乙醇—水溶液精馏塔设计.doc

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1、乙醇-水溶液连续精馏塔设计目录1.设计任务书………………………………………………………………32.英文摘要前言……………………………………………………………43.前言………………………………………………………………………44.精馏塔优化设计…………………………………………………………55.精馏塔优化设计计算……………………………………………………56.设计计算结果总表………………………………………………………227.参考文献…………………………………………………………………238.课程设计心得…………………………

2、…………………………………23精馏塔设计任务书一、设计题目乙醇—水溶液连续精馏塔设计二、设计条件1．处理量：15000（吨/年）2．料液浓度：35（wt%）3．产品浓度：93（wt%）4．易挥发组分回收率：99%5．每年实际生产时间：7200小时/年6.操作条件：①间接蒸汽加热；②塔顶压强：1.03atm（绝对压强）③进料热状况：泡点进料；三、设计任务a)流程的确定与说明；b)塔板和塔径计算；c)塔盘结构设计i.浮阀塔盘工艺尺寸及布置简图；ii.流体力学验算；iii.塔板负荷性能图。d)其它i.加热蒸汽消耗量；i

3、i.冷凝器的传热面积及冷却水的消耗量e)有关附属设备的设计和选型，绘制精馏塔系统工艺流程图和精馏塔装配图，编写设计说明书。乙醇——水溶液连续精馏塔优化设计前言乙醇在工业、医药、民用等方面，都有很广泛的应用，是很重要的一种原料。在很多方面，要求乙醇有不同的纯度，有时要求纯度很高，甚至是无水乙醇，这是很有困难的，因为乙醇极具挥发性，也极具溶解性，所以，想要得到高纯度的乙醇很困难。要想把低纯度的乙醇水溶液提升到高纯度，要用连续精馏的方法，因为乙醇和水的挥发度相差不大。精馏是多数分离过程，即同时进行多次部分汽化和部分冷凝

4、的过程，因此可使混合液得到几乎完全的分离。化工厂中精馏操作是在直立圆形的精馏塔进行的，塔装有若干层塔板或充填一定高度的填料。为实现精馏分离操作，除精馏塔外，还必须从塔底引入上升蒸汽流和从塔顶引入下降液。可知，单有精馏塔还不能完成精馏操作，还必须有塔底再沸器和塔顶冷凝器，有时还要配原料液预热器、回流液泵等附属设备，才能实现整个操作。浮阀塔与20世纪50年代初期在工业上开始推广使用，由于它兼有泡罩塔和筛板塔的优点，已成为国应用最广泛的塔型，特别是在石油、化学工业中使用最普遍。浮阀有很多种形式，但最常用的形式是F1型和

5、V-4型。F1型浮阀的结果简单、制造方便、节省材料、性能良好，广泛应用在化工及炼油生产中，现已列入部颁标准（JB168-68），F1型浮阀又分轻阀和重阀两种，但一般情况下都采用重阀，只有处理量大且要求压强降很低的系统中，才用轻阀。浮阀塔具有下列优点：1、生产能力大。2、操作弹性大。3、塔板效率高。4、气体压强降及液面落差较小。5、塔的造价低。浮阀塔不宜处理易结焦或黏度大的系统，但对于黏度稍大及有一般聚合现象的系统，浮阀塔也能正常操作。精馏塔优化设计计算在常压连续浮阀精馏塔中精馏乙醇——水溶液，要求料液浓度为35%

6、，产品浓度为93%，易挥发组分回收率99%。年生产能力15000吨/年操作条件：①间接蒸汽加热②塔顶压强：1.03atm（绝对压强）③进料热状况：泡点进料一精馏流程的确定乙醇——水溶液经预热至泡点后，用泵送入精馏塔。塔顶上升蒸气采用全冷凝后，部分回流，其余作为塔顶产品经冷却器冷却后送至贮槽。塔釜采用间接蒸汽再沸器供热，塔底产品经冷却后送入贮槽。工艺流程图见图二塔的物料衡算1.查阅文献，整理有关物性数据⑴水和乙醇的物理性质名称分子式相对分子质量密度　20℃沸点101.33kPa℃比热容(20℃)Kg/(kg.℃)黏

7、度(20℃)mPa.s导热系数(20℃)/(m.℃)表面力(20℃)N/m水18.029981004.1831.0050.59972.8乙醇46.0778978.32.391.150.17222.8⑵常压下乙醇和水的气液平衡数据，见表常压下乙醇—水系统t—x—y数据如表1—6所示。表1—6乙醇—水系统t—x—y数据沸点t/℃乙醇摩尔数/%沸点t/℃乙醇摩尔数/%气相液相气相液相99.90.0040.8227.356.4499.80.040.5181.333.2458.7899.70.050.7780.642.09

8、62.2299.50.121.5780.148.9264.7099.20.232.9079.8552.6866.2899.00.313.72579.561.0270.2998.750.394.5179.265.6472.7197.650.798.7678.9568.9274.6995.81.6116.3478.7572.3676.9391.34.1629.9278.675