乙醇-正丙醇連續(xù)篩板式精餾塔的設(shè)計(jì)方案(已修改)
2025-05-08 05:14 本頁(yè)面
【正文】 乙醇正丙醇連續(xù)篩板式精餾塔的設(shè)計(jì)方案流程的設(shè)計(jì)及說(shuō)明1 設(shè)計(jì)思路 蒸餾方式的確定 蒸餾裝置包括精餾塔，原料預(yù)熱器，精餾釜（再沸器），冷凝器，釜液冷卻器和產(chǎn)品冷卻等設(shè)備，蒸餾過(guò)程按操作方式不同可分為連續(xù)蒸餾和間歇蒸餾兩種流程，連續(xù)蒸餾具有生產(chǎn)能力大，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，工業(yè)生產(chǎn)中以連續(xù)精餾為主，間歇蒸餾具有操作靈活，適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，適合小規(guī)模，多品種或多組分物系的初步分離。本次設(shè)計(jì)采用連續(xù)篩板精餾塔，常壓精餾。2 裝置流程的確定（1）物料的儲(chǔ)存和輸送 在流程中設(shè)置原料罐，產(chǎn)品罐及離心泵。原料可泵直接送入塔內(nèi)，使程序連續(xù)穩(wěn)定的進(jìn)行。（2）參數(shù)的檢測(cè)和調(diào)控 流量，壓力和溫度是生產(chǎn)中的重要參數(shù)，必須在流程中的適當(dāng)位置裝設(shè)儀表，以測(cè)量這些參數(shù)。同時(shí)，在生產(chǎn)過(guò)程中，物料的狀態(tài)。加熱劑和冷卻劑的狀態(tài)都不可能避免的會(huì)有一些波動(dòng)，因此必須在流程中設(shè)置一定的閥門(mén)。（3）冷凝裝置的確定 本設(shè)計(jì)采用塔頂全凝器，以便于準(zhǔn)確地對(duì)控制回流比。（4）熱能的利用 精餾過(guò)程是組分多次部分汽化和多次部分冷凝的過(guò)程，耗能較多，因此選擇適宜的回流比使過(guò)程處于最佳條件下進(jìn)行，可使能耗至最低。3 操作條件的確定(1) 操作壓力的選取 本次設(shè)計(jì)采用常壓操作。除熱敏性物料外，凡通過(guò)常壓精餾不難實(shí)現(xiàn)分離要求，并能利用江河水或循環(huán)水將鎦出物冷凝下來(lái)的系統(tǒng)。(2)加料狀態(tài)的選擇 本設(shè)計(jì)選擇q=1時(shí)進(jìn)料，原因是使塔的操作穩(wěn)定，精，提鎦段利用相同塔徑，便于制造。(3) 加料方式 蒸餾大多采用間接蒸汽加熱，設(shè)置再沸器。(4)回流比的選擇 一般經(jīng)驗(yàn)值為。本設(shè)計(jì)采用，初步設(shè)定后經(jīng)過(guò)流體力學(xué)驗(yàn)算，負(fù)荷條件，故選擇合理。塔頂冷凝器的冷凝方式與冷卻介質(zhì)的選擇 塔頂冷凝溫度不要求低于30℃，工業(yè)上多用水冷(5)板式塔類型的選擇 本次設(shè)計(jì)采用連續(xù)篩板式精餾塔4 設(shè)計(jì)方案的確定 （1）滿足工藝和操作要求（2）滿足經(jīng)濟(jì)上的要求，安全生產(chǎn)，保護(hù)環(huán)境。 5 流程示意圖 第一章 精餾塔的物料衡算計(jì)算 精餾塔的物料衡算 、塔底產(chǎn)品的摩爾分?jǐn)?shù) 進(jìn)料組成 xF=+(2620)= 塔頂產(chǎn)品組成 xD=+(2620)= 塔底產(chǎn)品組成 xW=+（2620）= 物料衡算原料處理量 加料量F=100kmol/h 總物料衡算 F=D+W FxF=DxD+Wxw 乙醇物料衡算 100＝D＋W 聯(lián)立解得 D= kmol/h , W= kmol/h本實(shí)驗(yàn)任務(wù)為分離乙醇正丙醇混合物。對(duì)于二元混合物的分離，應(yīng)采用連續(xù)精餾流程。設(shè)計(jì)中采用泡點(diǎn)進(jìn)料，將原料液通過(guò)預(yù)熱器加熱至泡點(diǎn)后送入精餾塔內(nèi)。塔頂上升蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點(diǎn)下一部分回流至塔內(nèi)，其余部分經(jīng)產(chǎn)品冷卻器后送至儲(chǔ)罐。該物系屬易分離物系，最小回流比較小。塔釜采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲(chǔ)罐。 塔板數(shù)的確定 相對(duì)揮發(fā)度的確定 因?yàn)橐掖肌伎梢暈槔硐胛锵?，故塔的平均相?duì)揮發(fā)度的確定可運(yùn)用安托因方程和拉烏爾定律。 () () 雙組份理想溶液相對(duì)揮發(fā)度的計(jì)算： 乙醇及正丙醇的Antoine常數(shù)： （11）乙醇A=B=C=正丙醇A=B=C= 采用試差法：假定一t值，代入公式()算出，再將計(jì)算得到，代入到公式（）中，計(jì)算出相應(yīng)的x值，若計(jì)算得到的x值與所求的混合液組成x值相同，則假定t值正確，同時(shí)可得到相應(yīng)的值。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表： （12） 塔頂產(chǎn)品塔底產(chǎn)品 進(jìn)料液 ℃ ℃ ℃ 因?yàn)樗斔紫鄬?duì)揮發(fā)度相差不大，故可以按下式計(jì)算 平衡方程中相對(duì)揮發(fā)度 則平衡方程為：由于泡點(diǎn)進(jìn)料，q=1，在最小回流比的條件下，過(guò)對(duì)角線上（,）點(diǎn)做垂直于x軸的豎直線與平衡線的交點(diǎn)即為, , ,取回流比（1） 精餾塔的氣、液相負(fù)荷： （2） 求操作線方程 精餾段操作線方程 提餾段操作線方程 （3）逐板法求理論板層數(shù)塔頂為全凝器： 精餾段 ： 此時(shí)進(jìn)入提留段： 全塔理論板數(shù)為(不包括再沸器)其中精餾段為6塊， 提留段為8塊， 第七塊為進(jìn)料板（A代表乙醇，B代表正丙醇）
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