化工原理课程设计--乙醇-水连续浮阀精馏塔的设计

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1、目录第一章绪论………………………………………………………………………1第二章塔板的工艺设计…………………………………………………………32.1精馏塔全塔物料衡算…………………………………………………32.2常压下乙醇-水气液平衡组成（摩尔）与温度关系…………………32.3理论塔板的计算………………………………………………………82．4塔径的初步计算………………………………………………………102.5溢流装置…………………………………………………………………112.6塔板布置及浮阀数目与排列……………………

2、………………………12第三章塔板的流体力学计算……………………………………………………143.1气相通过浮阀塔板的压降………………………………………………143.2淹塔………………………………………………………………………153.3液沫夹带…………………………………………………………………153.4塔板负荷性能图…………………………………………………………16第四章附件设计…………………………………………………………………204.1接管………………………………………………………………………214.2筒体与

3、封头………………………………………………………………224.3除沫器……………………………………………………………………224.4裙座………………………………………………………………………224.5吊柱………………………………………………………………………224.6人孔………………………………………………………………………23第五章塔总体高度的设计………………………………………………………23第六章塔附属设备设计…………………………………………………………236.1冷凝器的选择……………………………………

4、………………………236.2进料的选择……………………………………………………………‥246.3预热器的选择……………………………………………………………24参考书目……………………………………………………………………………24主要符号说明………………………………………………………………………25结束语………………………………………………………………………………26（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30%（质量分数，下同），其余为水；2)产品的乙醇含量不

5、得低于93%；3)残液中乙醇含量不得高于0.5%；4)每年实际生产时间：7200小时/年，处理量：80000吨/年；5)操作条件a)塔顶压力：常压b)进料热状态：饱和液体进料(或自选)c)回流比：R=1.55Rmind)加热方式：直接蒸汽e)单板压降：≤0.7kPa（三）板类型浮阀塔（四）厂址临沂地区（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

6、荷性能图；8)精馏塔接管尺寸计算；9）设计结果汇总10)对设计过程的评述和有关问题的讨论。2、设计图纸要求绘制生产工艺流程图（选作）；注:常压下乙醇-水气液平衡组成与温度的关系见课程设计教材附录(105页)第一章设计方案简介本次课程设计的任务是设计分离乙醇-水的精馏塔，塔型选为浮阀塔，因为筛板塔与浮阀塔相比，浮阀塔有降液槽和溢流堰，气体顶开浮阀上升与塔盘上液体接触，传质在塔盘上进行，液体通过降液槽下降，其操作弹性较大。本设计任务为分离乙醇-水混合物，进料为饱和液体进料，操作压力是一个大气压。对于二元混合物

7、的分离，应采用连续精馏流程。设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送人精馏塔内。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。该物系属易分离物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的1.5倍。塔釜采用直接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。第二章塔板的工艺设计2.1精馏塔全塔物料衡算F：原料液流量(kmol/h)xF：原料组成（摩尔分数，下同）D：塔顶产品流量(kmol/h)xD：塔顶组成W：塔底残液流量(kmol/h)xW：塔底组成原料

8、乙醇组成：塔顶组成：塔底组成：进料平均分子量：=46.07×0.144+18.02×0.856=22.06kg/kmol进料量：kmol/h物料衡算式为：（1）联立代入求解：D=85.471kmol/hW=418.206kmol/h2.2常压下乙醇-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1000082.723.3754.4579.357.3268.412695.51.9017.0082