乙醇-水连续精馏塔的设计.docx

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1、化工原理课程设计任务书一一、设计题目：乙醇精馏塔二、设计任务及条件（1）、进料含乙醇38.2%，其余为水（均为质量分率，下同）（2）、产品乙醇含量不低于93.1%；（3）、釜残液中乙醇含量不高于0.01%；（4）、生产能力5000T/Y乙醇产品，年开工7200小时（5）、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；④回流比：R=5⑤单板压降：75mm液柱三、设计内容（1）、流程的确定与说明；（2）、塔板和塔径计算；（3）、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.

2、塔板负荷性能图。（4）、其它：i.加热蒸汽消耗量；ii.冷凝器的传热面积及冷却水的消耗量四、设计成果（1）设计说明书一份；（2）A4设计图纸包括：流程图、精馏塔工艺条件图。化工原理课程设计任务书(6)(一)设计题目乙醇-水连续精馏塔的设计(二)设计任务及操作条件1)进精馏塔的料液含乙醇25%（质量分数，下同），其余为水；2)产品的乙醇含量不得低于94%；3)残液中乙醇含量不得高于0.1%；4)生产能力为日产（24小时）吨94%的乙醇产品；5)操作条件a)塔顶压力4kPa（表压）b)进料热状态自选c)回流比自选d)加热蒸气压力0.5MPa（

3、表压）e)单板压降≤0.7kPa。(三)塔板类型浮阀塔。(四)厂址厂址为武汉地区。(五)设计内容1、设计说明书的内容1)精馏塔的物料衡算；2)塔板数的确定；3)精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算；4)精馏塔的塔体工艺尺寸计算；5)塔板主要工艺尺寸的计算；6)塔板的流体力学验算；7)塔板负荷性能图；8)精馏塔接管尺寸计算；9)对设计过程的评述和有关问题的讨论。2、设计图纸要求：1)绘制生产工艺流程图（A2号图纸）；2)绘制精馏塔设计条件图（A2号图纸）。3.4浮阀精馏塔设计实例3.4.1化工原理课程设计任务书1设计题目：分离乙醇-水混合液

4、的浮阀精馏塔设计2原始数据及条件生产能力：年处理乙醇-水混合液14.0万吨（开工率300天/年）原料：乙醇含量为20%（质量百分比，下同）的常温液体分离要求：塔顶乙醇含量不低于95%塔底乙醇含量不高于0.2%建厂地址：江苏常州3.4.2塔板的工艺设计1精馏塔全塔物料衡算F：原料液流量（kmol/s）xF：原料组成（摩尔分数，下同）D：塔顶产品流量（kmol/s）xD：塔顶组成W：塔底残液流量（kmol/s）xW：塔底组成原料乙醇组成：塔顶组成：塔底组成：进料量：物料衡算式：F=D+WFxF=DxD+WxW联立代入求解：D=0.0264km

5、ol/s，W=0.2371kmol/s2常压下乙醇-水气液平衡组成（摩尔）与温度关系在示例中对表格、图和公式未编号，在设计说明书中要求严格编号。表3-11乙醇-水气液平衡组成（摩尔）与温度关系温度/℃液相气相温度/℃液相气相温度/℃液相气相1000082.723.3754.4579.357.3268.4195.51.9017.0082.326.0855.8078.7467.6373.8589.07.2138.9181.532.7359.2678.4174.7278.1586.79.6643.7580.739.6561.2278.1589.

6、4389.4385.312.3847.0479.850.7965.64   84.116.6150.8979.751.9865.99   （1）温度利用表中数据由拉格朗日插值可求得tF、tD、tW①tF：tF=87.41℃②tD：tD=78.17℃③tW：tW=99.82℃④精馏段平均温度：⑤提馏段平均温度：（2）密度已知：混合液密度：混合气密度：①精馏段：液相组成x1：x1=22.94%气相组成y1：y1=54.22%所以②提馏段液相组成x2：x2=3.44%气相组成y2：y2=23.37%所以表3-12不同温度下乙醇和水的密度温度/℃

7、ρ乙ρ水温度/℃ρ乙ρ水80735971.895720961.8585730968.6100716958.490724965.3   求得在与下的乙醇和水的密度，，，同理：，，在精馏段：液相密度：气相密度：在提馏段：液相密度：气相密度：（3）混合液体表面张力二元有机物-水溶液表面张力可用下列各式计算公式：注：，，，，，，式中下角标，w,o,s分别代表水、有机物及表面部分，xw、xo指主体部分的分子数，Vw、Vo主体部分的分子体积，δw、δo为纯水、有机物的表面张力，对乙醇q=2。①精馏段表3-13不同温度下的表面张力温度/℃7080901

8、00乙醇表面张力/10-2N/m21817.1516.215.2水表面张力/10-2N/m264.362.660.758.8乙醇表面张力：水表面张力：因为，所以联立方程组，代入求得：，，1.提