乙醇水精餾塔浮閥塔課程項目設(shè)計方案(已修改)
2025-05-08 12:29 本頁面
【正文】 乙醇水精餾塔浮閥塔課程項目設(shè)計方案一 設(shè)計任務(wù)書 設(shè)計條件⑴處理量：106000噸/年⑵操作條件：精餾塔塔頂壓強：1. 03 atm（絕對壓強)進料液狀態(tài)：自選回流比：自選加熱蒸汽壓力：低壓蒸汽單板壓降：75mm液柱乙醇水平衡數(shù)據(jù)自查⑶液料組成（質(zhì)量分數(shù)）：45%⑷塔頂產(chǎn)品質(zhì)量組成（質(zhì)量分數(shù)）：93%⑸塔頂易揮發(fā)組分回收率：99%⑹每年實際生產(chǎn)天數(shù)：330天 設(shè)計任務(wù)⑴精餾塔的物料衡算⑵塔板數(shù)的確定⑶精餾塔的工藝條件及有關(guān)數(shù)據(jù)的計算⑷精餾塔的塔體工藝尺寸的計算⑸塔板主要工藝尺寸的計算⑹塔板的流體力學驗算⑺塔板負荷性能圖⑻精餾塔接管尺寸的計算⑴ 工藝設(shè)計①選擇工藝流程和工藝條件1) 加料方式：貯罐 加料泵 精餾塔。2) 進料熱狀態(tài)：泡點進料，進料根據(jù)能量充分合理利用和節(jié)能原則，可利用塔頂蒸汽的冷凝熱對料液進行預熱至沸點。3) 塔頂蒸汽冷凝方式：在分凝器中利用塔頂蒸汽的冷凝熱對料液進行預熱，飽和液體進入回流罐，飽和氣體然后在全凝器中進一步冷凝成飽和液體進入回流罐。4) 再沸器加熱方式：間接加熱。5) 塔頂產(chǎn)品的出料狀態(tài)：塔頂產(chǎn)品冷卻至常溫后進產(chǎn)品貯槽。塔底采出物流的能量另作它用。⑵精餾工藝計算① 物料衡算確定各物料流量。②確定適宜回流比。⑶精餾塔設(shè)備設(shè)計①塔板設(shè)計和流體力學計算對精餾段和提餾段分別進行塔板設(shè)計和流體力學計算。確定溢流裝置的設(shè)計，塔盤布置，塔盤流動性能的校核。②繪制塔板汽液負荷性能圖分別畫出精餾段和提餾段的塔板汽液負荷性能圖。③精餾塔機械結(jié)構(gòu)和塔體附件：根據(jù)流量和流體性質(zhì)，選取經(jīng)驗流速，確定進料管、塔頂蒸汽管、回流液管、塔釜再沸器進液管和蒸汽管的接管規(guī)格。：包括上下封頭、裙座高度。⑷附屬設(shè)備設(shè)計和選用①完成塔底再沸器的詳細設(shè)計計算。②泵選型。③換熱器選型：對原料預熱器、塔頂產(chǎn)品冷卻器等進行選型。④塔頂冷凝器設(shè)計選型：根據(jù)換熱量、回流管內(nèi)流速、冷凝器高度對塔頂冷凝器設(shè)計選型。⑤原料和產(chǎn)品儲罐的設(shè)計計算。⑥輸送管路的設(shè)計計算。⑦控制儀表的選擇參數(shù)。⑧編寫設(shè)計說明書設(shè)計說明書是將本設(shè)計的詳細介紹和說明。設(shè)計說明書應(yīng)根據(jù)設(shè)計指導思想闡明設(shè)計特點，列出設(shè)計主要技術(shù)數(shù)據(jù)，對有關(guān)工藝流程和設(shè)備選型作出技術(shù)上和經(jīng)濟上的論證和評價。應(yīng)按設(shè)計程序列出計算公式和計算結(jié)果，對所選用的物性數(shù)據(jù)和使用的經(jīng)驗公式、圖表應(yīng)注明來歷。設(shè)計說明書應(yīng)附有帶控制點的工藝流程圖，精餾塔、塔板結(jié)構(gòu)和再沸器工藝條件圖，計算機程序框圖和源程序。設(shè)計說明書具體包括以下內(nèi)容：封面；目錄；緒論；工藝流程、設(shè)備及操作條件；塔工藝和設(shè)備設(shè)計計算；塔機械結(jié)構(gòu)和塔體附件及附屬設(shè)備選型和計算；設(shè)計結(jié)果概覽；附錄；參考文獻；設(shè)計體會等。⑸圖紙用2圖紙繪制帶控制點的工藝流程圖1張；第二章 設(shè)計方案確定及流程說明塔設(shè)備是煉油、化工、石油化工等生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的氣液傳質(zhì)設(shè)備。根據(jù)塔內(nèi)氣液接觸部件的形式，可以分為填料塔和板式塔。板式塔屬于逐級接觸逆流操作，填料塔屬于微分接觸操作。工業(yè)上對塔設(shè)備的主要要求：（1）生產(chǎn)能力大（2）分離效率高（3）操作彈性大（4）氣體阻力小結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)備取材面廣等。 本設(shè)計的任務(wù)為分離乙醇—水二元混合物，采用連續(xù)精餾流程。本設(shè)計采用泡點進料，將原料液通過預熱器加熱至泡點后送入精餾塔。塔頂上升蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點下一部分回流至塔內(nèi)，其余部分經(jīng)產(chǎn)品冷卻器冷卻后送至儲罐之中?；亓鞅雀鶕?jù)經(jīng)濟核算得到，且最適宜回流比與最小回流比的關(guān)系范圍為。塔底采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲罐。⑴ 塔板類型選擇浮閥塔的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、造價低；塔板開孔率大，生產(chǎn)能力大；由于閥片可以隨氣量的變化自由升降，故操作彈性大；因上升氣流水平吹入液層，氣液接觸時間長，塔板效率高。其缺點是處理易結(jié)焦、高粘度的物性時，閥片易于塔板粘結(jié)，故操作過程中有時會發(fā)生閥片脫落和卡死等現(xiàn)象，導致塔板效率下降。但乙醇—水物系屬于不易結(jié)焦、低粘度物系，因而不存在上述問題。綜合考慮各類塔板的優(yōu)缺點和待分離物系特點，確定選擇浮閥塔，類型為常用的F1型。⑵ 操作壓力的選擇條件設(shè)定塔頂操作壓力為常壓，不需設(shè)置真空設(shè)備或加壓設(shè)備。塔底壓力略高于常壓，但非常壓下物系平衡數(shù)據(jù)較難獲得，故在計算過程中不考慮壓力變化引起的物系組成變化和溫度變化，這是本設(shè)計的一個不足之處。⑶進料熱狀況的選擇本設(shè)計采用泡點進料，此時，進料熱狀態(tài)參數(shù)q=1，精餾段和提餾段氣體摩爾流量相同，體積流量也相近，塔徑基本相同。⑷加熱方式的選擇本設(shè)計采用間接蒸汽加熱，塔底設(shè)再沸器，加熱蒸汽溫度120℃。⑸能量的利用問題精餾塔塔底再沸器輸入的能量大部分被塔頂冷卻劑帶走，能量利用率較低，故利用溫度較高的產(chǎn)品（乙醇）或副產(chǎn)品（水）以及冷凝后的加熱蒸汽對原料液進行余熱，也可通過別的方式利用余熱。 圖2—1乙醇水精餾塔工藝流程簡圖第三章 塔板的工藝設(shè)計 全塔物料衡算 原料液質(zhì)量組成（乙醇，下同）摩爾組成 質(zhì)量流量 平均摩爾質(zhì)量 摩爾流量 塔頂采出液質(zhì)量組成 摩爾組成 質(zhì)量流量 平均摩爾質(zhì)量 摩爾流量
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