化工原理課程設(shè)計(jì)(乙醇水溶液連續(xù)精餾塔優(yōu)化設(shè)計(jì))-文庫(kù)吧
2025-06-01 04:28 本頁(yè)面
【正文】 冷凝器，有時(shí)還要配原料液預(yù)熱器、回流液泵等附屬設(shè)備，才能實(shí)現(xiàn)整個(gè)操作。浮閥塔與20世紀(jì)50年代初期在工業(yè)上開始推廣使用，由于它兼有泡罩塔和篩板塔的優(yōu)點(diǎn)，已成為國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣泛的塔型，特別是在石油、化學(xué)工業(yè)中使用最普遍。浮閥有很多種形式，但最常用的形式是F1型和V4型。F1型浮閥的結(jié)果簡(jiǎn)單、制造方便、節(jié)省材料、性能良好，廣泛應(yīng)用在化工及煉油生產(chǎn)中，現(xiàn)已列入部頒標(biāo)準(zhǔn)（JB16868）內(nèi)，F(xiàn)1型浮閥又分輕閥和重閥兩種，但一般情況下都采用重閥，只有處理量大且要求壓強(qiáng)降很低的系統(tǒng)中，才用輕閥。浮閥塔具有下列優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)能力大。操作彈性大。塔板效率高。氣體壓強(qiáng)降及液面落差較小。塔的造價(jià)低。浮閥塔不宜處理易結(jié)焦或黏度大的系統(tǒng)，但對(duì)于黏度稍大及有一般聚合現(xiàn)象的系統(tǒng)，浮閥塔也能正常操作。精餾塔優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算在常壓連續(xù)浮閥精餾塔中精餾乙醇——水溶液，要求料液濃度為35%，產(chǎn)品濃度為93%，易揮發(fā)組分回收率99%。年生產(chǎn)能力15000噸/年操作條件：①間接蒸汽加熱 ②塔頂壓強(qiáng)：（絕對(duì)壓強(qiáng)）③進(jìn)料熱狀況：泡點(diǎn)進(jìn)料一 精餾流程的確定 乙醇——水溶液經(jīng)預(yù)熱至泡點(diǎn)后，用泵送入精餾塔。塔頂上升蒸氣采用全冷凝后，部分回流，其余作為塔頂產(chǎn)品經(jīng)冷卻器冷卻后送至貯槽。塔釜采用間接蒸汽再沸器供熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送入貯槽。工藝流程圖見圖二 塔的物料衡算1. 查閱文獻(xiàn)，整理有關(guān)物性數(shù)據(jù)⑴水和乙醇的物理性質(zhì)名稱分子式相對(duì)分子質(zhì)量密度 20℃沸 點(diǎn)℃比熱容(20℃)Kg/(kg.℃)黏度(20℃)導(dǎo)熱系數(shù)(20℃)/(m.℃)表面張力(20℃)N/m水998100乙醇789⑵常壓下乙醇和水的氣液平衡數(shù)據(jù)，見表常壓下乙醇—水系統(tǒng)t—x—y數(shù)據(jù)如表1—6所示。表1—6 乙醇—水系統(tǒng)t—x—y數(shù)據(jù)沸點(diǎn)t/℃乙醇摩爾數(shù)/%沸點(diǎn)t/℃乙醇摩爾數(shù)/%氣相液相氣相液相82乙醇相對(duì)分子質(zhì)量：46；水相對(duì)分子質(zhì)量：1825℃時(shí)的乙醇和水的混合液的表面張力與乙醇濃度之間的關(guān)系為：式中 σ——25℃時(shí)的乙醇和水的混合液的表面張力，N／m；x——乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)，％。其他溫度下的表面張力可利用下式求得 式中 σ1——溫度為T1時(shí)的表面張力；N／m；σ2——溫度為T2時(shí)的表面張力；N／m；TC——混合物的臨界溫度，TC＝∑xiTci ，K；xi——組分i的摩爾分?jǐn)?shù)； TCi——組分i的臨界溫度， K。2. 料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分?jǐn)?shù) X== X== X==3. 平均摩爾質(zhì)量 M=+（）= kg/kmolM= + () =M=+（）=4. 物料衡算 已知：F== 總物料衡算 F=D+W= 易揮發(fā)組分物料衡算 +== 聯(lián)立以上二式得： D= W= 三 塔板數(shù)的確定1. 理論塔板數(shù)的求取⑴根據(jù)乙醇——水氣液平衡表16，作圖⑵求最小回流比Rmin和操作回流比因?yàn)橐掖妓锵档那€是不正常的平衡曲線,當(dāng)操作線與q線的交點(diǎn)尚未落到平衡線上之前,操作線已經(jīng)與平衡線相切,如圖g點(diǎn)所示. 此時(shí)恒濃區(qū)出現(xiàn)在g點(diǎn)附近, 對(duì)應(yīng)
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