乙醇-水连续精馏筛板塔的设计

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乙醇-水连续板式精馏塔设计

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平顶山工学院《分离工程》设计书专业:化学工程与工艺 学号1114050118 姓名: 陈 瑞 红 设计日期:2008.6.112008.6.20设计题目: 常压二元精馏筛板塔设计 设计条件: 水-乙醇连续精馏体系原料乙醇含量:质量分率=(30+0.5⨯18)﹪=39﹪ 原料处理量:质量流量=(10+0.1⨯18)t h =11.8t h产品要求:摩尔分数:0.8D x = 0.05W x =工艺条件:常压精馏,塔顶全凝,塔底间接加热,泡点进料,泡点回流,min (1.22)R R =指导老师李翔2008. 6绪论在化学工业和石油工业中广泛应用的诸如吸收、解吸、精馏、萃取等单元操作中,气液传质设备必不可少。

塔设备就是使气液成两相通过精密接触达到相际传质和传热目的的气液传质设备之一。

塔设备一般分为级间接触式和连续接触式两大类。

前者的代表是板式塔,后者的代表则为填料塔,在各种塔型中,当前应用最广泛的是筛板塔与浮阀塔。

筛板塔在十九世纪初已应用与工业装置上,但由于对筛板的流体力学研究很少,被认为操作不易掌握,没有被广泛采用。

五十年代来,由于工业生产实践,对筛板塔作了较充分的研究并且经过了大量的工业生产实践,形成了较完善的设计方法。

筛板塔和泡罩塔相比较具有下列特点:生产能力大于10.5%,板效率提高产量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,也便于清理检修。

乙醇~水是工业上最常见的溶剂,也是非常重要的化工原料之一,是无色、无毒、无致癌性、污染性和腐蚀性小的液体混合物。

因其良好的理化性能,而被广泛地应用于化工、日化、医药等行业。

近些年来,由于燃料价格的上涨,乙醇燃料越来越有取代传统燃料的趋势,且已在郑州、济南等地的公交、出租车行业内被采用。

山东业已推出了推广燃料乙醇的法规。

长期以来,乙醇多以蒸馏法生产,但是由于乙醇~水体系有共沸现象,普通的精馏对于得到高纯度的乙醇来说产量不好。

乙醇水连续精馏塔的设计

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乙醇—水连续精馏塔的设计目的:通过课程设计进一步巩固课本所学的容,培养学生运用所学理论知识进行化工单元过程设计的初步能力,使所学的知识系统化,通过本次设计,应了解设计的容,方法及步骤,使学生具有调节技术资料,自行确定设计方案,进行设计计算,并绘制设备条件图、编写设计说明书。

在常压连续精馏塔中精馏分离含乙醇20%的乙醇—水混合液,分离后塔顶馏出液中含乙醇量不小于94%,塔底釜液中含乙醇不高于4%(均为质量分数)。

已知参数:(1)设计任务●进料乙醇 X = 20 %(质量分数,下同)●生产能力 Q = 80 t/d●塔顶产品组成 > 94 %●塔底产品组成 < 0.1 %(2)操作条件●操作压强:常压●精馏塔塔顶压强:Z = 4 KPa●进料热状态:泡点进料●回流比:自定待测●冷却水: 20 ℃●加热蒸汽:低压蒸汽,0.2 MPa●单板压强:≤ 0.7●全塔效率:E T = 52 %●建厂地址:地区●塔顶为全凝器,中间泡点进料,筛板式连续精馏设计容:(1)设计方案的确定及流程说明(2)塔的工艺计算(3)塔和塔板主要工艺尺寸的计算(a、塔高、塔径及塔板结构尺寸的确定;b、塔板的流体力学验算;c、塔板的负荷性能图)(4)设计结果概要或设计一览表(5)精馏塔工艺条件图(6)对本设计的评论或有关问题的分析讨论目录一、精馏流程的确定 (3)二、课程设计报告容 (4)1.塔的物料计算 (4)1.1 料液及塔顶、塔底产品含乙醇摩尔分数 (4)1.2 平均摩尔质量 (4)1.3 物料衡算 (4)2.塔板数的确定 (5)2.1 理论塔板数的求取 (5)2.2 全塔效率 (7)2.3 实际塔板数 (7)3.塔点工艺条件及物性数据计算 (7)3.1 操作压强 (7)3.2 温度 (7)3.3 平均摩尔质量 (8)3.4 平均密度 (8)3.5 液体表面力 (10)3.6 液体黏度 (10)4.精馏段气液负荷计算 (11)5.塔和塔板主要工艺尺寸计算 (12)5.1 塔径 (12)5.2 溢流装置 (13)5.3 塔板布置 (16)5.4 筛孔数与开孔率 (16)5.5 塔的有效高度(精馏段) (17)5.6 塔高计算 (17)6.筛板的流体力学验算 (17)6.1 气体通过筛板压强降相当的液柱高度 (17)6.2 雾沫夹带量的验算 (19)6.3 漏液的验算 (19)6.4 液泛验算 (19)7.塔板负荷性能图 (20)7.1 雾沫夹带线(1) (20)7.2 液泛线(2) (21)7.3 液相负荷上限线(3) (22)7.4 漏液线(气相负荷下限线)(4) (22)7.5 液相负荷下限线(5) (23)8.筛板塔的工艺设计计算结果总表 (24)9.精馏塔的附属设备及接管尺寸 (25)三、设计小结 (26)四、主要参考文献 (26)一、精馏流程的确定乙醇—水混合液经原料预热器加热至泡点后,送入精馏塔。

乙醇水连续精馏塔的设计

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乙醇—水连续精馏塔的设计目的:通过课程设计进一步巩固课本所学的容,培养学生运用所学理论知识进行化工单元过程设计的初步能力,使所学的知识系统化,通过本次设计,应了解设计的容,方法及步骤,使学生具有调节技术资料,自行确定设计方案,进行设计计算,并绘制设备条件图、编写设计说明书。

在常压连续精馏塔中精馏分离含乙醇20%的乙醇—水混合液,分离后塔顶馏出液中含乙醇量不小于94%,塔底釜液中含乙醇不高于4%(均为质量分数)。

已知参数:(1)设计任务●进料乙醇 X = 20 %(质量分数,下同)●生产能力 Q = 80 t/d●塔顶产品组成 > 94 %●塔底产品组成 < 0.1 %(2)操作条件●操作压强:常压●精馏塔塔顶压强:Z = 4 KPa●进料热状态:泡点进料●回流比:自定待测●冷却水: 20 ℃●加热蒸汽:低压蒸汽,0.2 MPa●单板压强:≤ 0.7●全塔效率:E T = 52 %●建厂地址:天津地区●塔顶为全凝器,中间泡点进料,筛板式连续精馏设计容:(1)设计方案的确定及流程说明(2)塔的工艺计算(3)塔和塔板主要工艺尺寸的计算(a、塔高、塔径及塔板结构尺寸的确定;b、塔板的流体力学验算;c、塔板的负荷性能图)(4)设计结果概要或设计一览表(5)精馏塔工艺条件图(6)对本设计的评论或有关问题的分析讨论目录一、精馏流程的确定 (3)二、课程设计报告容 (3)1.塔的物料计算 (3)1.1 料液及塔顶、塔底产品含乙醇摩尔分数 (3)1.2 平均摩尔质量 (3)1.3 物料衡算 (3)2.塔板数的确定 (4)2.1 理论塔板数的求取 (4)2.2 全塔效率 (6)2.3 实际塔板数 (6)3.塔点工艺条件及物性数据计算 (6)3.1 操作压强 (6)3.2 温度 (6)3.3 平均摩尔质量 (7)3.4 平均密度 (7)3.5 液体表面力 (9)3.6 液体黏度 (9)4.精馏段气液负荷计算 (10)5.塔和塔板主要工艺尺寸计算 (11)5.1 塔径 (11)5.2 溢流装置 (12)5.3 塔板布置 (15)5.4 筛孔数与开孔率 (15)5.5 塔的有效高度(精馏段) (16)5.6 塔高计算 (16)6.筛板的流体力学验算 (16)6.1 气体通过筛板压强降相当的液柱高度 (16)6.2 雾沫夹带量的验算 (18)6.3 漏液的验算 (18)6.4 液泛验算 (18)7.塔板负荷性能图 (19)7.1 雾沫夹带线(1) (19)7.2 液泛线(2) (20)7.3 液相负荷上限线(3) (21)7.4 漏液线(气相负荷下限线)(4) (21)7.5 液相负荷下限线(5) (22)8.筛板塔的工艺设计计算结果总表 (23)9.精馏塔的附属设备及接管尺寸 (24)三、设计小结 (25)四、主要参考文献 (25)一、精馏流程的确定乙醇—水混合液经原料预热器加热至泡点后,送入精馏塔。

乙醇-水筛板精馏塔设计

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目录摘要ﻩii第一章绪论ﻩ错误!未定义书签。

1、1课题背景ﻩ错误!未定义书签。

1、2 操作流程......................................... 错误!未定义书签。

1、3课题条件ﻩ错误!未定义书签。

第二章精馏塔得物料衡算.................................. 错误!未定义书签。

2、1原料液及塔顶塔釜产品得摩尔分率ﻩ错误!未定义书签。

2、2原料液及塔顶、塔底产品得平均摩尔质量.............. 错误!未定义书签。

2、3物料衡算.......................................... 错误!未定义书签。

第三章塔板数得确定....................................... 错误!未定义书签。

3、1理论板层数得求取.................................. 错误!未定义书签。

3、2实际板层数得求取ﻩ错误!未定义书签。

第四章精馏塔得工艺条件计算 (8)4、1操作压力及温度计算.............................................. 84、2平均摩尔质量及密度计算............................ 错误!未定义书签。

4、3液体平均表面张力及粘度计算ﻩ错误!未定义书签。

第五章精馏塔得塔体工艺尺寸计算12ﻩ5、1塔径得计算1ﻩ25、2精馏塔有效高度得计算............................................ 14第六章塔板主要工艺尺寸得计算.. (15)6、1溢流装置计算 (15)6、2塔板布置....................................................... 17第七章筛板得流体力学验算 (18)7、1塔板压降 (18)7、2液面落差 (20)7、3液沫夹带....................................................... 207、4漏液 (21)7、5液泛22ﻩ第八章塔板负荷性能图.................................................. 238、1漏液线.......................................................... 238、2液沫夹带线ﻩ248、3液相负荷下限线.................................... 错误!未定义书签。

分离乙醇水精馏塔设计(含经典实用工艺流程图和塔设备图)

分离乙醇水精馏塔设计(含经典实用工艺流程图和塔设备图)

分离乙醇-水的精馏塔设计设计人员:所在班级:化学工程与工艺成绩:指导老师:日期:化工原理课程设计任务书一、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35%(质量分数,下同),其余为水;(2)产品的乙醇含量不得低于90%;(3)塔顶易挥发组分回收率为99%;(4)生产能力为50000吨/年90%的乙醇产品;(5)每年按330天计,每天24小时连续运行。

(6)操作条件a)塔顶压强 4kPa (表压)b)进料热状态自选c)回流比自选d)加热蒸汽压力低压蒸汽(或自选)e)单板压降 kPa。

三、设备形式:筛板塔或浮阀塔四、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);五、设计基础数据:1.常压下乙醇---水体系的t-x-y 数据;2.乙醇的密度、粘度、表面张力等物性参数。

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:进精馏塔的料液含乙醇35%(质量分数,下同),其余为水;产品的乙醇含量不得低于90%;塔顶易挥发组分回收率为99%,生产能力为50000吨/年90%的乙醇产品;每年按330天计,每天24小时连续运行。

塔顶压强 4kPa (表压)进料热状态自选回流比自选加热蒸汽压力低压蒸汽(或自选)单板压降≤0.7kPa。

三、设备形式:筛板塔四、设计内容:1)精馏塔的物料衡算:原料乙醇的组成 xF==0.1740原料乙醇组成 xD0.7788塔顶易挥发组分回收率90%平均摩尔质量 MF =由于生产能力50000吨/年,.则 qn,F所以,qn,D2)塔板数的确定:甲醇—水属非理想体系,但可采用逐板计算求理论板数,本设计中理论塔板数的计算采用图解法。

乙醇-水筛板精馏塔设计

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化工原理课程设计设计题目乙醇-水筛板精馏塔设计学生学号班级指导教师设计时间完成时间 2化工原理课程设计任务书(一)设计题目:乙醇-水筛板精馏塔设计(二)设计任务完成精馏塔工艺优化设计、精馏塔结构优化设计以及有关附属设备的设计和选用,绘制带控制点的工艺流程图、精馏塔工艺条件图,并编制工艺设计说明书。

年产量:10000t ;原料液浓度:40% (乙醇质量分数);产品浓度:93% (乙醇质量分数);乙醇回收率:99% 。

(三)操作条件1.塔顶压强4 kPa(表压);2.进料热状况,泡点进料;3.塔顶全凝器,泡点回流,回流比R=(1.1~2.0)R min;4.塔釜加热蒸汽压力245 KPa(表压);5.单板压降不大于0.7 kPa;6.塔板类型筛板塔;7.工作日每年330天,每天24h连续运行;8.厂址:地区。

(四)设计容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,附属设备的确定;9.绘制带控制点工艺流程图(A2)、精馏塔工艺条件图(A2);10.符号说明;11.对设计过程的评述和有关问题的讨论;12.参考文献。

摘要精馏塔是进行精馏的一种塔式气液接触装置,又称为蒸馏塔。

有板式塔与填料塔两种主要类型。

根据操作方式又可以分为连续精馏塔与间歇精馏塔。

化工生产常需进行液体混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的,精馏操作在化工、石油化工、轻工等工业生产中占有重要的地位。

为此,掌握气液平衡关系,熟悉各种塔形的操作特性,对选择、设计和分析分离过程中的各种参数是非常重要的。

在本设计中我使用了筛板塔,筛板塔的突出优点是结构简单、造价低。

当有合理的设计和适当的操作,筛板塔能满足分离要求的操作弹性,而且效率高。

精馏是最常用的分离液液混合物方式之一,是组成化工生产过程的主要单元操作,也是典型的化工操作设备之一。

乙醇—水混合溶液连续精馏塔设计

乙醇—水混合溶液连续精馏塔设计

乙醇—水混合溶液连续精馏塔设计乙醇-水混合溶液连续精馏塔的设计引言:乙醇-水混合溶液的连续精馏塔在工业生产中有广泛的应用,尤其是在酒精生产、燃料乙醇的提纯等领域。

本文将以设计乙醇-水混合溶液连续精馏塔为主题,对连续操作的工艺参数、设备设计等方面进行详细的探讨。

一、乙醇-水混合溶液的特性乙醇-水混合溶液的特性是设计连续精馏塔的基础,其中最重要的是乙醇和水的气液平衡数据。

通过实验测得的气液平衡数据可以用于计算实际操作中的塔回流比、落液比等重要参数,以保证精馏塔的正常运行。

二、连续操作的工艺参数1.塔回流比:乙醇-水混合溶液的精馏塔中,塔回流比是一个关键的控制参数。

通过控制塔回流比,可以实现对塔内温度和浓度的调节,以保证乙醇和水的分离效果。

一般来说,较高的塔回流比可以提高塔底液的浓度,但会相应地降低塔顶的乙醇含量。

2.塔顶温度:塔顶温度是乙醇-水混合溶液精馏塔操作中另一个重要的工艺参数。

通过调节塔顶温度,可以控制乙醇的纯度,实现乙醇的提纯。

一般来说,较低的塔顶温度可以提高乙醇的纯度,但会增加底液的回流量。

3.塔底液的回流量:塔底液的回流量也是连续精馏塔操作中需要控制的参数之一、通过调节底液的回流量,可以实现对塔底温度和浓度的控制,从而保证乙醇和水的分离效果。

一般来说,增加底液的回流量可以提高底液的浓度,但会相应地降低塔顶温度。

三、设备设计1.乙醇-水混合溶液连续精馏塔的设备包括:塔体、填料、除沫器、塔底液泵、塔顶动力和塔口动力等。

塔体的设计需要考虑到溶液的物理特性,如压力、温度和粘度等。

2.填料是乙醇-水混合溶液连续精馏塔中的关键设备。

填料的选择应考虑到温度、浓度和性质等因素,以满足乙醇和水的分离要求。

3.除沫器在乙醇-水混合溶液连续精馏塔中起到除去塔顶产生的泡沫的作用。

合理的除沫器设计可以提高精馏效果,避免泡沫堵塞导致操作不稳定。

4.塔底液泵是用于控制底液回流量的设备,通过调节泵的转速来实现对回流量的调节。

乙醇—水连续精馏塔的设计

乙醇—水连续精馏塔的设计

乙醇——水连续精馏塔设计任务书一、设计题目试设计一座乙醇-水连续精馏塔,要求日产纯度为99%的乙醇24吨,塔顶馏出液中含乙醇不得高于1%原料中含乙醇25%(以上均为质量%)。

二、操作条件1.塔顶压强:常压2.进料热状态:过冷液进料3.回流比:R=10.628*1.2=12.7544.塔底加热蒸汽压强:169 kPa(表压)5.单板压降≯0.7kPa三、设备型式设备型式为筛板塔四、设备工作日每年330天,每天24小时五、厂址杨凌地区六、设计内容1.设计方案的确定及流程的说明2.塔的工艺计算3.塔和塔板主要尺寸的设计(1)设计方案的确定及说明(2)塔的工艺计算(3)塔高、塔径及塔板结构尺寸的确定(4)实际结果概要或设计一览表(5)精馏塔的工作图(6)对本设计的评述或有关问题的分析讨论4.设计一览表5.辅助设备选型及计算6.生产工艺流程图及精馏塔的工艺条件图7.对本设计的评论及有关问题的分析讨论七、设计基础数据附表1 常压下乙醇-水的气液平衡数据温度(℃)80 90 100 110 120 130 131.8 液相中乙醇的摩尔分数x 1 0.69 0.45 0.27 0.13 0.02 0 气相中乙醇的摩尔分数y 1 0.92 0.79 0.62 0.38 0.07 0目录1.精馏流程的确定 (4)2.塔的物料恒算 (4)2.1料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (4)2.2 平均摩尔质量 (4)2.3 物料恒算 (4)3.塔板数的确定 (5)3.1理论塔板数的求取 (5)3.1.1逐板计算法 (5)3.1.2 求最小回流比、操作回流比 (5)3.1.3 求理论塔板数NT (5)3.2全塔效率....................................... 错误!未定义书签。

3.3实际塔板数 (6)4.塔的工艺条件及物性数据计算 (6)4.1操作压力 (6).2温度 (7)4.3平均摩尔质量 (7)4.4平均密度 (8)4.5液体表面张力 (9)4.6液体黏度....................................... 错误!未定义书签。

分离乙醇水精馏塔设计(含经典实用工艺流程图和塔设备图)

分离乙醇水精馏塔设计(含经典实用工艺流程图和塔设备图)

分离乙醇—水的精馏塔设计设计人员:所在班级:化学工程与工艺成绩:指导老师:日期:化工原理课程设计任务书一、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35%(质量分数,下同),其余为水;(2)产品的乙醇含量不得低于90%;(3)塔顶易挥发组分回收率为99%;(4)生产能力为50000吨/年90%的乙醇产品;(5)每年按330天计,每天24小时连续运行。

(6)操作条件a)塔顶压强 4kPa (表压)b)进料热状态自选c)回流比自选d)加热蒸汽压力低压蒸汽(或自选)e)单板压降 kPa。

三、设备形式:筛板塔或浮阀塔四、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);五、设计基础数据:1.常压下乙醇---水体系的t-x-y 数据;2.乙醇的密度、粘度、表面张力等物性参数。

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:进精馏塔的料液含乙醇35%(质量分数,下同),其余为水;产品的乙醇含量不得低于90%;塔顶易挥发组分回收率为99%,生产能力为50000吨/年90%的乙醇产品;每年按330天计,每天24小时连续运行。

塔顶压强4kPa (表压)进料热状态自选回流比自选加热蒸汽压力低压蒸汽(或自选)单板压降≤0.7kPa。

三、设备形式:筛板塔四、设计内容:1)精馏塔的物料衡算:原料乙醇的组成 xF==0。

1740原料乙醇组成 xD0.7788塔顶易挥发组分回收率90%平均摩尔质量 MF =由于生产能力50000吨/年,.则 qn,F所以,qn,D2)塔板数的确定:甲醇-水属非理想体系,但可采用逐板计算求理论板数,本设计中理论塔板数的计算采用图解法。

乙醇-水课程设计--乙醇——水筛板式精馏塔的设计

乙醇-水课程设计--乙醇——水筛板式精馏塔的设计

化工原理课程设计任务书设计题目:乙醇——水筛板式精馏塔的设计设计条件:·常压:P=1atm(绝压);·原料来自粗馏塔,为95℃~96℃饱和蒸汽,由于沿途热损失,进精馏塔时,原料温度约为91℃;·塔顶浓度为含乙醇92.41%(质量分率),产量为25吨/天;·塔釜为饱和蒸汽直接加热,从塔釜出来的残液中乙醇浓度要求不大于0.03%(质量分率);。

·塔顶采用全凝器,泡点回流,回流比:R=(1.1—2.0)Rmin设计任务:1.完成该精馏塔工艺设计(包括塔顶冷凝器及进出口管路的设计与选型)。

2.画出带控制点的工艺流程图、塔板负荷性能图、精馏塔工艺条件图。

3.写出该精馏塔设计说明书,包括设计结果汇总及设计评价。

化工原理课程设计任务书 ............................................ 摘要.. (4)前言 (5)绪论 (8)§1.1设计背景 (8)§1.2设计方案 (8)§1.3设计思路 (8)§1.4选塔依据[3] (9)第二章精馏塔的工艺设计 (10)§2.1全塔工艺设计计算 (10)2.1.1产品浓度的计算和进料组成确定 (10)2.1.2 Q线方程的确定: (10)2.1.3平均相对挥发度的计算 (10)2.1.4最小回流比和适宜回流比的选取 (11)2.1.5物料衡算 (11)2.1.6精馏段和提馏段操作线 (12)2.1.7逐板法确定理论板数 (12)2.1.8全塔效率 (12)2.1.9实际塔板数及实际加料位置 (13)第三章板式塔主要工艺尺寸的设计计算 (14)§3.1塔的工艺条件及物性数据计算 (14)3.1.1操作压强P (14)3.1.2操作温度T (14)3.1.3塔内各段气、液两相组分的平均分子量 (14)3.1.4精馏段和提馏段各组分的密度[8] (15)3.1.5液体表面张力的计算 (16)3.1.6液体粘度ΜM (16)3.1.7气液负荷计算 (17)精馏段气液负荷计算 (17)提馏段气液负荷计算 (17)§3.2塔和塔板的主要工艺尺寸的计算 (18)3.2.1塔径D (18)3.2.2液流形式、降液管及溢流装置等尺寸的确定 (20)3.2.3塔板布置 (20)3.2.4筛孔数N 及开孔率Φ (21)3.2.5塔有效高度Z (22)3.2.6塔高的计算[5] (22)§3.3筛板塔的流体力学校核[2] (22)3.3.1板压降的校核 (22)3.3.2液沫夹带量E V的校核 (24)3.3.3溢流液泛条件的校核 (24)3.3.4液体在降液管内停留时间的校核 (25)3.3.5漏液点的校核 (25)§3.4塔板负荷性能图[2] (26)3.4.1液相负荷下限线 (26)3.4.2液相负荷上限线 (26)3.4.3漏液线(气相负荷下限线) (26)3.4.4过量液沫夹带线(气相负荷上限线) (27)3.4.5溢流液泛线 (28)3.4.6塔气液负荷性能图 (28)3.4.7热量衡算: (29)进入系统的热量 (29)离开系统的热量 (30)热量衡算式: (30)第四章塔的附属设备的计算 (31)§4.1塔顶冷凝器设计计算 (31)4.1.1确定设计方案 (31)4.1.2确定物性数据 (31)4.1.3热负荷Q的计算 (31)4.1.4传热面积的计算 (31)4.1.5换热器工艺结构尺寸 (32)4.1.6核算总传热系数K0 (33)1.管程表面传热系数计算: (33)2.计算壳程对流传热系数 (34)3.确定污垢热阻RS (34)4.核算总传热系数K0 (34)5.传热面积裕度: (35)4.1.7壁温核算 (35)4.1.8换热器内流体的流动阻力(压降) (36)§4.2接管设计 (36)4.2.1进料管 (36)4.2.2回流管 (36)4.2.3釜液出口管 (37)4.2.4塔顶蒸汽管 (37)4.2.5加热蒸汽管 (37)4.2.6管线设计结果表 (37)§4.3泵的选型 (38)第五章设计结果汇总 (39)结束语 (41)参考文献 (42)主要符号说明 (43)附录 (45)摘 要化工生产常需进行液体混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的,精馏是利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和部分冷凝达到轻重组分分离的方法。

乙醇_水连续精馏筛板塔的设计说明

乙醇_水连续精馏筛板塔的设计说明

乙醇_水连续精馏筛板塔的设计说明乙醇-水连续精馏筛板塔的设计是为了分离乙醇和水这两种具有相似沸点的液体,旨在提高分离效率和产品纯度。

以下是该塔的设计说明,包括设计原理、操作参数及优化措施。

一、设计原理:乙醇-水连续精馏筛板塔的设计基于质量传递和相互溶解的原理,通过不同的工艺参数,使得乙醇和水分别在各自的汽液平衡条件下达到浓缩和净化的目的。

二、操作参数:1.塔盘布局:筛板塔通常采用倾斜式布局,乙醇-水连续精馏塔的塔盘数量和布局需要根据实际情况来确定。

常见的布局方式有竖直反流、倾斜面反流和倾斜织布式等。

2.进料方式:乙醇-水混合物通过一些塔板上的进料口进入塔中,一般采用均匀分布的喷淋器进行进料,以确保混合物能够均匀地覆盖整个塔板面积。

3.塔底回流比:为了提高塔的分离效率和稳定性,需要调整乙醇-水混合物的塔底回流比,一般控制在10-100之间,具体数值取决于乙醇和水的性质以及产品纯度的要求。

4.塔顶压力:塔顶压力的选择对塔的分离效率和产量有重要影响。

过高的顶压可能导致乙醇的损失,而过低的顶压则会影响分离效果。

三、优化措施:为了提高乙醇-水连续精馏筛板塔的分离效率和产品纯度,可以采取以下优化措施:1.适当增加塔盘数量:增加塔盘数量可以增加物质在塔中的停留时间,有利于乙醇和水的分离。

2.优化塔盘布局:选择合适的塔盘布局,使得气液流动均匀、阻力小,有利于提高分离效果。

3.控制塔底回流比:根据乙醇和水的性质和产品纯度要求,选择适当的塔底回流比,以提高分离效率并减少乙醇的损失。

4.精确控制塔顶和塔底温度:通过控制塔顶和塔底温度的变化,可以调整两种液体在塔中的沸点差异,提高分离效果。

5.使用适当的填料:填料是影响乙醇-水连续精馏筛板塔性能的重要因素,选择适当的填料可以提高传质效率和阻力噪声比。

6.操作控制:严格控制进料流量、塔顶流量和塔底回流比,合理调整操作参数,以达到最佳的分离效果和产品纯度。

总结:乙醇-水连续精馏筛板塔的设计是为了分离乙醇和水这两种具有相似沸点的液体。

乙醇

乙醇

化工原理课程设计题目: 乙醇—水连续精馏塔(筛板塔)系别:专业:_学号:姓名:指导教师:2011年 5月 24 日目录设计任务书一.概述1.1 乙醇-水系简介---------------------------------------------------4 1.2筛板塔介绍 --------------------------------------------------41.3设计依据-------------------------------------------------------41.4技术来源--------------------------------------------------------5二.设计任务和要求2.1设计题目---------------------------------------------62.2设计任务及操作条件--------------------------------62.3设备形式------------------------------------------62,4厂址------------------------------------------62.5设计内容-------------------------------------------6三.设计方案3.1塔的工艺的计算-------------------------------------------7 3.1.1精馏塔的物料衡算---------------------------------------7 3.2.2塔板数的确定-------------------------------------73.3.1压强温度的计算-----------------------113.3.2平均摩尔质量的计算------------------123.3.3平均密度的计算--------------133.3.4液体平均表面张力计算------------143.3.5液体平均黏度计算:-----------153.3.6气液相体积流率计算:---------163.4塔体工艺尺寸的计算--------------------163.4.1塔径的确定--------------------163.4.2精馏塔有效高度的计算-------------------183.5塔板主要工艺尺寸的计算--------------------------------193.5.1溢流装置计算--------------------------------193.5.2降液管------------------------------193.5.3塔板布置---------------------------203.6塔板流体力学验算-------------------------22-------------------------------------223.6.1塔板阻力hp3.6.2单板压降------------------------------233.6.3降液管泡沫层高度----------------------------233.6.4液体在降液管内的停留时间--------------------------------25 3.6.5雾沫夹带量校核-------------------------------253.6.6漏液点--------------------------263.7塔板性能负荷图-------------------------273.7.1气相负荷下限线----------------------273.7.2过量雾沫夹带线---------------------293.8精馏塔各接管尺寸的确定---------------------313.8.1进料管---------------------313.8.2回流液管-----------------------------313.8.3塔顶上升蒸汽管---------------------------313.9辅助设备的计算及选型--------------------------323.9.1主要辅助设备的选型-------------------------323.10设计结果一览表------------------------353.11.泵的选用-----------------------------------------------363.11.2、料液泵的计算------------------------------------------363.11.3、原料预热器------------------------------------------363.11.4、塔顶回流冷凝器------------------------------------------36 四.符号说明----------------------------------------------------37 五.总结和设计评述------------------------------------------------40 六.参考文献------------------------------------------------41化工原理课程设计任务书一、概述1.1乙醇-水体系乙醇在工业,医药,民用等方面,都有很广泛的应用,是一种很重要的原料。

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化⼯原理课程设计⼄醇-⽔精馏塔设计(完整资料).doc【最新整理,下载后即可编辑】⼤连民族学院化⼯原理课程设计说明书题⽬:⼄醇—⽔连续精馏塔的设计设计⼈:1104系别:⽣物⼯程班级:⽣物⼯程121班指导教师:⽼师设计⽇期:2014 年10 ⽉21 ⽇~ 11⽉3⽇温馨提⽰:本设计有⼀⼩部分计算存在错误,但步骤应该没问题化⼯原理课程设计任务书⼀、设计题⽬⼄醇—⽔精馏塔的设计。

⼆、设计任务及操作条件1.进精馏塔的料液含⼄醇30%(质量),其余为⽔。

2.产品的⼄醇含量不得低于92.5%(质量)。

3.残液中⼄醇含量不得⾼于0.1%(质量)。

4.处理量为17500t/a,年⽣产时间为7200h。

5.操作条件(1)精馏塔顶端压强4kPa(表压)。

(2)进料热状态泡点进料。

(3)回流⽐R=2Rmin(4)加热蒸汽低压蒸汽。

(5)单板压降≯0.7kPa。

三、设备型式设备型式为筛板塔。

四、⼚址⼚址为⼤连地区。

五、设计内容1.设计⽅案的确定及流程说明2.塔的⼯艺计算3.塔和塔板主要⼯艺尺⼨的设计(1)塔⾼、塔径及塔板结构尺⼨的确定。

(2)塔板的流体⼒学验算。

(3)塔板的负荷性能图。

4.设计结果概要或设计⼀览表5.辅助设备选型与计算6.⽣产⼯艺流程图及精馏塔的⼯艺条件图7.对本设计的评述或有关问题的分析讨论⽬录前⾔ (1)第⼀章概述 (1)1.1塔型选择 (1)1.2操作压强选择 (2)1.3进料热状态选择 (2)1.4加热⽅式 (2)1.5回流⽐的选择 (2)1.6精馏流程的确定 (3)第⼆章主要基础数据 (3)2.1⽔和⼄醇的物理性质 (3)2.2常压下⼄醇—⽔的⽓液平衡数据 (4)2.3 A,B,C—Antoine常数 (5)第三章设计计算 (5)3.1塔的物料衡算 (5)3.1.1 料液及塔顶、塔底产品含⼄醇摩尔分率 (5) 3.1.2 平均分⼦量 (5)3.1.3 物料衡算 (5)3.2塔板数的确定 (6)3.2.1 理论塔板数N的求取 (6)T的求取 (7)3.2.2 全塔效率ET3.2.3 实际塔板数N (7)3.3塔的⼯艺条件及物性数据计算 (7)(7)3.3.1操作压强Pm3.3.2温度t(7)m(8)3.3.3平均摩尔质量Mm3.3.4平均密度ρ(8)m(9)3.3.5液体表⾯张⼒σm(10)3.3.6液体粘度µLm3.4⽓液负荷计算 (10)3.5塔和塔板主要⼯艺尺⼨计算 (11) 3.5.1塔径D (11)3.5.2溢流装置 (12)3.5.3塔板布置 (14)3.5.4筛孔数n与开孔率φ (15)3.5.5塔有效⾼度Z (15)3.5.6塔⾼计算 (15)3.6筛板的流体⼒学验算 (16)3.6.1⽓体通过筛板压强降的液柱⾼度h (16)p的验算 (17)3.6.2雾沫夹带量eV3.6.3漏液的验算 (17)3.6.4液泛的验算 (17)3.7塔板负荷性能图 (18)3.7.1雾沫夹带线(1) (18)3.7.2液泛线(2) (19)3.7.3液相负荷上限线(3) (20)3.7.4漏液线(⽓相负荷下限线)(4) (20)3.7.5液相负荷下限线(5) (20)3.8筛板塔的⼯艺设计计算结果总表 (21)3.9精馏塔附属设备选型与计算 (23)3.9.1冷凝器计算 (23)3.9.2预热器计算 (23)3.9.3各接管尺⼨计算 (24)第四章设计评述与⼼得 (25)4.1设计中存在的问题及分析 (25)4.2设计⼼得 (25)参考⽂献 (27)前⾔化⼯⽣产中所处理的原料中间产品⼏乎都是由若⼲组分组成的混合物,其中⼤部分是均相混合物。

化工原理课程设计-乙醇-水连续精馏筛板塔的设计

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化工原理课程设计任务书 (2)一设计题目:乙醇-水连续精馏筛板塔的设计 (2)二设计任务 (2)三操作条件 (2)四设计要求 (2)五设计说明书的要求 (2)六时间及地点 (2)第一章前言 (3)第二章绪论 (3)2.1设计方案 (3)2.2选塔依据 (4)2.3设计思路 (4)第三章塔板的工艺设计 (5)3.1物料衡算 (5)3.2塔板数的确定 (5)3.3热量衡算 (9)3.4精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (10)3.5精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (13)3.6塔板主要工艺尺寸 (16)第四章筛板的流体力学验算 (18)4.1塔板压降 (18)4.2液沫夹带量 (20)4.3漏液 (20)4.4液泛 (20)4.5塔板负荷 (21)第五章附属设备及主要附件的选型和计算 (24)5.1附属设备设计 (24)5.2其它构件 (25)第六章塔总体高度的设计 (27)6.1塔的顶部空间高度 (27)6.2塔的底部空间高度 (27)6.3塔总体高度 (27)第七章筛板塔的工艺设计结果汇总 (27)第八章设计评述及心得 (29)第九章参考文献 (30)化工原理课程设计任务书一 设计题目:乙醇-水连续精馏筛板塔的设计 二 设计任务(1)原料液中乙醇含量:质量分率=27%(质量),其余为水。

(2)塔顶产品中乙醇含量不得低于94%(质量分率)。

(3)残液中乙醇含量不得高于0.2%(质量分率)。

(4)生产能力:45000t/y 乙醇产品,年开工330天。

三 操作条件(1)精馏塔塔顶压强:4.0kPa(表压) (2)进料热状态:50F t =℃ (3)回流比:min R 1.5R = (4)单板压降:0.7kPa ≤ (5) 冷凝器冷却剂:水 (6)冷却剂温度122540t ==℃;t ℃ (7)再沸器加热剂:饱和水蒸气,压力:P=3atm(表压),热损失:1B Q 5%Q = 四 设计要求(1)对精馏过程进行描述 (2)对精馏过程进行物料衡算和热量衡算 (3)对精馏塔进行设计计算 (4)对精馏塔的附属设备进行选型(5)画一张精馏塔的装配图。

乙醇水连续精馏塔的设计

乙醇水连续精馏塔的设计

乙醇一水连续精惚塔的设计目的:通过课程设计进一步巩固课本所学的内容,培养学生运用所学理论知识进行化工单元过程设计的初步能力,使所学的知识系统化,通过本次设讣,应了解设计的内容,方法及步骤,使学生具有调节技术资料,自行确定设计方案,进行设计计算,并绘制设备条件图、编写设计说明书。

在常压连续精谓塔中精谓分离含乙醇20%的乙醇一水混合液,分离后塔顶懈出液中含乙醇量不小于94%,塔底釜液中含乙醇不高于4% (均为质量分数)。

已知参数:(1)设计任务•进料乙醇X = 20 % (质量分数,下同)•生产能力Q = 80 t/d•塔顶产品组成>94 %•塔底产品组成〈0. 1 %(2)操作条件•操作压强:常压•精镭塔塔顶压强:Z = 4 KPa•进料热状态:泡点进料•回流比:自定待测•冷却水:20 °C•加热蒸汽:低压蒸汽,0.2 MPa•单板压强:W 0.7•全塔效率:E T = 52 %•建厂地址:天津地区•塔顶为全凝器,中间泡点进料,筛板式连续精谓设计内容:(1)设计方案的确定及流程说明(2)塔的工艺计算(3)塔和塔板主要工艺尺寸的计算(。

、塔高、塔径及塔板结构尺寸的确定;b、塔板的流体力学验算;c、塔板的负荷性能图)(4)设计结果概要或设计一览表(5)精懈塔工艺条件图(6)对本设计的评论或有关问题的分析讨论目录一、精憾流程的确定 (3)二、课程设计报告内容 (3)1•塔的物料计算 (3)1.1料液及塔顶、塔底产品含乙醇摩尔分数 (3)1.2平均摩尔质量 (3)1.3物料衡算 (3)2.塔板数的确定 (4)2.1理论塔板数的求取 (4)2.2全塔效率 (6)2.3实际塔板数 (6)3.塔点工艺条件及物性数据计算 (6)3.1操作压强 (6)3.2温度 (6)3.3平均摩尔质疑 (7)3.4平均密度 (7)3. 5液体表面张力 (9)3. 6液体黏度 (9)4.精馅段气液负荷计算 (10)5.塔和塔板主要工艺尺寸计算 (11)5.1塔径 (11)5.2溢流装置 (12)5.3塔板布置 (15)5.4筛孔数及开孔率 (15)5.5塔的有效高度(精憾段) (16)5.6塔高计算 (16)6.筛板的流体力学验算 (16)6.1气体通过筛板压强降相当的液柱高度 (16)6.2雾沫夹带量的验算 (18)6.3漏液的验算 (18)6.4液泛验算 (18)7.塔板负荷性能图 (19)7. 1雾沫夹带线(1) (19)7.2液泛线(2) (19)7.3液相负荷上限线(3) (21)7.4漏液线(气相负荷下限线)(4) (21)7.5液相负荷下限线(5) (21)8.筛板塔的工艺设计计算结果总表 (22)9.精馅塔的附属设备及接管尺寸 (23)三、设计小结 (24)四、主要参考文献 (25)一*精憾流程的确定乙醇一水混合液经原料预热器加热至泡点后,送入精懾塔。

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乙醇-水连续精馏筛板塔的设计班级 :姓名:学号:指导教师:时间:2011-8-29——2011-9-9前言精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置,又称为蒸馏塔。

有板式塔与填料塔两种主要类型。

根据操作方式又可分为连续精馏塔与间歇精馏塔。

蒸气由塔底进入,与下降液进行逆流接触,两相接触中,下降液中的易挥发(低沸点)组分不断地向蒸气中转移,蒸气中的难挥发(高沸点)组分不断地向下降液中转移,蒸气愈接近塔顶,其易挥发组分浓度愈高,而下降液愈接近塔底,其难挥发组分则愈富集,达到组分分离的目的。

由塔顶上升的蒸气进入冷凝器,冷凝的液体的一部分作为回流液返回塔顶进入精馏塔中,其余的部分则作为馏出液取出。

塔底流出的液体,其中的一部分送入再沸器,热蒸发后,蒸气返回塔中,另一部分液体作为釜残液取出。

精馏塔的工作原理是根据各混合气体的汽化点(或沸点)的不同,控制塔各节的不同温度,达到分离提纯的目的。

化工生产常需进行液体混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的,精馏操作在化工、石油化工、轻工等工业生产中中占有重要的地位。

为此,掌握气液相平衡关系,熟悉各种塔型的操作特性,对选择、设计和分析分离过程中的各种参数是非常重要的。

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内进行的,塔内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。

本次设计的筛板塔是化工生产中主要的气液传质设备。

此设计针对二元物系的精馏问题进行分析、选取、计算、核算、绘图等,是较完整的精馏设计过程。

本设计包括设计方案的选取,主要设备的工艺设计计算——物料衡算、热量衡算、工艺参数的选定、设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算,辅助设备的选型,工艺流程图,主要设备的工艺条件图等内容。

通过对精馏塔的运算,调试出塔的工艺流程、生产操作条件及物性参数,以保证精馏过程的顺利进行并使效率尽可能的提高。

目录前言 (2)《化工原理》课程设计任务书 (6)第一章设计概述 (7)1.1塔设备在化工生产中的作用与地位 (7)1.2塔设备的分类 (8)1.3板式塔 (8)1.3.1泡罩塔 (8)1.3.2筛板塔 (8)1.3.3浮阀塔 (9)第二章设计方案的确定及流程说明 (9)2.1 塔型选择 (9)2.2 操作流程 (9)第三章塔的工艺计算 (10)3.1查阅文献,整理有关物性数据 (11)3.1.1进料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (11)3.1.2平均摩尔质量 (11)3.2全塔物料衡算 (11)3.3塔板数的确定 (12)3.3.1理论塔板数的求取 (12)3.3.2全塔效率的估算 (15)3.3.3实际塔板数 (16)第四章 精馏塔主题尺寸的计算 (17)4.1求的塔顶、进料板、及塔釜的压力 (17)4.2平均摩尔质量的计算:(kg/kmol) (17)4、3平均密度 m (3/K g m ) (18)4.4 精馏段与提馏段的汽液体积流量计算 (20)4.5液体表面张力 (20)4.6塔径D 的计算 (21)4.7 塔高的计算 (23)4.8 塔板结构尺寸的确定 (24)第五章 塔板的流体力学验算 (27)5.1 气体通过塔板的压力降m 液柱 (27)5.2液体在降液管内停留时间的校核 (29)5.3 液沫夹带(雾沫夹带) (29)5.4 漏液 (30)5.5 液泛 (31)第六章 塔板负荷性能图 (31)6.1精馏段塔板负荷性能图 (32)6.1.1漏液线 (32)6.1.2液沫夹带线 (32)6.1.3液相负荷下限线 (33)6.1.4液相负荷上限线 (33)6.1.5液泛线 ........................ 错误!未定义书签。

6.2提馏段塔板负荷性能图 (35)6.2.1漏液线 (35)6.2.2液沫夹带线 (35)6.2.3液相负荷下限线 (36)6.2.4液相负荷上限线 (37)6.2.5液泛线 (37)第七章各接管尺寸的确定及选型 (39)7.1进料管尺寸的计算及选型 (39)7.2釜液出口管尺寸的计算及选型 (39)7.3回流管尺寸的计算及选型 (40)7.4塔顶蒸汽出口径及选型 (40)7.5水蒸汽进口管口径及选型 (40)第八章精馏塔的主要附属设备 (41)8.1冷凝器 (41)8.2预热器 (42)8.3预热器.................................................... .43设计结果一览表 (44)设计方案讨论 (45)参考文献 (46)化工原理课程设计任务书一设计题目:乙醇-水连续精馏筛板塔的设计二任务要求:1.设计一连续筛板精馏塔以分离乙醇和水,具体工艺参数如下:▪原料乙醇含量:质量分率=(30+0.5*学号)%,▪原料处理量:质量流量=(10-0.1*学号) t/h [单号]▪(10 + 0.1*学号) t/h [双号]▪产品要求:摩尔分率:x D=0.83, x W=0.10 [单号] ;▪x D=0.80, x W=0.05 [双号]2.工艺操作条件:常压精馏,塔顶全凝,塔底间接加热,泡点进料,泡点回流,R =(1.2~2)R。

min三主要内容:1.确定全套精馏装置的流程,绘出流程示意图,标明所需的设备、管线及有关控制或观测所需的主要仪表与装置;2.精馏塔的工艺计算与结构设计:▪物料衡算确定理论板数和实际板数;▪按精馏段首、末板,提馏段首、末板计算塔径并圆整;▪确定塔板和降液管结构;▪按精馏段和提馏段的首、末板进行流体力学校核,并对特定板的结构进行个别调;▪进行全塔优化,要求操作弹性大于2。

3.计算塔高;4.估算冷却水用量和冷凝器的换热面积、水蒸气用量和再沸器换热面积;5.绘制塔板结构图(用计算纸或绘图纸);6.列出设计参数总表。

四参考书目:第一章设计概述1.1塔设备在化工生产中的作用与地位塔设备是是化工、石油化工和炼油等生产中最重要的设备之一。

它可使气液或液液两相间进行紧密接触,达到相际传质及传热的目的。

可在塔设备中完成常见的单元操作有:精馏、吸收、解吸和萃取等。

此外,工业气体的冷却与回收、气体的湿法净制和干燥以及兼有气液两相传质和传热的增湿、减湿等。

在化工、石油化工、炼油厂中,塔设备的性能对于整个装置的产品质量和环境保护等各个方面都有重大影响。

塔设备的设计和研究受到化工炼油等行业的极大重视。

1.2塔设备的分类塔设备经过长期的发展,形成了形式繁多的结构,以满足各方面的特殊需要,为研究和比较的方便,人们从不同的角度对塔设备进行分类,按操作压力分为加压塔、常压塔和减压塔;按单元操作分为精馏塔、吸收塔、解吸塔、萃取塔、反应塔和干燥塔;按形成相际界面的方式分为具有固定相界面的塔和流动过程中形成相界面的塔,长期以来,人们最长用的分类按塔的内件结构分为板式塔、填料塔两大类。

1.3板式塔板式塔是分级接触型气液传质设备,种类繁多,根据目前国内外的现状,主要的塔型是浮阀塔、筛板塔和泡罩塔。

1.3.1泡罩塔泡罩塔是历史悠久的板式塔,长期以来,在蒸馏、吸收等单元操作使用的设备中曾占有主要的地位,泡罩塔具有一下优点:(1).操作弹性大(2).无泄漏(3).液气比范围大(4).不易堵塞,能适应多种介质泡罩塔的不足之处在于结构复杂、造价高、安装维修方便以及气相压力降较大。

1.3.2筛板塔筛板塔液是很早就出现的板式塔,20世纪50年代起对筛板塔进行了大量工业规模的研究,形成了较完善的设计方法,与泡罩塔相比,具有以下的优点:(1).生产能力大(提高20%-40%)(2).塔板效率高(提高10%-15%)(3).压力降低(降低30%-50%),而且结构简单,塔盘造价减少40%左右,安装维修都比较容易[1]。

1.3.3浮阀塔20世纪50年代起,浮阀塔板已大量的用于工业生产,以完成加压、常压、减压下的蒸馏、脱吸等传质过程。

浮阀式之所以广泛的应用,是由于它具有以下优点:(1).处理能力大(2).操作弹性大(3).塔板效率高(4).压力降小其缺点是阀孔易磨损,阀片易脱落。

浮阀的形式有很多,目前常用的浮阀形式有F1型和V-4型,F1型浮阀的结构简单,制造方便,节省材料,性能良好。

F1型浮阀又分为轻阀和重阀两种。

V-4型浮阀其特点是阀孔冲成向下弯曲的文丘里型,以减小气体通过塔板的压强降,阀片除腿部相应加长外,其余结构尺寸与F1型轻阀无异,V-4型阀适用于减压系统。

第二章设计方案的确定及流程说明2.1 塔型选择根据生产任务,若按年工作日300天,每天开动设备24小时计算,产品流量为15t/h,由于产品粘度较小,流量较大,为减少造价,降低生产过程中压降和塔板液面落差的影响,提高生产效率,选用筛板塔。

2.2 操作流程乙醇——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。

精馏装置有精馏塔、原料预热器、再沸器、冷凝器、釜液冷却器和产品冷却器等设备。

热量自塔釜输入,物料在塔内经多次部分气化与部分冷凝进行精馏分离,由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走。

乙醇—水混合液原料经预热器加热到泡点温度后送入精馏塔进料板,在进料板上与自塔上部下降的的回流液体汇合后,逐板溢流,最后流入塔底。

在每层板上,回流液体与上升蒸汽互相接触,进行热和质的传递过程。

流程示意图如下图第三章塔的工艺计算3.1查阅文献,整理有关物性数据(1)水和乙醇的物理性质表3—1:水和乙醇的物理性质(2)常压下乙醇和水的气液平衡数据,见表3—2表3—2 乙醇—水系统t—x—y数据3.1.1进料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数原料乙醇组成(摩尔分数): x F =18/)55.01(46/55.046/55.0-+=0.3235塔顶组成: x D =0.80 塔底组成: x W =0.053.1.2平均摩尔质量M F =0.3235⨯46+(1-0.3235)⨯18=27.058 kg/kmol M D = 0.80⨯46+ (1-0.80) ⨯18=40.4kg/kmol M W =0.05⨯46+(1-0.05)⨯18=19.4kg/kmol3.2全塔物料衡算进料量: ()[]154.0360018/55.0146/55.0100015/15=-+⨯⨯==h t F kmol/s总物料衡算: F=D+W易挥发组分物料衡算: D* x D +W *x W =F* x F 联立以上二式得:D=0.0562kmol/s W=0.0978/kmol/s表3-3 物料衡算数据记录:3.3塔板数的确定3.3.1理论塔板数T N的求取(1)求最小回流比R min和操作回流比R。

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