分離乙醇水精餾塔設(shè)計含經(jīng)典工藝流程圖和塔設(shè)備圖(已修改)
2025-06-28 04:07 本頁面
【正文】 分離乙醇水的精餾塔設(shè)計 設(shè)計人員： 所在班級： 化學(xué)工程與工藝 成績： 指導(dǎo)老師： 日期： 化工原理課程設(shè)計任務(wù)書一、 設(shè)計題目：乙醇水連續(xù)精餾塔的設(shè)計二、 設(shè)計任務(wù)及操作條件（1） 進精餾塔的料液含乙醇35％（質(zhì)量分數(shù)，下同），其余為水；（2） 產(chǎn)品的乙醇含量不得低于90％；（3） 塔頂易揮發(fā)組分回收率為99％；（4） 生產(chǎn)能力為50000噸/年90％的乙醇產(chǎn)品；（5） 每年按330天計，每天24小時連續(xù)運行。（6） 操作條件a） 塔頂壓強 4kPa （表壓）b） 進料熱狀態(tài) 自選c） 回流比 自選 d） 加熱蒸汽壓力 低壓蒸汽（或自選）e） 單板壓降 kPa。三、 設(shè)備形式：篩板塔或浮閥塔四、 設(shè)計內(nèi)容： 設(shè)計說明書的內(nèi)容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(guān)物性數(shù)據(jù)的計算；4） 精餾塔的塔體工藝尺寸計算；5） 塔板主要工藝尺寸的計算；6） 塔板的流體力學(xué)驗算；7） 塔板負荷性能圖；8） 精餾塔接管尺寸計算；9） 對設(shè)計過程的評述和有關(guān)問題的討論； 設(shè)計圖紙要求；1） 繪制生產(chǎn)工藝流程圖（A2 號圖紙）；2） 繪制精餾塔設(shè)計條件圖 （A2 號圖紙）；五、 設(shè)計基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：1. 常壓下乙醇水體系的txy 數(shù)據(jù)；2. 乙醇的密度、粘度、表面張力等物性參數(shù)。一、 設(shè)計題目：乙醇水連續(xù)精餾塔的設(shè)計二、 設(shè)計任務(wù)及操作條件：進精餾塔的料液含乙醇35％（質(zhì)量分數(shù)，下同），其余為水；產(chǎn)品的乙醇含量不得低于90％；塔頂易揮發(fā)組分回收率為99％，生產(chǎn)能力為50000噸/年90％的乙醇產(chǎn)品；每年按330天計，每天24小時連續(xù)運行。塔頂壓強 4kPa （表壓）進料熱狀態(tài) 自選回流比 自選 加熱蒸汽壓力 低壓蒸汽（或自選）單板壓降 ≤。三、 設(shè)備形式：篩板塔四、 設(shè)計內(nèi)容：1） 精餾塔的物料衡算：原料乙醇的組成 xF＝＝原料乙醇組成 塔頂易揮發(fā)組分回收率90％平均摩爾質(zhì)量 MF =由于生產(chǎn)能力50000噸／年，.則 qn，F(xiàn)所以，qn，D2） 塔板數(shù)的確定： 甲醇—水屬非理想體系，但可采用逐板計算求理論板數(shù),本設(shè)計中理論塔板數(shù)的計算采用圖解法。由乙醇和水有關(guān)物性的數(shù)據(jù)，求的求得乙醇—水體系的相對揮發(fā)度α=，最小回流比的計算：采用泡點進料，所以q＝1，xF，由氣液平衡方程y ， 所以yq，即，把xF=xq=??.????????即 .求得yq=.所以，根據(jù)最小回流比計算公式Rmin即，Rmin=,根據(jù)回流比R是最小回流比的合適倍數(shù)，所以選擇選擇2倍。即R=2Rmin=. 進料熱狀況選擇為泡點進料，所以q=1精餾段，根基操作線方程：y= 所以，y= x+ 聯(lián)立y=x 所以x=xD= 提餾段，y=聯(lián)立y=x求得y==xw= 根據(jù)xD，xw，及xq以及操作線方程，利用圖解法在xy坐標上做出平衡線與對角線并且畫梯級作圖如下：由圖可知，故，所需總塔板數(shù)為14.查手冊得水和乙醇氣液平衡數(shù)據(jù)，t數(shù)據(jù)利用表2中數(shù)據(jù)由拉格朗日插值可求得、。進料口： , =℃塔頂：，=℃塔釜：，=℃精餾段平均溫度℃提餾段平均溫度 ℃由塔頂和塔底平均溫度得=℃查手冊得，℃下，乙醇的粘度為，水的粘度為可以有下式求得平均粘度其中xi進料中某組分的摩爾分數(shù)該組分的粘度，按照塔的平均溫度下的液體計則=*+*=帶入回歸方程E1==該算法為泡罩塔蒸餾塔總板效率，則篩板塔為E==精餾段實際板層數(shù) = 10/=16提餾段實際板層數(shù) =4/=7進料板位置 總的塔板數(shù) Nc=16+7=233） 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算：一、 乙醇氣液平衡數(shù)據(jù)（） 表1如下 T/℃液相xa/%氣相ya/% T/℃液相xa/%氣相ya/% T/℃液相xa/%氣相ya/%10000
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