学士学位论文—-化工原理课程设计筛板式精馏塔分离乙醇—水.doc

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1、化工原理课程设计筛板式精馏塔分离乙醇—水学生姓名学院名称化学化工学院学号20131301139班级13应化1专业名称应用化学指导教师2016年5月26日1徐州工程学院化工原理课程设计说明书摘要精馏是分离液体混合物最常用一种操作，在化工、炼油等工业中应用很广。它通过汽、液两相的直接接触，利用组分挥发度的不同，使易挥发组分由液相向汽相传递，难挥发的由汽相向液相传递，是汽、液两相之间的传质过程。国际上制造乙醇的原料可分为四类。第一类是淀粉质原料，主要有玉米、甘薯、马铃薯、大麦、大米、高粱等；第二类是糖质原料，主要是甘蔗、甜菜、糖蜜；第三类是纤维素原料，是地球上最有潜力的乙醇生产原料，包括

2、农作物秸秆、林业加工废料、甘蔗渣及城市垃圾中所含的废弃物；第四类是其他原料，如造纸厂的硫酸盐纸浆废液、淀粉厂的甘薯淀粉渣、奶酪工业的副产品。其中，以玉米、小麦和甘蔗为原料的生产技术最为成熟，巴西和美国已经有大规模的制造基地。本设计采用的是筛板精馏塔来分离乙醇和水。精馏的基本原理是根据液体在混合液中的挥发度不同，采用多次部分汽化和多次部分冷凝的原理来实现连续的高纯度分离。同时，精馏出来的乙醇易燃，具刺激性。储存于阴凉、通风仓间内。远离火种、热源。关键词：精馏;筛板塔；分离；乙醇—水目录第一部分概述4一、设计目标4二、设计任务4三、设计条件4四、设计内容5五、工艺流程的说明5第二部分工

3、艺设计计算7一、设计方案的确定724徐州工程学院化工原理课程设计说明书二、精馏塔的物料衡算71.原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数72.原料液及塔顶、塔底产品的平均相对分子质量73.物料衡算原料处理量7三、塔板数的确定81.理论板层数的求取82.全塔效率103.实际板层数的求取10四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算101.操作压强计算102.操作温度计算103.平均摩尔质量计算114.平均密度计算115.液相平均表面张力计算116.液相平均粘度计算12五、精馏塔的塔体工艺尺寸计算121.塔径的计算122.精馏塔的有效高度的计算13六、塔板主要工艺尺寸的计算131.溢流装置计算1

4、32.塔板布置153.筛孔数与开孔率15七、筛板的流体力学验算161.气体通过筛板压降相当的液柱高度162.雾沫夹带量的验算163.漏液的验算164.液泛验算17八、塔板负荷性能图171.漏液线172.雾沫夹带线183.液相负荷下限线184.液相负荷上限线185.液泛线196.操作线20九、设计一览表2024徐州工程学院化工原理课程设计说明书十、操作方案的说明：21总结21参考文献21附录2224徐州工程学院化工原理课程设计说明书第一部分概述乙醇是一种有机物，俗称酒精，分子式为CH3CH2OH，是带有一个羟基的饱和一元醇，相对分子质量为46.07。在常温、常压下是一种易燃、易挥发的

5、无色透明液体，有酒的气味和刺激的辛辣味。乙醇液体密度是0.789g/cm3，沸点是78.4℃，熔点是-114.3℃，其蒸汽能与空气形成爆炸性混合物。能溶于水、甲醇、乙醚、丙酮和氯仿，能溶解许多有机化合物和无机化合物，具有吸湿性，能与水形成共沸混合物。乙醇-水是工业上最常见的溶剂，也是非常重要的化工原料之一，是无色，无毒，无致癌性、污染和腐蚀性小的液体混合物。因其良好的理化性能，而被广泛应用于化工、日化、食品饮料和医药卫生等行业。将无水乙醇与汽油混合（俗称汽油醇）可作为内燃机的燃料，随着世界石油资源的减少，作为生物燃料的无水乙醇可能在今后的动力燃料中占一席之地。长期以来，乙醇多以蒸馏

6、法生产，但是乙醇-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。塔设备是最常见的精馏装置，无论是板式塔还是填料塔都在化工生产过程中得到了广泛应用，在此我们作填料塔的设计，必须要熟悉单元操作设备的设计流程与注意事项。一.设计目标分离水和乙醇的混合液的筛板塔的设计二.设计任务1.完成该精馏塔的工艺设计，包括辅助设备及进出口管路的计算和选型；2.画出带控制点工艺流程图、x~y相平衡图、塔板负荷性能图、塔板布置图、精馏塔工艺条件图；3.写出该精馏塔的设计说明书，包括设计结果汇总和设计评价。三．设

7、计条件1.常压p=1atm（绝压）。2.原料来自粗馏塔，为95~96℃饱和蒸汽，由于沿程热损失，进精馏塔时，原料温度约为90℃；3.塔顶浓度为含乙醇92.41%（质量分数）的药用酒精，产量为25吨/天；4.塔釜采用饱和蒸汽直接加热，从塔釜出来的残液中乙醇浓度要求不大于0.3%（质量分数）；5.塔顶采用全凝器，泡点回流，回流比R=1.1~2.0Rmin；24徐州工程学院化工原理课程设计说明书6.厂址：徐州地区表1-1设计条件操作压力/Kpa进料热状况回流比与最小回流比比