化工原理課程設(shè)計(jì)乙醇-水溶液連續(xù)精餾塔優(yōu)化設(shè)計(jì)-wenkub
2023-02-15 15:52:42 本頁(yè)面
【正文】 最普遍。精餾是多數(shù)分離過(guò)程，即同時(shí)進(jìn)行多次部分汽化和部分冷凝的過(guò)程，因此可使混合液得到幾乎完全的分離。 關(guān)鍵詞：精餾塔，浮閥塔，精餾塔的附屬設(shè)備。化工原理課程設(shè)計(jì) 題 目 乙醇 水溶液連續(xù)精餾塔優(yōu)化設(shè)計(jì) 目 錄 1. 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) ……………………………………………………………… 2. 英文摘要前言 …………………………………………………………… 3. 前 言 ……………………………………………………………………… 1 4. 精餾塔優(yōu)化設(shè)計(jì) …… …………………………………………………… 5 5. 精餾塔優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算 …………………………………………………… 5 6. 設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果總表 ……………………………………………………… 22 7. 參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………… 23 8. 附 錄 ………………………………………………………………… 23 9. 致 謝 ………………………………………………………………… …………………………………………………………… 精餾塔優(yōu)化設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 一、設(shè)計(jì)題目 乙醇 — 水溶液連續(xù)精餾塔優(yōu)化設(shè)計(jì) 二、設(shè)計(jì)條件 1．處理量： 40000 （噸 /年） 2．料液濃度： 35 （ wt%） 3．產(chǎn)品濃度： 90 （ wt%） 4．易揮發(fā)組分回收率： % 5．每年實(shí)際生產(chǎn)時(shí)間： 7200 小時(shí) /年 6. 操作條件： ①間接蒸汽加熱； ②塔頂壓強(qiáng)： atm（絕對(duì)壓強(qiáng)） ③進(jìn)料熱狀況 :泡點(diǎn)進(jìn)料 三、設(shè)計(jì)任務(wù) a) 流程的確定與說(shuō)明； b) 塔板和塔徑計(jì)算； c) 塔盤(pán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) i. 浮閥塔盤(pán)工藝尺寸及布置簡(jiǎn)圖； ii. 流體力學(xué)驗(yàn)算； iii. 塔板負(fù)荷性能圖。 （ Department of Chemistry,University of South China,Hengyang 421001） Abstract: The design of a continuous distillation valve column, in the material, product requirements and the main physical parameters and to determine the size, process design and selection of equipment and design results, pletion of the ethanolwater distillation process and equipment design theme. Keywords: rectification column, valve tower, accessory equipment of the rectification column. 前 言 乙醇在工業(yè)、醫(yī)藥、民用等 方面，都有很廣泛的應(yīng)用，是很重要的一種原料?；S(chǎng)中精餾操作是在直立圓形的精餾塔內(nèi)進(jìn)行的，塔內(nèi)裝有若干層塔板或充填一定高度的填料。浮閥有很多種形式，但最常用的形式是 F1 型和 V4 型。 塔板效率高。 精餾塔優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算 在常壓連續(xù)浮閥精餾塔中精餾乙醇 —— 水溶液，要求料液濃度為 35%，產(chǎn)品濃度為 90%，易揮發(fā)組分回收率 %。工藝流程圖見(jiàn)圖 二 塔的物料衡算 1. 查閱文獻(xiàn)，整理有關(guān)物性數(shù)據(jù) ⑴ 和乙醇的物理性質(zhì) 名稱(chēng) 分子式 相對(duì)分子質(zhì)量 密度 20℃ 3/kgm 沸 點(diǎn) a ℃ 比熱容 (20℃ ) Kg/(kg. ℃) 黏度 (20 ℃) 導(dǎo)熱系數(shù) (20℃ ) ?/(m. ℃) 表面 張力 ????? (20 ℃) N/m 水 2HO 998 100 乙醇 25CHOH 7 789 ⑵常壓下乙醇和水的氣液平衡數(shù)據(jù)，見(jiàn)表 常壓下乙醇 — 水系統(tǒng) t— x— y 數(shù)據(jù)如表 1— 6 所示。 因?yàn)橐掖?水物系的曲線(xiàn)是不正常的平衡曲線(xiàn) ,當(dāng)操作線(xiàn)與 q 線(xiàn)的交點(diǎn)尚未落到平衡線(xiàn)上之前 ,操作線(xiàn)已經(jīng)與平衡線(xiàn)相切 ,如圖 g點(diǎn)所示 . 此時(shí)恒濃區(qū)出現(xiàn)在g點(diǎn)附近 , 對(duì)應(yīng)的回流比為最小的回流比 . 最小回流比的求法是由點(diǎn) a( Dx , Dx )向平衡線(xiàn)作切線(xiàn)，再由切線(xiàn)的斜率或截距求 minR 作圖可知 b= b=1DxR?= ?Rmin = 由工藝條件決定 R= 故取操作回流比 R= （ 2） 理論板數(shù) TN 塔頂，進(jìn)料，塔底條件下純組分的飽和蒸氣壓 ip tD= 。 =℃ tW=。 = 塔底 W? = = 全塔平均相對(duì)揮發(fā)度為 α m = WD?? =√ = 39。NminN:1 = ?(R。 = 實(shí)際塔板數(shù) 精餾段塔板數(shù)： N= 4ET= 8 提餾段塔板數(shù)： N= 10ET= 20 四、塔的工藝條件及物性數(shù)據(jù)計(jì)算 精餾段 操作壓力為 Pm 塔頂壓力： DP =+= 若取每層塔板壓強(qiáng) P? = 則進(jìn)料板壓力： FP =+8? = 精餾段平均操作壓力 Pm =: = 溫度 mt 根據(jù)操作壓力，通過(guò)泡點(diǎn)方程及安托因方程可得 塔頂 Dt = C 進(jìn)料板 Ft = C mt精 =: = C 平均摩爾質(zhì)量 M ⑴ 塔頂 Dx = 1y = Dy = VDM = ? +（ ）
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