分离乙醇正丙醇混合液的精馏塔设计课程设计共46页word资料

TOC \o "1-3" \h \u 一设计任务书..

PAGEREF _Toc7399 2

二塔板的工艺设计 (5)

（一）设计方案的确定 (5)

（二）精馏塔的物料衡算 (5)

1.原料液及塔顶、塔釜产品的摩尔分数 (5)

2. 物料衡算 (6)

(三)物性参数的计算 (6)

1.操作温度的确定 (7)

2. 密度的计算 (7)

3.混合液体表面张力的计算 (11)

4.混合物的粘度 (12)

5.相对挥发度 (13)

(四)理论板数及实际塔板数的计算 (14)

1.理论板数的确定 (14)

2.实际塔板数确定 (18)

(五)热量衡算 (18)

1.加热介质的选择 (18)

2. 冷却剂的选择： (19)

3.比热容及汽化潜热的计算 (19)

(六)塔径的初步设计 (23)

1.汽液相体积流量的计算 (23)

2.塔径的计算与选择 (23)

(七)溢流装置 (25)

1.堰长 (25)

2.弓形降液管的宽度和横截面积 (25)

3.降液管底隙高度 (26)

4.塔板分布 (26)

5. 浮阀数目与排列 (26)

（八)汽相通过浮阀塔板的压降 (29)

1.精馏段 (29)

2.提馏段 (30)

（九)淹塔 (30)

1.精馏段 (30)

2.提馏段 (31)

（十)雾沫夹带 (31)

（十一)塔板负荷性能图 (32)

1.雾沫夹带线 (32)

2.液泛线 (34)

3.液相负荷上限线 (35)

4.漏液线 (35)

5.液相负荷下限线 (35)

三、塔总体高度计算 (38)

1.塔顶封头 (39)

2.塔顶空间 (39)

3.塔底空间 (39)

5.进料板处板间距 (40)

6.裙座 (40)

四、塔的接管 (40)

1.进料管 (40)

2.回流管 (41)

3.塔底出料管 (41)

4.塔顶蒸汽出料管 (41)

5.塔底蒸汽管 (42)

五、塔的附属设备设计 (42)

1.冷凝器的选择 (42)

2.再沸器的选择 (43)

六、参考文献................................................. .. (5)

4

七、设计评述................................................. .. (5)

5

一、设计任务书

【设计题目】分离乙醇-正丙醇混合液的精馏塔设计

【设计条件】进料：乙醇含量35%（质量分数，下同），其余为正丙醇

分离要求：塔顶乙醇含量90%；塔底乙醇含量0.01%

生产能力：年处理乙醇-正丙醇混合液25000吨，年

工7200小时

操作条件：间接蒸汽加热；塔顶压强1.03atm(绝压)；泡点进料； R=5

【设计计算】

塔板的工艺设计

（一）设计方案的确定

本设计的任务是分离乙醇-正丙醇混合液。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。

（二）精馏塔的物料衡算

1.原料液及塔顶、塔釜产品的摩尔分数

乙醇的摩尔质量 M A =46kg/kmol

丙醇的摩尔质量 MB=60kg/kmol

原料乙醇的摩尔分数：134.060

/6546/3546/35=+=

F x 塔顶产品的摩尔分数：922.060

/1046/9046/90=+=D x 塔釜残夜乙醇的摩尔分数：00013.06099.99/46/01.046/01.0=+=W x

2.物料衡算

原料处理量：

物料衡算：W D +=F ①

乙醇的物料衡算：W D F Wx Dx Fx += ②

两式联立得：1--1

h 35.35kmol W h 28.68kmol ⋅=⋅=D

(三)物性参数的计算

表1 乙醇～正丙醇混合液的 t-x-y 关系

（x 表示液相中乙醇摩尔分率，y 表示气相中乙醇摩尔分率）

表1的平衡数据摘自：J.Gmebling,U.onken

•Vapor-liquid•Equilibrium Data Collection-Organic Hydroxy Compounds: Alcohols(p.336)。

乙醇沸点：78.3℃；正丙醇沸点：97.2℃。

1.操作温度的确定

利用上表中数据利用数值插入法确定进料温度t F 、塔顶

温度t D 塔釜温度t W

进料温度：℃7.2180.358

-0.41388.32-0.358-0.46132.88-25.86=⇒=F F t t 塔顶温度：℃81.790.884

-0.92280.5-0.884-180.5-78.4=⇒=D D t t 塔釜温度：

℃596.970-0.0001397.60-0-0.12697.60-93.85=⇒=W W t t 精馏段平均温度：℃83.512

81.797.21821=+=+=D F t t t 提馏段平均温度：℃2.4192

60.977.21822=+=+=W F t t t 2.密度的计算

利用式：

)(4.22)(a 100V B

为平均相对分子量、为质量分数M Tp M p T a a B A A L =+=ρρρρ