乙醇—水连续精馏塔的设计

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1、.乙醇——水连续精馏塔设计任务书一、设计题目试设计一座乙醇-水连续精馏塔，要求日产纯度为99%的乙醇24吨，塔顶馏出液中含乙醇不得高于1%原料中含乙醇25%（以上均为质量%）。二、操作条件1．塔顶压强：常压2．进料热状态：过冷液进料3．回流比：R=10.628*1.2=12.7544．塔底加热蒸汽压强：169kPa（表压）5．单板压降≯0.7kPa三、设备型式设备型式为筛板塔四、设备工作日每年330天，每天24小时五、厂址杨凌地区六、设计内容1．设计方案的确定及流程的说明2．塔的工艺计算3．塔和塔板主要尺寸的设计（1）设计方案的确定及说明（2）塔的工艺计

2、算（3）塔高、塔径及塔板结构尺寸的确定（4）实际结果概要或设计一览表（5）精馏塔的工作图（6）对本设计的评述或有关问题的分析讨论4．设计一览表5．辅助设备选型及计算6．生产工艺流程图及精馏塔的工艺条件图7．对本设计的评论及有关问题的分析讨论七、设计基础数据附表1常压下乙醇-水的气液平衡数据温度（℃）8090100110120130131.8液相中乙醇的摩尔分数x10.690.450.270.130.020气相中乙醇的摩尔分数y10.920.790.620.380.070...目录1．精馏流程的确定42．塔的物料恒算42.1料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数4

3、2.2平均摩尔质量42.3物料恒算43．塔板数的确定53.1理论塔板数的求取53.1.1逐板计算法53.1.2求最小回流比、操作回流比53.1.3求理论塔板数NT...............................................53.2全塔效率53.3实际塔板数64．塔的工艺条件及物性数据计算64.1操作压力6.2温度64.3平均摩尔质量74.4平均密度74.5液体表面张力94.6液体黏度105．精馏段气液负荷计算105.1精馏段气液负荷计算105.2提馏段气液负荷计算116．塔和塔板主要工艺尺寸计算116.1塔径116.2溢

4、流装置126.2.1溢流堰长度126.2.2出口堰高度126.2.3降液管宽度和面积136.2.4降液管底隙高度136.3塔板布置136.4筛孔数与开孔率146.5塔的有效高度146.6塔高计算147.筛板塔的工艺设计计算结果总表168．附图169．设计说明与设计评论17...10．参考文献1711.符号说明17...1．精馏流程的确定本设计要分离乙醇-水二元混合物，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：

5、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。因此，本设计采用筛板塔比较合适。当乙醇-水混合料液经原料加热器加热至泡点后，送入精馏塔。塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝后，一部分作为回流，其余为塔顶产品经冷却器冷却后送至贮槽。塔釜采用间接蒸汽向再沸器供热，塔底产品经冷却后送入贮槽。2．塔的物料恒算2.1料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数2.2平均摩尔质量加料板=46×0.115+18×(1-0.115)=21.22kg/kmol塔顶=46×0.975+18×

6、(1-0.975)=45.3kg/kmol塔底=46×0.00039+18×(1-0.00039)=18.01kg/kmol2.3物料恒算总物料衡算乙醇物料衡算联立以上二式解得：...3．塔板数的确定3.1理论塔板数的求取3.1.1求最小回流比、操作回流比因过冷液进料（q=1.2），可得q线方程又，可得平衡线方程为联立两式可得x=0.2018;y=0.129又由斜率公式可得取操作回流比3.1.2求理论塔板数精馏段操作线为：=0.93x+0.061平衡线方程为：根据平衡线方程可得再根据精馏段操作线方程可得依次带入两方程直至求得可知此处进料，然后换提馏段操作

7、线方程与平衡线方程结合继续求解直至由上述求解过程可知理论板数为37层，其中精馏段理论板数为14，提留段为23（括釜），第14层为加料板。...采用逐板计算法，可得：板数yx板数yx10．9750．95823240．041770．0250020．952150．92130250．035500．0212030．917810．86788260．030090．0179240．868130．79477270．025410．0179250．900140．70194280．025410．0151160．713800．54466290．021410．0127170．614

8、030．48342300．017990．0106680．510580．38029