【正文】 ............................... 20 操作性能負(fù)荷圖 ...................................................................................... 20 6. 塔附件設(shè)計 .............................................................................................................. 22 接管 ................................................................................................................. 22 進料管 .................................................................................................... 22 回流管 .................................................................................................... 22 塔頂蒸汽出料管 ...................................................................................... 23 塔釜出料管 ............................................................................................. 23 塔釜進氣管 ............................................................................................. 23 再沸器接管 ............................................................................................. 24 筒體與封頭 ....................................................................................................... 24 筒體 ........................................................................................................ 24 水壓試驗校核 ........................................................................................... 24 封頭 ........................................................................................................ 25 裙座 ......................................................................................................... 25 地腳螺栓 .................................................................................................. 25 塔的總體高度 ................................................................................................... 25 塔的部的空間高度 ................................................................................... 25 進料板高度 ............................................................................................. 26 設(shè)有人孔的塔板間距 ............................................................................... 26 封頭高度 ................................................................................................. 26 裙座高度 ................................................................................................. 26 塔底空間高度 .......................................................................................... 26 精餾塔總高度 .......................................................................................... 26 附屬設(shè)備設(shè)計 ................................................................................................................. 27 原料 離心泵的選型 ............................................................................................. 27 原料預(yù)熱器 ....................................................................................................... 28 塔頂冷凝器 ....................................................................................................... 28 塔釜再沸器 ....................................................................................................... 29 循環(huán)萃取劑冷凝器 ............................................................................................ 30 公用工程 .......................................................................................................... 31 冷凝器及再沸器選型匯總 ................................................................................... 31 8. 課程設(shè)計自我評價 ................................................................................................... 31 9. 參考文獻 ................................................................................................................. 32 6 1. 概述 蒸餾的理論依據(jù)是利用溶液中各組分蒸汽壓的差異，即各組分在相同的壓力、溫度下，其揮發(fā)性能不同（或沸點不同）來實現(xiàn)分離目的。在工業(yè)精餾設(shè)備中，使部分汽化的液相與部分冷凝的氣相直接接觸，以進行氣液相際傳質(zhì)，結(jié)果是氣相中的難揮發(fā) 組分部分轉(zhuǎn)入液相， 液相 中的易揮發(fā) 組分部分轉(zhuǎn)入氣相，也即同時實現(xiàn)了液相的部分汽化和氣相的部分冷凝。 蒸餾按操作可分為簡單蒸餾、平衡蒸餾、精餾、特殊精餾等多種方式 。工業(yè)中的蒸餾多為多組分精餾，從石油工業(yè)、酒精工業(yè)直至焦油分離，基本有機合成，空氣分離等等，特別是大規(guī)模的生產(chǎn)中精餾的應(yīng)用更為廣泛。 本設(shè)計選取異丙醇 水萃體系，異丙醇是一種重要的有機化工原料和有機溶劑，主要用在制藥、化妝 品、塑料、香料、涂料及電子工業(yè)上。異丙醇一般通過丙烯水合法得到，再用蒸餾法蒸出異丙醇，但常壓下異丙醇與水在 ℃時形成共沸物，共沸物中異丙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ％。因此，采用普通蒸餾方法難以得到高純度的異丙醇。傳統(tǒng)的異丙醇一水共沸物分離采用共沸精餾法，通常用苯做為共沸劑，此種工藝的能耗較大，且共沸劑在生產(chǎn)操作中存在人身危害和環(huán)境污染問題。近幾年文獻中對異丙醇一水分離新工藝進行了較多研究，萃取精餾是其中一種重要手段相對傳統(tǒng)的共沸精餾而言，由于萃取精餾所采用溶 劑沸點較高，不易揮發(fā)，溶劑從塔釜排放，因而具有 能耗低、污染少、溶劑易于回收等優(yōu)點，但萃取精餾 存在溶劑用量大、回收成本高的不足。 塔板類型 精餾塔的塔板類型有三種：泡罩塔板，篩孔塔板，浮閥塔板 . 浮閥塔的優(yōu)點： 7 ，由于塔板上浮閥安排比較緊湊，其開孔面積大于泡罩塔板，生產(chǎn)能力比泡罩塔板大 20%～ 40%，與篩板塔接近。 2．操作彈性大，由于閥片可以自由升降以適應(yīng)氣量的變化，因此維持正常操作而允許的負(fù)荷波動范圍比篩板塔，泡罩塔都大。 3．塔板效率高，由于上升氣體從水平方向吹入液層，故氣液接觸時間較長 ，而霧沫夾帶量小，塔板效率高。 4．氣體壓降及液面落差小，因氣液流過浮閥塔板時阻力較小，使氣體壓降及液面落差比泡罩塔小。 5．塔的造價較低，浮閥塔的造價是同等生產(chǎn)能力的泡罩塔的 50%～ 80%，但是比篩板塔高 20%～ 30。 綜合考慮，本設(shè)計選用 浮閥 塔。 加料方式 本精餾塔加料選擇泵直接加料，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，而且可以引入自動控制系統(tǒng)來實現(xiàn)流量及流速的調(diào)節(jié)。 進料狀況 本精餾塔選擇共沸組成進料 . 塔頂冷凝方式 本精餾塔選擇全凝器，用水冷凝。 回流方式 本設(shè)計采用強制回 流。 8 加熱方式 加熱方式可分為：直接蒸汽加熱和間接蒸汽加熱。直接蒸汽加熱在一定的回流比條件下，塔底蒸汽對回流液有一定的稀釋作用，從而使理論板數(shù)增加，設(shè)備費用上升，所以本設(shè)計采用間接蒸汽加熱。 操作壓力的確定 塔內(nèi)操作壓力的選擇不僅牽涉到分離問題，而且與塔頂和塔底溫度的選取有關(guān)。根據(jù)所處理的物料性質(zhì)，兼顧技術(shù)上的可行性和經(jīng)濟上的合理性來綜合考慮，一般有下列原則： 1. 壓力增加可提高塔的處理能力，但會增加塔身的壁厚，導(dǎo)致設(shè)備費用增加；壓力增加，組分間的相對揮發(fā)度降低，回流比或塔高增加，導(dǎo)致操作 費用或設(shè)備費用增加。因此如果在常壓下操作時，塔頂蒸汽可以用普通冷卻水進行冷卻，一般不采用加壓操作。 2. 考慮利用較高溫度的蒸汽冷凝熱，或可利用較低品位的冷源使蒸氣冷凝，且壓力提高后不致引起操作上的其他問題和設(shè)備費用的增加，可以使用加壓操作。 綜合考慮以上因素本設(shè)計采用常壓精餾。 3. 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