乙醇与水连续精馏塔的设计

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1、课程设计说明书题目称院（系、部、中心）专班学学设指业级生姓名号计地点导教师设计起止时间：XXXX年XX月XX日至XXXX年XX月XX日第一章绪论3一、目的：3二、已知参数：3三、设计内容：3第二章课程设计报告内容4一、精馅流程的确定4二、塔的物料衡算4三、塔板数的确定5四、塔的工艺条件及物性数据计算7五、精憎段气液负荷计算11六、塔和塔板主要工艺尺寸计算11七、筛板的流体力学验算16八、塔板负荷性能图19九、筛板塔的工艺设计计算结果总表23十、精憎塔的附属设备及接管尺寸23第三章总结24乙醇一一水连续精馅塔的设计第一章绪论-、目的：通过课程设计进一步巩固课木所学的内容

2、，培养学牛运用所学理论知识进行化工单元过程设计的初步能力，使所学的知识系统化，通过本次设计，应了解设计的内容，方法及步骤,使学生具有调节技术资料，自行确定设计方案，进行设计计算，并绘制设备条件图、编写设计说明书。在常压连续精憾塔中精憾分离含乙醇25%的乙醇一水混合液，分离后塔顶憾出液中含乙醇量不小于94%,塔底釜液中含乙醇不高于0.1%（均为质量分数）。二、已知参数:（1）设计任务•进料乙醇X=25%（质量分数，下同）•生产能力Q二80t/d•塔顶产品组成＞94%•塔底产品组成〈0.1%（2）操作条件•操作压强：常压•精谓塔塔顶压强：Z=4KPa•进料热状态：泡点进料

3、•回流比：自定待测•冷却水：20°C•加热蒸汽：低压蒸汽，0.2MPa•单板压强：W0.7•全塔效率：Et二52%•建厂地址：南京地区•塔顶为全凝器，中间泡点进料，筛板式连续精馆三、设计内容：（1）设计方案的确定及流程说明（2）塔的工艺计算（3）塔和塔板主要工艺尺寸的计算（a、塔高、塔径及塔板结构尺寸的确定;b、塔板的流体力学验算；c、塔板的负荷性能图）（4）设计结果概要或设计一览表（5）精谓塔工艺条件图（6）对本设计的评论或有关问题的分析讨论第二章课程设计报告内容一、精馅流程的确定乙醇、水混合料液经原料预热器加热至泡点后，送入精镭塔。塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝后，一

4、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（-）料液及塔顶、塔底产品含乙醇摩尔分数25/4625/46+75/18=0.11594/4694/46+6/18=0.860.1/460.1/46+99.9/18=0.0004（二）平均摩尔质量Mf=0」15x46+（1—0」s）x8=222kg/kmolMd=0.86x46+（1-0.86）xl8=42.0Skg/kmolMw=0.0004x46+（1-0.0004x!8=1&0kglkmol（三）物料衡算总物料衡算D+W=F易挥发组

5、分物料衡算兀"+兀mW=XfF日生产能力Y=90吨八m80000w.D===79.2kmol/h42.08x24联立以上三式得D=19.2lbml/hW=54.99hml/h三、塔板数的确定(-)理论塔板数Ny的求取乙醇、水属理想物系，可采用M.T.图解法求1•根据乙醇、水的气液平衡数据作y-x图附表乙醇一水气液平衡数据液相中乙醇的摩尔分数气相中乙醇的摩尔分数液相中乙醇的摩尔分数气相中乙醇的摩尔分数0.00.00.250.5510.010.110.300.5750.020.1750.40.6140.040.2730.50.6570.060.340.60.6980.

6、080.3920.70.7550.10.430.80.820.140.4820.8940.8940.180.5130.950.9420.20.5251.01.0图：乙醇一水的y-x图及图解理论板2.乙醇一水体系的平衡曲线有下凹部分，求最小回流比自a（%,%）作平衡线的切线并延长与y轴相交，截距=（）.2796心血+1心in=2.08取操作回流比R=1.5R品=1.5X2.08=3.12故精憾段操作线方程/?+1即》，=0.757x+0.2093.作图法求理论塔板数Ny得=27层（包括再沸器）。其中精馆段理论板数为22层，提留段为5层（包括再沸器）,第18层为加料板。（

7、二）全塔效率石已知Et=52%（三）实际塔板数N精馆段必音=盖=43层提留段N提=^-=10层四、塔的工艺条件及物性数据计算以精憎段为例进行计算（-）操作压强代塔顶压力PD=4+101.3=105.3^取每层塔板压强降=0.7RPa则进料板压强PF=105.3+43x0.7=135AkPa精憎段平均操作压强Pm=W+门'4=120.35血2（二）温度tm依据操作压力，通过方程试差法计算出泡点温度，其中水、乙醇的饱和蒸汽压由安托尼方程计算。①方程为P=pxA+p}xB式中：X—溶液中组分的摩尔分数；P—溶液上方的总压，Pa；0P—同温度下纯组分的饱和