畢業(yè)設(shè)計(jì)年產(chǎn)48000噸乙醇~水精餾裝置設(shè)計(jì)報(bào)告-wenkub
2023-05-16 03:26:19 本頁面
【正文】 然塔頂蒸汽冷凝可以放出大量熱量，但是由于其位能較低，不可能直接用作為塔底的熱源。 5 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 原料：乙 醇 ~水溶液，年產(chǎn)量 48000 噸 乙醇含量： 35%(質(zhì)量分?jǐn)?shù) )，原料液溫度： 45℃ 設(shè)計(jì)要求：塔頂?shù)囊掖己坎恍∮?90%(質(zhì)量分?jǐn)?shù) ) 塔底的乙醇含量不大于 %(質(zhì)量分?jǐn)?shù) ) 表 1 乙醇 ~水溶液體系的平衡數(shù)據(jù) 液相中乙醇的含量 (摩爾分?jǐn)?shù) ) 汽相中乙醇的含量 (摩爾分?jǐn)?shù) ) 液相中乙醇的含量 (摩爾分?jǐn)?shù) ) 汽相中乙醇的含量 (摩爾分?jǐn)?shù) ) 6 二：計(jì)算過程 1. 塔 型選擇 根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)，若按年工作日 300 天，每天開動(dòng)設(shè)備 24 小時(shí)計(jì)算，產(chǎn)品流量為 6667 /kg h ，由于產(chǎn)品粘度較小，流量較大，為減少造價(jià)，降低生產(chǎn)過程中壓降和塔板液面落差的影響，提高生產(chǎn)效率，選用浮閥塔。但是由于常用 的多為其水溶液，因此，研究和改進(jìn)乙醇 `水體系的精餾設(shè)備是非常重要的。因其良好的理化性能，而被廣泛地應(yīng)用于化工、日化、醫(yī)藥等行業(yè)。 27 回流液管 26 釜?dú)堃撼隽瞎? 24 操作性能負(fù)荷圖 23 液泛線 22 液泛驗(yàn)算 21 干板阻力 ch 19 浮閥數(shù)目及排列 18 降液管底隙高度 h0 18 堰高 17 5. 塔板結(jié)構(gòu)尺寸的確定 12 精餾段 8 塔頂產(chǎn)品產(chǎn)量、釜?dú)堃毫考凹訜嵴羝康挠?jì)算 6 1. 塔型選擇 4 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 4 設(shè)計(jì)依據(jù) 5 二：計(jì)算過程 7 最小回流比及操作回流比的確定 12 4. 精餾塔 主體 尺寸的計(jì)算 12 精餾段與提餾段的體積流量 12 提餾段 15 塔高的計(jì)算 17 弓形降液管 19 3 浮閥數(shù)目 21 由表面張力引 起的阻力 h? 23 液體負(fù)荷上限線 25 8. 各接管尺寸的確定 近些年來，由于燃料價(jià)格的上漲，乙醇燃料越來越有取代傳統(tǒng)燃料的趨勢(shì)，且已在鄭州、濟(jì)南等地的公交、出租車行業(yè)內(nèi)被采用。 塔設(shè)備是最常采用的精餾裝置，無論是填料塔還是板式塔都在化工生產(chǎn)過程中得到了廣泛的應(yīng)用，在此我們作板式塔的設(shè)計(jì)以熟悉單元操作設(shè)備的設(shè)計(jì)流程和應(yīng)注意的事項(xiàng)是非常必要的。 2. 操作條件的確定 操作壓力 由于乙醇 ~水體系對(duì)溫度的依賴性不強(qiáng)，常壓下為液態(tài)，為降低塔的操作費(fèi)用，操作壓力選為常壓 其中塔頂壓力為 10 Pa? 塔底壓力 5[ 25 10 ( 265 ~ 530 ) ]N P a?? 進(jìn)料狀態(tài) 雖然進(jìn)料方式有多種，但是飽和液體進(jìn)料時(shí)進(jìn)料溫度不受季節(jié)、氣溫變化和前段工序波動(dòng)的影響，塔的操作比較容易控制；此外，飽和液體進(jìn)料時(shí)精餾段和提餾段的塔徑相同，無論是設(shè)計(jì)計(jì)算還是實(shí)際加工制造這樣的精餾塔都比較容易，為此，本次設(shè)計(jì)中采取飽和液體進(jìn)料 加熱方式 7 精餾塔的設(shè)計(jì)中多在塔底加一個(gè)再沸器以采用間接蒸汽加熱以保證塔內(nèi)有足夠的熱量供應(yīng)；由于乙醇 ~水體系中，乙醇是輕組分，水由塔底排出，且水的比熱較大，故可采用直接水蒸氣加熱，這時(shí)只需在塔底安裝一個(gè)鼓泡管，于是可省去一個(gè)再沸器，并且可以利用 壓力較底的蒸汽進(jìn)行加熱，無論是設(shè)備費(fèi)用還是操作費(fèi)用都可以降低。為此，我們擬采用塔釜?dú)堃簩?duì)原料液進(jìn)行加熱。 , 39。 0 . 6 7 8 0 . 5 5DqqqxyR yx? ?? ? ??? 所以， m in m in( 2 ) ?? 可取操作回流比 m in1( / )R R R?? 9 塔頂產(chǎn)品產(chǎn)量、釜?dú)堃毫考凹訜嵴羝康挠?jì)算 以年工作日為 300 天，每天開車 24 小時(shí)計(jì)，進(jìn)料量為： 34 8 0 0 0 1 0 2 9 9 /3 0 0 2 4 2 2 . 3F k m o l h????? 由全塔的物料衡算方程可寫出： 0V F D W? ? ? 0 0y? (蒸汽 ) 65 .85 /D kmol h? 00 f D WV y F x D x W x? ? ? 36 4. 85 /W kmo l h? 39。的情況下可以查得比熱 /pfc kJ kg C??186。因此， 63 6 4 .8 5 4 .1 9 1 ( 9 9 .3 8 5 5 ) 1 .2 2 8 1 0 /wQ k J h? ? ? ? ? ? 可知， wf? ，于是理論上可以用釜?dú)堃杭訜嵩弦褐僚蔹c(diǎn) 理論塔板層數(shù)的確定 精餾段操作線方程： 1 0 .5 0 .3 911 Dn n nxRy x xRR? ? ? ? ??? 提餾段操作線方程： 1 00 2 . 7 7 0 . 0 0 5 4n m w mWWy x x xVV? ? ? ? ? q 線方程： ? 11 在 ~yx相圖中分別畫出上述直線，利用圖解法可以求出 18TN ? 塊 (含塔釜 ) 其中，精餾段 13 塊，提餾段 5 塊。 表 3 精餾段 的已知數(shù)據(jù) 13 位置 進(jìn)料板 塔頂 (第一塊板 ) 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 39。 ? 139。 0 .3 5 0 .8 8 5 0 .6 0 32Lmx ??? 所以， 3814 /Lm kg m? ? 精餾段的液相負(fù)荷 /L RD kmol h?? 36 5 .8 5 3 0 2 .4 3 /814n LmLML m h? ?? ? ? 同理可計(jì)算出精餾段的汽相負(fù)荷。 ? 39。有以上的計(jì)算結(jié)果可以知道： 汽塔的平均蒸汽流量： 3() 1 . 0 5 6 1 . 1 5 1 . 1 0 3 /22S J S TS VVV m s? ?? ? ? 汽塔的平均液相流量： 3() 0 . 0 0 0 6 7 5 0 . 0 0 2 2 5 0 . 0 0 1 4 6 /22S J S TS LL m s? ?? ? ? 汽塔的汽相平均密度： 31 . 2 5 1 0 . 8 1 6 1 . 0 3 3 5 /22V J V TV k g m??? ? ?? ? ? 汽塔的液相平均密度： 38 1 4 9 1 1 8 6 3 /22L J L TL k g m??? ? ?? ? ? 塔徑可以由下面的公式給出：
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