乙醇—水體系精餾裝置設計方案(已修改)
2025-05-08 12:29 本頁面
【正文】 乙醇—水體系精餾裝置設計方案一、緒論課程設計是“化工原理”課程的一個總結性教學環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學生綜合運用本門課程及有關先修課程的基礎知識去解決某以設計任務的一次訓練，在整個教學計劃中起著培養(yǎng)學生獨立工作能力的重要作用，通過課程設計就以下幾方面要求學生加強訓練。（1） 查閱資料選用公式和收集數(shù)據(jù)的能力。（2） 樹立既考慮技術上的先進性與可行性，又考慮經濟上的合理性，并注意到操作上的勞動條件和環(huán)境保護的正確設計思路，在這種設計思路的指導下去分析和解決實際問題的能力。（3） 迅速準確的進行工程計算和計算機繪圖的能力。課程設計方案選定所涉及的主要內容有：操作壓力、進料狀況、加熱方式及其熱能的利用。（1） 操作壓力精餾常在常壓，加壓或減壓下進行，確定操作壓力主要是根據(jù)處理物料的性質，技術上的可行性和經濟上的合理性來考慮的。一般來說，常壓精餾最為簡單經濟，若無聊無特殊要求，應盡量在常壓下操作。加壓操作可提高平衡溫度，有利于塔頂蒸汽冷凝熱的利用，或可以使用較便宜的冷卻劑，減少冷凝，冷卻費用。在相同的塔徑下，適當提操作壓力還可以提高塔德處理能力。 （2） 進料狀況 進料狀態(tài)有多種，但一般都是將料液預熱到泡點或接近泡點才送入塔中，這樣，進料溫度不受季節(jié)，氣溫變化和前道工序波動的影響，塔的操作也比較好控制。此外，泡點進料時，精餾段和提餾的塔徑相同，設計制造比較方便。（3）加熱方式 精餾塔通常設置再沸器，采用間接蒸汽加熱，以提供足夠的能量，若待分離的物系為某種輕組分和水的混合物，往往可采用直接蒸汽加熱方式，但在塔頂輕組分回收率一定時，由于蒸汽冷凝水的稀釋作用，使殘液輕組分濃度降低，所需塔板數(shù)略有增加。（4）熱能的利用 精餾過程的原理是多次進行部分汽化和冷凝，因此熱效率很低，通常進入再沸器的能量僅有5%左右被利用。塔頂蒸汽冷凝放出的熱量是大量的。但其位能較低，不可能直接用來做塔釜的熱源，但可用作低溫熱源，供別處使用?；蚩刹捎脽岜眉夹g，提高溫度后在用于加熱釜液。乙醇—水體系精餾裝置設計：（1）、進料含乙醇40﹪，其余為水（均為質量分數(shù)，下同）（2）、生產乙醇含量不低于92﹪；（3）、塔頂易揮發(fā)組分回收率為99﹪；（4）、生產能力195000噸／年92%的乙醇產品，年開工7920小時（5）、操作條件： a、低壓蒸汽加熱；b、塔頂壓力：4KPa（表壓強）c、進料熱狀態(tài)：泡點進料；d、回流比：R= e、單板壓降:≦： （1）、精餾塔的物料衡算； （2）、塔板數(shù)的確定； （3）、精餾塔的工藝條件及有關物性數(shù)據(jù)計算； （4）、精餾塔的塔體工藝尺寸計算 （5）、塔板的主要工藝尺寸設計計算 （6）、塔板的流體力學驗算 （7）、塔板的負荷性能圖 （8）、精餾塔結管尺寸計算 （9）、對本設計的評述或有關問題的分析討論 （1）、設計說明書一份 （2）、A4設計圖紙包括：流程圖、精餾塔工藝條件圖。二、塔的工藝計算WF=40﹪ WD=92﹪ WW=﹪ M乙醇=46g/mol M水=18g/molXF==XD==XW=Qn,D= =①Qn,F=Qn,D+Qn,W ②Qn,FXF=Qn,DXD+Qn,WXW ③由①②③式可知Qn,F=Qn,W= kmol/h表1 物料衡算數(shù)據(jù)記錄F kmol/hXFDXDW kmol/hXW （1）求最小回流比及操作回流比。取=，并延長交于y軸，由圖讀出y=，由最小回流比計算式得：k = = 解得：Rmin=取操作回流比 （3）求理論板數(shù)。精餾段操作線為 如圖，：層（包括再沸器），其中精餾段理論板數(shù)為22層，提餾段為5層，第12層為加料板。 全塔效率依式 根據(jù)塔頂、塔底液相組成查圖1，,該溫度下進料液相平均黏度為：故 實際塔板數(shù)N精餾段 層提餾段 層
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