产万吨精馏塔设计.doc

《产万吨精馏塔设计.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、武夷学院课程设计说明书课程名称：化工原理课程设计题目：板式精馏塔的设计学生姓名：韩惠芬学号：20092061037系别：环境与建筑工程系专业班级：2009级应用化工技术指导老师：李素琼2010年12月目录1．设计任务32．设计方案43．精馏塔物料衡算63.1物料衡算63.2摩尔衡算74．塔体主要工艺尺寸74.1塔板数的确定74.1.1塔板压力设计74.1.2塔板温度计算84.1.3物料相对挥发度计算94.1.4回流比计算94.1.5塔板物料衡算104.1.6实际塔板数的计算114.1.7实际塔板数计算124.2塔径计算124.2.1平均摩尔质量计算124.

2、2.2平均密度计算134.2.3液相表面张力计算144.2.4塔径计算144.3塔截面积154.4精馏塔有效高度计算154.5精馏塔热量衡算164.5.1塔顶冷凝器的热量衡算164.5.2全塔的热量衡算185．板主要工艺尺寸计算215.1溢流装置计算215.1.1堰长215.1.2溢流堰高度215.1.3弓形降液管宽度Wd和截面积Af215.1.4降液管底隙高度h0225.2塔板布置225.2.1塔板的分块225.2.2边缘宽度的确定225.2.3开孔区面积的计算225.3阀孔的流体力学验算255.3.1塔板压降255.3.2液泛265.3.3液沫夹带27

3、5.3.4漏液296．设计筛板的主要结果汇总表301．设计任务物料组成：为乙醇25%、正丙醇75%（质量分数）；产品组成:塔顶乙醇含量》99%，塔底釜液丙醇含量》98.5%；操作压力：101.325kPa(塔顶绝对压力)；加热体系：间接蒸汽加热，加热蒸汽压力为5kgf/cm2（绝压）；冷凝体系：冷却水进口温度25℃，出口温度45℃；热量损失：设备热损失为加热蒸汽供热量的5％；料液定性：料液可视为理想物系；年产量（乙醇）：10万吨；工作日：每年工作日为300天，每天24小时连续运行；进料方式：饱和液体进料，q值为1；塔板类型:浮阀塔板。2．设计方案馏装置包括

4、精馏塔、原料预热器、蒸馏釜（再沸器）、冷凝器、釜液冷却器和产品冷却器等设备。蒸馏过程按操作方式的不同，分为连续蒸馏和间歇蒸馏两种流程。连续蒸馏具有生产能力大，产品质量稳定等优蒸点，本课程设计中年产量大（100000吨/年），所以采用连续蒸馏的方式。蒸馏过程根据操作压力的不同，可分为常压、减压和加压蒸馏。本设计中，由于物料乙醇、正丙醇都是易挥发有机物，所以常压操作，塔顶蒸汽压力为大气压，全塔的压力降很小。由任务书给定，进料热状况为泡点进料，加热方式采用间接蒸气加热，设置再沸器。塔底设冷凝回流装置。工艺流程设计：原料液的走向分配器产品贮罐再沸器釜液贮罐冷却器精

5、馏塔原料预热器原料贮罐产品DL冷却器全凝器釜液WL考虑到蒸气压力对设备要求等各方面的影响，选用的蒸气压力为5kgf/cm2冷凝水WC再沸器E-102低压蒸气LM冷凝水的走向换热器内物料走壳程，冷却水走管程冷却水CWR冷却器E-105冷却器E-104全凝器E-103冷却水CW3．精馏塔物料衡算3.1物料衡算已知数据：乙醇的摩尔质量MA=46.07kg/kmol,正丙醇摩尔质量MB=60.1kg/kmolF=Kmol/hFXF=DXD+WXW（1）F=D+W（2）联立求出：F=301.47Kmol/hW=213.52Kmol/h3.2摩尔衡算原料液及塔顶、塔底

6、产品的平均摩尔质量=55.85kg/kmol=46.18kg/kmol=59..83kg/kmol4．塔体主要工艺尺寸4.1塔板数的确定4.1.1塔板压力设计常压操作，即塔顶气相绝对压力p=kPa预设塔板压力降：kPa估计理论塔板数：18估计进料板位置：13塔底压力：Pw=101.325+0.6×18=112.125kPa进料板压力：101.325+0.6×12=108.525kPa精馏段平均压力：104.925kPa4.1.2塔板温度计算温度（露点）-气相组成关系式：温度（露点）-气相组成关系式：(1)温度-饱和蒸汽压关系式（安托因方程）：乙醇：(2)丙

7、醇：(3)各层塔板压力计算公式：(4)塔顶：已知乙醇的气相组成y为产品组成0.9923，操作压力为常压，则通过联立（1）、（2）、(3)由计算机绘图可求得操作温度及组分饱和蒸汽压；塔底：已知乙醇组成0.02593，通过联立（2）、（3）、(4)并由计算机绘图可得实际操作温度及组分饱和蒸汽压。结果如下：塔顶：PA=102.538kPaPB=48.029kPatD=78.625℃塔底：PA=219.145PaPB=108.706kPatD=100.065℃进料板：PA=175.976kPaPB=85.983kPatD=99.093℃4.1.3物料相对挥发度计算

8、，根据上文求出的数据可得：塔顶：2.135塔底：=2.016进料板