化工原理乙醇水_课程设计汇总

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1、山东理工大学大学化学工程学院化工原理课程设计化工原理课程设计分离乙醇-水混合物精馏塔设计学院：化学工程学院专业：学号：姓名：指导教师：时间：2012年6月13日星期三1山东理工大学大学化学工程学院化工原理课程设计化工原理课程设计任务书一、设计题目：分离乙醇-水混合物精馏塔设计二、原始数据：a）原料液组成：乙醇20%产品中：乙醇含量≥94%残液中≤4%b）生产能力：6万吨/年c）操作条件进料状态：自定操作压力：自定加热蒸汽压力：自定冷却水温度：自定三、设计说明书内容：a）概述b）流程的确定与说明c）塔板数的计算（板式塔）；或填料层高度计算（填料塔）d)塔径的计算e）1）塔板结构计算；a塔

2、板结构尺寸的确定；b塔板的流体力学验算；c塔板的负荷性能图。2）填料塔流体力学计算；a压力降；b喷淋密度计算f）其它（1）热量衡算—冷却水与加热蒸汽消耗量的计算（2）冷凝器与再沸器传热面的计算与选型（板式塔）（3）除沫器设计g）料液泵的选型h）计算结果一览表2山东理工大学大学化学工程学院化工原理课程设计第一章课程设计报告内容一、精馏流程的确定乙醇、水混合料液经原料预热器加热至泡点后，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沸热器供热，塔底产品经冷却后送入贮槽。二、塔的物料衡算(一)料液及塔顶、塔底产品含乙醇摩尔分

3、数20/46xF0.089220/4680/1894/46xD0.8694/466/184/46xW0.0164/4696/18(二)平均摩尔质量MF0.089246(10.0892)18kg/kmol20.498kg/kmolM0.8646(10.86)18kg/kmol42.08kg/kmolDM0.01646(10.016)18kg/kmol18.448kg/kmolW(三)物料衡算总物料衡算DWF易挥发组分物料衡算xDxWxFDwFm600001000Dkmol/h198.04kmol/hMDT42.0830024联立以上三式得F2283.41kmol/hW2283.41kmo

4、l/h三、塔板数的确定(一)理论塔板数NT的求取根据乙醇、水的气液平衡数据作y-x图3山东理工大学大学化学工程学院化工原理课程设计乙醇—水气液平衡数据液相中乙醇的摩尔气相中乙醇的摩尔液相中乙醇的摩尔分气相中乙醇的摩尔分数分数数分数0.00.00.250.5510.010.110.300.5750.020.1750.40.6140.040.2730.50.6570.060.340.60.6980.080.3920.70.7550.10.430.80.820.140.4820.8940.8940.180.5130.950.9420.20.5251.01.0乙醇—水图解法求理论塔板数2.乙醇

5、—水体系的平衡曲线有下凹部分，求最小回流比自a（xD,,xD,）作平衡线的切线4山东理工大学大学化学工程学院化工原理课程设计xD并延长与y轴相交，截距0.2956Rmin1Rmin1.91取操作回流比R2Rmin21.913.82RxD故精馏段操作线方程yR1R1即y0.7925x0.17843.作图法求理论塔板数NT得NT18（不包括再沸器）。第16层为加料板。(四)物性参数和实际塔板数的计算4.1温度常压下乙醇—水气液平衡组成与温度的关系温度T℃液相中乙醇的摩尔分率%气相中乙醇的摩尔分率%1000.000.0095.50.01900.170089.00.07210.389186.7

6、0.09660.437585.30.12380.470484.10.16610.508982.70.23370.544582.30.26080.558081.60.32730.582680.70.39650.612279.80.50790.0656479.70.51980.659979.30.57320.684178.740.67630.738578.410.74720.781578.150.89430.8943利用表中数据由内差可求得tFtDtW5山东理工大学大学化学工程学院化工原理课程设计8986.7tf89.0①tF:=tF=87.39℃7.219.668.927.2178.15

7、78.41td78.15②tD::=tD=78.21℃89.4374.4286.089.4310095.5tw100③tW:=tW=96.21℃01.901.60tftd87.3978.21④精馏段平均温度:t1===82.8℃22tftw87.3996.21⑤提留段平均温度:t2===91.8℃224.2气液组成塔顶温度:tD=78.21℃78.4178.1578.2178.15气相组成yD:yD=0.86830.78150.8943yD0.