乙醇—水筛板精馏塔工艺设计(化工原理设计)

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1、广西大学设计说明书内页附表GUANGXIUNIVERSITY广西大学化学化工学院化工原理课程设计任务书专业：班级：姓名：学号：设计时间：2008年6月25日至2008年7月13日设计题目：乙醇——水筛板精馏塔工艺设计（取至南京某厂药用酒精生产现场）设计条件：1.常压操作，P=1atm（绝压）。2.原料来至上游的粗馏塔，为95——96℃的饱和蒸汽。因沿程热损失，进精馏塔时原料液温度降为90℃。3.塔顶产品为浓度92.41%（质量分率）的药用乙醇，产量为40吨/日。4．塔釜排出的残液中要求乙醇的浓度不大于0.03%（质量分率）。5．塔釜采用饱和水蒸汽加热（加热方式自选）；塔顶采用全凝器，泡点回

2、流。6．操作回流比R=（1.1——2.0）Rmin。设计任务：1.完成该精馏塔工艺设计，包括辅助设备及进出口接管的计算和选型。2．画出带控制点的工艺流程图，t-x-y相平衡图，塔板负荷性能图，筛孔布置图以及塔的工艺条件图。3．写出该精流塔的设计说明书，包括设计结果汇总和对自己设计的评价。指导教师：时间：2008年6月广西大学设计说明书内页附表GUANGXIUNIVERSITY1设计任务1.1任务1.1.1设计题目乙醇—水筛板精馏塔工艺设计（取至南京某厂药用酒精生产现场）1.1.2设计条件1.常压操作，P＝1atm（绝压）。2．原料来至上游的粗馏塔，为95－96℃的饱和蒸气。因沿程热损失，进

3、精馏塔时原料液温度降为90℃。3．塔顶产品为浓度92.41%（质量分率）的药用乙醇，产量为40吨/日。4．塔釜排出的残液中要求乙醇的浓度不大于0.03％(质量分率)。5．塔釜采用饱和水蒸气加热（加热方式自选）；塔顶采用全凝器，泡点回流。6．操作回流比R=(1.1—2.0)。1.1.3设计任务1.完成该精馏塔工艺设计，包括辅助设备及进出口接管的计算和选型。2．画出带控制点的工艺流程示意图，t-x-y相平图，塔板负荷性能图，筛孔布置图以及塔的工艺条件图。3．写出该精馏塔的设计说明书，包括设计结果汇总和对自己设计的评价。1.2设计方案论证及确定广西大学设计说明书内页附表GUANGXIUNIVER

4、SITY1.2.1生产时日设计要求塔日产40吨92.41%乙醇，工厂实行三班制，每班工作8小时，每天24小时连续正常工作。1.2.2选择塔型精馏塔属气—液传质设备。气—液传质设备主要分为板式塔和填料塔两大类。该塔设计生产时日要求较大，由板式塔与填料塔比较[1]知：板式塔直径放大时，塔板效率较稳定,且持液量较大，液气比适应范围大，因此本次精馏塔设备选择板式塔。筛板塔是降液管塔板中结构最简单的，它与泡罩塔相比较具有下列优点：生产能力大10-15%，板效率提高15%左右，而压降可降低30%左右，另外筛板塔结构简单，消耗金属少，塔板的造价可减少40%左右，安装容易，也便于清洗检修[2]。因此，本设

5、计采用筛板塔比较合适。1.2.3精馏方式由设计要求知，本精馏塔为连续精馏方式。1.2.4操作压力常压操作可减少因加压或减压操作所增加的增、减压设备费用和操作费用，提高经济效益,在条件允许下常采用常压操作，因此本精馏设计选择在常压下操作。1.2.5加热方式在本物系中，水为难挥发液体，选用直接蒸汽加热，可节省再沸器。1.2.6工艺流程原料槽中的原料液先由离心泵送到预热器预热，再进精馏塔，精馏塔塔顶蒸汽经全凝器冷凝，泡点回流，塔顶产品输送进乙醇贮存罐，而再沸器则加热釜液，塔釜产品流入釜液贮存罐。2筛板式精馏塔的工艺设计广西大学设计说明书内页附表GUANGXIUNIVERSITY2.1精馏塔的工艺

6、计算2.1.1乙醇和水的汽液平衡组成相对挥发度的计算：塔顶产品浓度为92.4%，因此，可近似看成纯乙醇溶液；同理，塔底浓度为0.02%可近似看成纯水溶液。所以，塔顶温度为乙醇沸点为78.3oC，设塔底温度为96.0oC查得：不同温度下乙醇和水的汽液平衡组成如下表所示：表2-1液相摩尔分数x气相摩尔分数y温度/℃液相摩尔分数x气相摩尔分数y温度/℃0.000.001000.32730.582681.50.01900.170095.50.39650.612280.70.07210.389189.00.50790.656479.80.09660.437586.70.51980.659979.70

7、.12380.470485.30.57320.684179.30.16610.508984.10.67630.738578.740.23370.544582.70.74720.781578.410.26080.558082.30.89430.894378.15①根据以上数据画出以下乙醇-水的t-x（y）相平衡图，以及乙醇-水的x-y图，见图1和图2.广西大学设计说明书内页附表GUANGXIUNIVERSITY②通过试差法