【论文设计】乙醇——水筛板精馏塔工艺设计【毕业论文】

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1、【论文设计】乙醇——水筛板精馏塔工艺设计【毕业论文】广西大学化学化工学院化工原理课程设计任务书专业班级姓名学号设计时间设计题目乙醇水筛板精馏塔工艺设计取至南京某厂药用酒精生产现场设计条件1常压操作P1atm绝压2原料来至上游的粗馏塔为9596℃的饱和蒸汽因沿程热损失进精馏塔时原料液温度降为90℃3塔顶产品为浓度9241质量分率的药用乙醇产量为40吨日4．塔釜排出的残液中要求乙醇的浓度不大于003质量分率5．塔釜采用饱和水蒸汽加热加热方式自选塔顶采用全凝器泡点回流6．操作回流比R1120Rmin设计任务1完成该精馏塔工艺设计包括辅助设备及进出口接管的计算和选型2．画出带控

2、制点的工艺流程图t-x-y相平衡图塔板负荷性能图筛孔布置图以及塔的工艺条件图3．写出该精流塔的设计说明书包括设计结果汇总和对自己设计的评价指导教师时间1设计任务11任务com设计题目乙醇水筛板精馏塔工艺设计取至南京某厂药用酒精生产现场com设计条件1常压操作P＝1atm绝压2．原料来至上游的粗馏塔为95－96℃的饱和蒸气因沿程热损失进精馏塔时原料液温度降为90℃3．塔顶产品为浓度9241质量分率的药用乙醇产量为40吨日4．塔釜排出的残液中要求乙醇的浓度不大于003％质量分率5．塔釜采用饱和水蒸气加热加热方式自选塔顶采用全凝器泡点回流6．操作回流比R1120com设计任务

3、1完成该精馏塔工艺设计包括辅助设备及进出口接管的计算和选型2．画出带控制点的工艺流程示意图t-x-y相平衡图塔板负荷性能图筛孔布置图以及塔的工艺条件图3．写出该精馏塔的设计说明书包括设计结果汇总和对自己设计的评价12设计方案论证及确定com生产时日设计要求塔日产40吨9241乙醇工厂实行三班制每班工作8小时每天24小时连续正常工作com选择塔型精馏塔属气液传质设备气液传质设备主要分为板式塔和填料塔两大类该塔设计生产时日要求较大由板式塔与填料塔比较[1]知板式塔直径放大时塔板效率较稳定且持液量较大液气比适应范围大因此本次精馏塔设备选择板式塔筛板塔是降液管塔板中结构最简单的

4、它与泡罩塔相比较具有下列优点生产能力大10-15板效率提高15左右而压降可降低30左右另外筛板塔结构简单消耗金属少塔板的造价可减少40左右安装容易也便于清洗检修[2]因此本设计采用筛板塔比较合适com精馏方式由设计要求知本精馏塔为连续精馏方式com操作压力常压操作可减少因加压或减压操作所增加的增减压设备费用和操作费用提高经济效益在条件允许下常采用常压操作因此本精馏设计选择在常压下操作com式在本物系中水为难挥发液体选用直接蒸汽加热可节省再沸器com工艺流程原料槽中的原料液先由离心泵送到预热器预热再进精馏塔精馏塔塔顶蒸汽经全凝器冷凝泡点回流塔顶产品输送进乙醇贮存罐而再沸器

5、则加热釜液塔釜产品流入釜液贮存罐2筛板式精馏塔的工艺设计21精馏塔的工艺计算com乙醇和水的汽液平衡组成相对挥发度的计算塔顶产品浓度为924因此可近似看成纯乙醇溶液同理塔底浓度为002可近似看成纯水溶液所以塔顶温度为乙醇沸点为783oC塔底温度为水的沸点960oC表2-1查得不同温度下乙醇和水的汽液平衡组成如下表所示液相摩尔分数x气相摩尔分数y温度℃液相摩尔分数x气相摩尔分数y温度℃00000010003273058268150019001700955039650612280700721038918900507906564798009660437586705198065

6、9979701238047048530573206841793016610508984106763073857874023370544582707472078157841026080558082308943089437815根据以上数据画出以下乙醇-水的t-xy相平衡图以及乙醇-水的x-y图②通过试差法求出塔顶塔底进料处加料板的乙醇气相组成解得X进料板00639Y进料板0355③计算塔顶塔底进料处相对挥发度计算公式为Y顶08292X顶08094塔顶α顶1123塔底α底8957加料板α加料板8063④计算乙醇－水的平均相对挥发度乙醇－水的相对挥发度一般应用各温度下的挥发度

7、的几何平均值或者算术平均值表示本设计中使用各温度下的几何平均值来表示α232com料衡算原料液中设A组分－乙醇B组分－水查和得乙醇的摩尔质量M乙4607kgkmol水的摩尔质量M水1802kgkmol因为入口的原料液是上游为9596℃的饱和蒸汽冷却至90oC所得因此xF的液相组成就是955oC的气相组成经查表得955oC的饱和蒸汽进料液的摩尔组成为xF017根据产量和所定工作时间即日产40吨9241乙醇每天24小时连续正常工作则原料处理量D求q值由表2-1乙醇-水的平衡数据用内差法求得原料进入塔时90℃时的气液相组成为0063903554