化工原理課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)用于乙醇——水溶液分離的常壓篩板精餾塔【整理版】-文庫(kù)吧
2025-06-01 04:37 本頁(yè)面
【正文】 D=86% xF=20% xw=2% q=1 R= ET=三、 緒論： 《化工原理》課程設(shè)計(jì)是學(xué)生在學(xué)完基礎(chǔ)知識(shí)后所安排的工程實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生綜合利用本門課程和有關(guān)選修課程知識(shí)去解決一次任務(wù)的一次訓(xùn)練，它是不僅與化工原理課程內(nèi)容緊密相連，而且還與先修的物理化學(xué)，化工機(jī)械基礎(chǔ)，計(jì)算機(jī)在化工中的應(yīng)用等課程內(nèi)容密切相關(guān)。課程設(shè)計(jì)不同于平時(shí)的作業(yè)，它是通過(guò)設(shè)備的設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)程序和方法，選擇流程，具備正確使用有關(guān)技術(shù)資料的能力，應(yīng)用所學(xué)知識(shí)特別是本課程的有關(guān)知識(shí)解決化工實(shí)際問(wèn)題的工作能力，使學(xué)生得到一次學(xué)習(xí)化工設(shè)計(jì)技能的初步訓(xùn)練，同時(shí)也起著培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作能力的重要作用。 精餾操作時(shí)液體混合物分離方法之一，它是是根據(jù)混合物中的各組分的揮發(fā)度不同而達(dá)到分離的目的。在工業(yè)上，這需要塔才能實(shí)現(xiàn)分離。塔設(shè)備是化工，石油化工，生物化工，制藥等生產(chǎn)過(guò)程中廣泛采用的傳質(zhì)設(shè)備，根據(jù)塔內(nèi)氣體液體接觸構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式，可分為板式塔和填料塔兩大類。工業(yè)上，塔設(shè)備主要用于蒸餾和吸收傳質(zhì)單元操作過(guò)程。在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，蒸餾過(guò)程多采用板式塔，而吸收過(guò)程多選用填料塔。近年來(lái)隨著塔設(shè)備設(shè)計(jì)水平的提高及新型塔構(gòu)件的出現(xiàn)，上述傳統(tǒng)已逐漸被打破。 篩板塔： 篩板與泡罩板的區(qū)別在于取消了泡罩與升氣管而直接在板上開(kāi)很多小直徑的篩孔；操作時(shí)氣體以高速通過(guò)小孔上升，液體則通過(guò)降液管流到下一層。篩板塔的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低；板上液面落差小，氣體壓降低，生產(chǎn)能力較大，氣體分散均勻，傳質(zhì)效率較高，缺點(diǎn)是篩孔是堵塞，不易清理，易結(jié)晶，黏度大的物料。 填料塔： 填料塔內(nèi)裝填一定高度的填料層，液體沿填料表面成膜狀向下流動(dòng)，作為連續(xù)相得氣體自下而上流動(dòng)，與液體逆流傳質(zhì)。兩相得組分濃度沿塔高成連續(xù)變化。填料塔德主要部件包括塔件，塔體支座，除沫器，接管，人孔和手孔以及塔內(nèi)件。填料時(shí)填料塔中氣液接觸的基礎(chǔ)構(gòu)件，其性能的尤略直接決定了填料塔的操作性能。填料根據(jù)裝填方式可以分為散裝填料和規(guī)整填料兩大類。散裝填料是一個(gè)具有一定幾何形狀和尺寸的顆粒體，一般以隨機(jī)的方式堆置在塔內(nèi)。根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，散裝填料可分為還體填料，環(huán)鞍型填料及球形填料等，規(guī)整填料時(shí)按一定幾何圖形排列，整齊堆砌的填料。根據(jù)其集合結(jié)構(gòu)可分為格柵填料，波紋填料，脈沖填料等。填料塔根據(jù)塔內(nèi)的填料種類的不同，可以分為多種類型。 說(shuō)明：精餾操作是借混合液中各組分揮發(fā)度性的差異而達(dá)到分離的目的，經(jīng)過(guò)多次部分冷凝，多次部分冷凝，多次部分汽化而完成，一個(gè)完整的精餾塔應(yīng)包括精餾段和提餾段，塔上半部分完成了上升蒸汽的精制，即除去其中的重組分，因而稱為精餾段，塔的下部分完成了下降液體中重組分的提濃即提出了輕組分，因而稱為提餾段。設(shè)置精餾段的目的是除去蒸汽中的重組分，設(shè)置提餾段的目的是脫除體中的輕組分，提餾段內(nèi)的上升蒸汽量與下降液量的相對(duì)比值大，有利塔底產(chǎn)品的提純。 根據(jù)全塔物料衡算，有F=D+W和FxF=DxD+wxw,可以進(jìn)行各種細(xì)節(jié)的計(jì)算。四、 裝置的工藝計(jì)算 精餾塔全塔物料衡算 F:進(jìn)料量 xF原料組成 D：塔底產(chǎn)品流量 xD：塔頂組成 xw:塔底組成 W:塔底殘留液流量由已知條件：xF=20% xD=86% xW=2% F=6000kg/h 處理數(shù)據(jù)：MF= xF *Mc+(1xF )*MW=20%*46+()*18= F=6000/=由物料衡算： F*xF=DxD+Wxw F=D+W代人數(shù)據(jù)得: D= W= 常壓下乙醇——水氣平衡組成（摩爾分?jǐn)?shù)）與溫度的關(guān)系 （1）溫度： xF=20% xD=86% xW=2% 由表中數(shù)據(jù)由內(nèi)插法求得 tF: ()/()=(() tF=℃tD ()/()=()/（ ） ℃精餾段平均溫度：℃提餾段平均溫度：℃（2）密度：已知：混合液密度： （為質(zhì)量分?jǐn)?shù)，為平均相對(duì)分子質(zhì)量）混合氣體密度：塔頂溫度：℃ 用內(nèi)插法求得氣體組成： 進(jìn)料溫度：℃氣體組成： 塔底溫度：℃氣相組成： =① 精餾段組成：
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