H5OH（该反应分两步进行，第一步是与醋酸汞等汞盐在水-四氢呋喃溶液中生成有机汞化合物，而后用硼氢化钠还原）。 若想要获得不同浓度的乙醇，可以采取精馏这种方法。譬如，75%的乙醇可以用蒸馏的方法蒸馏到95.5%，此后形成恒沸物，不能提高纯度。 化工生产常需进行液体混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的。互溶液体混合物的分离有多种方法，精馏是其中最常用的一种。精馏是一种利用回流使液体混合物得到高纯度分离的蒸馏方法，精馏操作其基本原理是利用互溶液体混合物相对挥发度的不同，实现各组分分离的单元操作，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。 1.2 流程、设备及操作条件的确定 流程可由以下5个方面来确定。 （一）加料方式 加料分两种方式：泵加料和高位槽加料。高位槽加料通过控制液位高度，可以得到稳定流量，但要求搭建塔台，增加基础建设费用；泵加料属于强制进料方式，本次加料可选泵加料，泵和自动调节装置配合控制进料。 （二）加料状态 进料方式一般有冷液进料，泡点进料，气液混合物进料，露点进料，加热蒸汽进料五种。泡点进料对塔操作方便，不受季节温度影响。由于泡点进料时塔的制造比较方便，而其他进料方式对设备的要求高，设计起来难度相对加大，所以采用泡点进料。 （三）冷凝方式 选全凝器，塔顶出来的气体温度不高。冷凝后回流液和产品温度不高，无需再次冷凝，且本次分离是为了分离乙醇和水，制造设备较为简单，为节省资金，选全凝器。 （四）回流方式 宜采用重力回流，对于小型塔，冷凝液由重力作用回流如塔。优点：回流冷凝器无需支撑结构；缺点：回流控制较难安装，但强制回流需用泵，安装费用、点耗费用大，故不用强制回流，塔顶上升蒸汽采用冷凝回流入塔内。 （五）加热方式
分离乙醇-水的精馏塔设计 设计人员： 所在班级：化学工程与工艺成绩： 指导老师：日期：
化工原理课程设计任务书 一、设计题目：乙醇---水连续精馏塔的设计 二、设计任务及操作条件 （1）进精馏塔的料液含乙醇35％（质量分数，下同），其余为水； （2）产品的乙醇含量不得低于90％； （3）塔顶易挥发组分回收率为99％； （4）生产能力为50000吨/年90％的乙醇产品； （5）每年按330天计，每天24小时连续运行。 （6）操作条件 a）塔顶压强 4kPa （表压） b）进料热状态自选 c）回流比自选 d）加热蒸汽压力低压蒸汽（或自选） e）单板压降 kPa。 三、设备形式：筛板塔或浮阀塔 四、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）塔板负荷性能图； 8）精馏塔接管尺寸计算； 9）对设计过程的评述和有关问题的讨论； 2、设计图纸要求； 1）绘制生产工艺流程图（A2 号图纸）； 2）绘制精馏塔设计条件图（A2 号图纸）； 五、设计基础数据： 1.常压下乙醇---水体系的t-x-y 数据； 2.乙醇的密度、粘度、表面张力等物性参数。 一、设计题目：乙醇---水连续精馏塔的设计 二、设计任务及操作条件：进精馏塔的料液含乙醇35％（质量分 数，下同），其余为水；产品的乙醇含量不得低于90％；塔 顶易挥发组分回收率为99％，生产能力为50000吨/年90％ 的乙醇产品；每年按330天计，每天24小时连续运行。塔顶 压强 4kPa （表压）进料热状态自选回流比自选加热蒸汽 压力低压蒸汽（或自选）单板压降≤0.7kPa。 三、设备形式：筛板塔 四、设计内容： 1）精馏塔的物料衡算： 原料乙醇的组成 xF＝＝0.1740
精馏塔操作方式概述 玻璃精馏塔 玻璃精馏塔装置在常、减压条件下均可使用，尤其适用于热敏及高沸点物系。可以选择反应精馏、共沸精馏、萃取精馏三种操作模式。 塔釜采用进口球磨口，经特殊处理可防止高真空条件下易挥发组分爆沸。该类装置塔釜容量为250～1000ml，塔身主要有Ф20、30、40、50等规格，单根塔高0.8～1.2m，全塔共设有3～5个进/取样口，塔身采用电加热带以及镀膜等方式进行加热保温，电流可手调。具有保温效果好、透明等特点，可直接观察反应精馏操作情况。间歇精馏塔，原料一次性加入或用泵送入塔釜，塔顶连续出料；连续精馏塔设有高位槽，经回流罐连续加料或采用高压泵连续加料。塔顶冷凝器均采用全工程玻璃列管式冷凝器（高硼硅玻璃），塔内装不锈钢金属丝网θ环或三角螺旋填料。 塔顶回流采用回流比自动控制装置，范围为0～99，可调。釜加热、塔底、塔身、塔顶温度的控制与测试均可根据客户要求采用AI智能控制装置自动控制并数字远传显示，真空泵及进料泵为选配。 真空装置常压装置 不锈钢中试精馏塔 中试装置通体由不锈钢制造，塔节规格Φ25～100mm、 高度0.5～1.5m，每段塔节设置1～2个进料口/测温口， 亦可结合客户具体要求进行设计制造各种非标产品。整 个精馏塔包括:塔釜、塔节、进料罐、进料预热器、塔釜 液储罐、塔顶冷凝器、回流比控制器、产品储罐等。塔 压降由变送器测量，塔釜上升蒸汽量通过采用釜液温度 或灵敏板进行控制，塔压采用稳压阀控制，并可装载自 动安全阀。为使塔身保持绝热操作，采用现代化仪表控
制温度条件，并可在室温～300℃范围内任意设定。同时，为了满足用户的科研需要，每一段塔节内的温度、塔釜液相温度、塔顶气相温度、进料温度、回流温度、塔顶压力、塔釜压力、塔釜液位、进料量等参数均可以数字显示。 技术指标： 使用温度:250℃； 使用压力:0～3.5MPa； 釜及储罐体积:1～10升 工业填料精馏塔设备 填料塔是最常用的气液传质设备之一，广泛应用于蒸馏、吸收、解吸、汽提、萃取、化学交换、洗涤和热交换等化工单元操作中。 装置主要包括：塔釜、塔节、冷凝器、捕集器、储罐等部件。 根据实际情况（物料组成、纯度要求、处理量、自动化程度等），本着“经济”和“技术”兼优的原则，设计并制造各种标准及非标规格不锈钢、碳钢、防腐（衬搪玻璃、衬四氟、聚丙烯等）精馏塔设备。 塔节 详情参见https://www.doczj.com/doc/6416274990.html,
安徽建筑工业学院材料与化学工程学院 毕业论文开题报告 题目：25万吨/年二甲醚精馏系统及 二甲醚精馏塔设计 专业：化学工程与工艺 姓名：肖肖 学号： 09206040230 指导教师：陈霞老师 2013年 04月
毕业论文（设计）开题报告 一、课题的目的与意义 二甲醚又称甲醚，简称DME,分子式：CH3OCH3,结构式：CH3—O—CH3。二甲醚在常温常压下是一种无色气体或压缩液体，具有轻微醚香味。相对密度（20℃）0.666，熔点-141.5℃，沸点-24.9℃，室温下蒸气压约为0.5MPa，与石油液化气（LPG）相似。溶于水及醇、乙醚、丙酮、氯仿等多种有机溶剂。易燃，在燃烧时火焰略带光亮，燃烧热（气态）为1455kJ/mol。常温下DME具有惰性，不易自动氧化，无腐蚀、无致癌性，但在辐射或加热条件下可分解成甲烷、乙烷、甲醛等。 二甲醚是醚的同系物，但与用作麻醉剂的乙醚不一样，却具有神经毒性；能溶解各种化学物质；由于其具有易压缩、冷凝、气化及与许多极性或非极性溶剂互溶特性，广泛用于气雾制品喷射剂、氟利昂替代制冷剂、溶剂等，另外也可用于化学品合成，用途比较广泛。 二甲醚作为一种基本化工原料，由于其良好的易压缩、冷凝、汽化特性，使得二甲醚在制药、燃料、农药等化学工业中有许多独特的用途。如高纯度的二甲醚可代替氟里昂用作气溶胶喷射剂和致冷剂，减少对大气环境的污染和臭氧层的破坏。由于其良好的水溶性、油溶性，使得其应用范围大大优于丙烷、丁烷等石油化学品。代替甲醇用作甲醛生产的新原料，可以明显降低甲醛生产成本，在大型甲醛装置中更显示出其优越性。作为民用燃料气其储运、燃烧安全性，预混气热值和理论燃烧温度等性能指标均优于石油液化气，可作为城市管道煤气的调峰气、液化气掺混气。也是柴油发动机的理想燃料，与甲醇燃料汽车相比，不存在汽车冷启动问题。它还是未来制取低碳烯烃的主要原料之一。由于石油资源短缺、煤炭资源丰富及人们环保意识的增强，二甲醚作为从煤转化成的清洁燃料而日益受到重视，成为2010年来国内外竞相开发的性能优越的碳一化工产品。作为LPG和石油类的替代燃料，二甲醚是具有与LPG的物理性质相类似的化学品，在燃烧时不会产生破坏环境的气体，能便宜而大量地生产。与甲烷一样，被期望成为21世纪的能源之一。
精馏塔开题报告
DN700甲醇精馏塔设计 一、甲醇精馏塔设计的背景与意义 精馏塔是化工工业中广泛使用，是分离工艺中的重要设备。而精馏是甲醇生产的重要后处理工序，在甲醇生产中占据重要的位置。甲醇精馏塔是精馏的核心设备，它与产品质量回收率消耗定额三废排放及处理等方面密切相关甲醇精馏塔既可采用板式塔，也可采用填料塔。近年来，我国精馏塔内件技术有了长足发展，如高效导向筛板、新型垂直筛板、新型导向浮阀塔板及新型规整填料等技术开始被广泛采用[1]。 甲醇精馏装置是甲醇生产的重要处理工序，其能耗占甲醇生产总能耗20%左右。甲醇精馏技术的好坏直接关系到精甲醇的质量；先进、节能、高效的精馏装置，对降低成本、节能降耗、提高产品竞争力和企业经济效益起到重要的作用。 加强对甲醇精馏塔的研究与改进，不断满足化学工业的要求，达到低成本、低耗能、节能环保、绿色高效等要求，有利于我国化学工业科学快速的发展，不断赶上国际以及发达国家的脚步，提升自己的竞争实力。 二、国内外对本课题的研究现状 现阶段，国内外的研究聚焦于新型高效性能塔板的
开发及工业应用；塔板设计、开发更趋于科学化的方向。在填料塔研究方面，不断研究新型、高效的填料来提高填料塔的效能。随着时代的发展，国内外对精馏塔的研究更趋向于经济、安全、高效、清洁方向发展，推动精馏设备的前进与发展。 2.1精馏塔的发展 从精馏设备的历史发展来看，精馏技术与石油、化学加工工业的发展是相辅相成、相互刺激、共同进步的发展关系。精馏技术的任何进步，都会极大刺激化学加工工业的技术发展，同样在石油、化学加工工业发展的每一个历史阶段都会对精馏设备技术提出更高的要求。 ①.阶段一：20～50年代 ●1920年，有溢流的泡罩塔板开始应用于炼油工业， 开创了一个新的炼油时代 ●泡罩塔板对设计水平要求不高、对各类操作的适应 能力强、对操作控制要求低等特性在当时被认为是无可替代的板型 ●Rachig环填料塔主要应用于较小直径的无机分离塔 设备中，同时也开发了Pall环，标志着现代乱堆填料的诞生
开题报告 1设计任务说明 1.1设计日期：2011年2月19日至2011年6月15日 1.2 设计题目：日产20吨乙醇精馏塔 1.3 设计专题题目：节能减排技术在火电厂环境治理中的应用 1.4 设计内容 1 完成日产20吨乙醇精馏塔的设计 2 撰写一篇专题论文； 3 专题论文翻译。 1.4.1设计内容技术要求 （1）了解精馏塔设计的基本步骤 （2）掌握乙醇精馏塔工作的原理以及功能 （3）论文符合《中国矿业大学本科毕业设计撰写规范》要求，计算机打印1.4.2专题论文要求 （1）论文内容必须与设计内容有关； （2）论文字数在3000～5000之间； （3）论文格式满足一般科技文献出版要求 1.4.3资料翻译 （1）完成不少于3000字的规定英文资料翻译； （2）译文要求能够表达原意，语句通顺，文笔流畅。 2课题立项背景及意义 2.1设计塔设备的意义 在化工或炼油厂中，塔设备的性能对于整个装置的产品产量，质量，生产能
力和消耗定额，以及三废处理和环境保护等各个方面都有重大的影响。据有关资料报道，塔设备的投资费用占整个工艺设备投资费用的较大比例。因此，塔设备的设计和研究，受到化工、炼油等行业的极大重视。 塔设备是化工、石油等工业中广泛使用的重要生产设备。它可使气（或汽）液或液液两相之间进行紧密接触，达到相际传质及传热的目的。常见的、可在塔设备中完成的单元操作有：精馏、吸收、解吸和萃取等。此外，工业气体的冷却与回收，气体的湿法净制和干燥，以及兼有气液两相传质和传热的增湿、减湿等。化工生产中所处理的原料，中间产物，粗产品几乎都是由若干组分组成的混合物，而且其中大部分都是均相物质。生产中为了满足储存，运输，加工和使用的需求，时常需要将这些混合物分离为较纯净或几乎纯态的物质。塔设备的基本功能就是提供气、液两相以充分接触的机会，使传热、传质两种传递过程能够迅速有效的进行；还能使接触之后的气、液两相及时分开，互不夹带。 筛板塔是最早应用于工业生产的设备之一，五十年代之后，通过大量的工业实践逐步改进了设计方法和结构。近年来与浮阀塔一起成为化工生产中主要的传质设备。筛板塔普遍用作H2S-H2O双温交换过程的冷、热塔，应用于蒸馏、吸收和除尘等。筛板精馏塔属于板式塔，筛板精馏塔具有结构简单，造价低，板上液面落差小，气体压降小，生产能力大，气体分散均匀，传质效率高的优点，是化工生产中常见的单元操作设备之一。 另外石油的短缺给我国高速发展的社会经济带来越来越大的压力。近一个多世纪来，石油是应用最为广泛的化石能源，有“现代社会血液”之称。它不仅仅是能源之母，还是纺织、电子、化工、材料等现代工业产品的基础原材料。油价高涨、资源短缺、环保压力和高速增长的需要，形成无法调和的矛盾，直接制约我国加速建设“全面小康”和国家安全。 按目前国内外研究水平，燃料电池汽车、电动汽车、氢动力汽车等仍有很多技术上不确定性，何时投入运营是未知数。混合动力汽车造价高，而且仍以成品油消耗为主。另一方面，石油的应用不仅仅是作为交通运输的动力，其衍生的乙烯等化工产品还是比钢铁应用更广泛的基础材料。因此，发展生物能源是必然之路，眼前解决车用燃油问题，中、长期解决后石油时代的能源、原材料问题。 乙醇作为新兴的生物能源已经被科学家们研究了很长时间。乙醇汽油是一种由粮食及各种植物纤维加工成的燃料乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的新型替代能源。它可以有效改善油品的性能和质量，降低一氧化碳、碳氢化合物等主要污染物排放。乙醇汽油是目前世界上可再生能源的发展重点。首先，乙醇是可再生资源，可以重复利用生产，满足世界可持续发展这个大前提。其次，乙醇燃烧后的产物是无污染的水，是一种清洁能源。面对地球日益严重的污染现状，大力发展清洁能源无疑是人类未来发展的出路所在。 2.2 筛板塔的研究现状 筛板塔始于1830年，是结构最简单的一种板型。由于其操作弹性小，当气