化工原理課程設(shè)計(jì)--乙醇——水混合液常壓連續(xù)精餾(存儲版)
【正文】 ?? sV Vs= m3/s （ 2）液泛線 5 8 8 6 828371 7 8 1 0 0 0223/2??????? ????????????????????sVLslwLE ++= 序號 1 2 3 4 5 6 假定 Ls （103） m3/s L m3/h 12 14 16 18 20 22 E 1..08 Vmax m3/s （ 3）液相上限線： smHAL Tf /004 3m i nm a x ????? （ 3）液相下限線 3/2mi n 10 00?????????wow lLEh 3/2 ????????? L L= m3/h= m3/s （ 5）漏液線 Fomin=5 VooFW?m inm in ? Vos FNV?m in8 37 ? smV s /63 825 3??? （四）、塔高及塔接管的計(jì)算： （ 1）設(shè)塔頂高 Hd= 塔底高 Hc= 塔座高 Hb=2m 進(jìn)料位置 兩塊板間距 HF=1m 精餾段開三個人口，塔頂及第 12 層，和 24層 處各一個，加料位置一個，提餾段第 4層上開一 個，共五個人孔，人孔Φ = H=（ N 精 1） HT+Hd+2 +(N 提 1)H’ T+HC++HF+Hb =（ 361） ++2 +(91) +++1+2 = （ 2）接管： （ a）塔頂蒸汽管 已知 V= m3/s 選 uv=15 m/s mu Vd ????? ? 取Φ 325 8無縫鋼管 則實(shí)際 氣速 : smdVu / 22 ?? ??? ? （ b）回流接管 已知： L=RD=3 = kg/h rL= kg/m3 選 WR= m/s mW LdLRR 36004 ???????? ??選Φ 95 5 實(shí)際速度： smD LWLRR /37 3600422 ???????? ??（ c）進(jìn)料管 已知 G= kg/h 選 WF= m/s γ 乙醇 =756 kg/m3 γ 水 = kg/m3 001 154 2211 ????? ????? γ = kg/m3 mWFdFF 05 14 36004 ????????? 選Φ 54 5 實(shí)際流速 smdGuLFF/36004122???????????? （ d）再沸蒸汽入口管 已知 V39。 ???? ? Q= = 105 kcal/h 再沸器選型： 由上已知△ tm==℃ 假定 K=2021 kcal/m2h℃ 25 0 0 0108 4 7 mtKQAm?? ???? 可選：立式 熱虹吸式重沸器： GCH6001630 ● 求導(dǎo)試差法 步驟： a 、在 y～ x 圖上作平衡線下凹處的切線， 確定切點(diǎn)的試差范圍（ xk1～ xk2） b、求平衡線下凹處的切點(diǎn)坐標(biāo)，即對平衡方程求導(dǎo)，因?yàn)槠胶夥匠虨?? ?xxy 11 ?? ?? ?? 對乙醇～水系統(tǒng)，α～ x 的關(guān)系可用下面經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： 當(dāng) x≥ 時 0632189380 ???? ?? 當(dāng) x 時 ? ? 5 2 3512021131 ???????? 所以有下凹段的平衡曲線方程為 ?y0632006321893801 89380 ??????? ? ?? ? （ 1） 對它進(jìn)行求導(dǎo)、即為下凹處切線，其導(dǎo)數(shù)為： ※ ? ?? ?2063 80063 21063 80893801 063208938018938039。33 ???????? 定板間距 H39。 ⑺列出塔的性能表 將以上設(shè)計(jì)所得的有關(guān)參數(shù)列入表中。 ⑵塔徑初估 ① uVD S4?? 提精 DD 應(yīng)分別計(jì)算 再圓整。 ?????????? ??? ??nn xy 0 0 0 1 9 6 2 8 1 39。水需熱 : Q1= = 106 kcal/h 設(shè)加熱蒸汽壓力為 4 kgf/cm2 查得 Ts=℃ γ 汽 =需水蒸汽量 hkgW / 6 ??? 該蒸汽的冷凝水作為原料的加熱熱源 假定水的出口溫度為 70℃ Cp水 =1 kcal/kg 原料進(jìn)口 t1=20℃ 組成 45%（質(zhì)量）其沸點(diǎn) ts=℃ Cp=+ ????? kcal/kg℃ 考慮熱損失為 10%，則： ? ? ? ?139。 （一）設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù) 原料液處理量： 28000 噸 /年 原料 液初溫： 20℃ 原料液含乙醇： 45%（質(zhì)量） 餾出液含乙醇： 93%（質(zhì)量） 乙醇回收率： （質(zhì)量） 由于在生產(chǎn)過程中，除去設(shè)備安裝，設(shè)備檢修等因素外，假定每年生產(chǎn) 300 天?；S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。蒸氣由塔底進(jìn)入，與下降液進(jìn)行逆流接觸，兩相接觸中，下降液中的易揮發(fā) (低沸點(diǎn) )組分不斷地向蒸氣中轉(zhuǎn)移，蒸氣中的難揮發(fā) (高沸點(diǎn) )組分不斷地向下降液中轉(zhuǎn)移，蒸氣愈接近塔頂，其易揮發(fā)組分濃度愈高，而下降液愈接近塔底，其難揮發(fā)組分則愈富集，達(dá)到組分分離的目的。根據(jù)操作方式又可分為連續(xù)精餾塔與間歇精餾塔。精餾是多數(shù)分離過程，即同時進(jìn)行多次部分汽化和部分冷凝的過程，因此可使混合液得到幾乎完全的分離。 一、工藝計(jì)算： 利用水一乙醇的平衡數(shù)據(jù)在坐標(biāo)上作 x~y 圖，（見附圖）部分平衡數(shù)據(jù)見指導(dǎo)書。=V 則塔釜中水的汽化量為： = kg/h 取釜內(nèi) P=1atm ts=100℃ γ 水 = kcal/kg 每小時汽化 V39。139。μ ) =( ) = 提餾段： 加料板 xF= ts= ℃ 塔底 xW= 104 ts≈ 100℃ ????t 查得平均溫度下的 x= α =(x+)=(+) = μ = cp ET= (αμ ) = ( ) = 實(shí)際塔板數(shù)： N 精 = ? 取 36 層 N 提 = ?? 取 9 層（不包括釜） 加料板位置：在第 37塊塔板上 總的塔板數(shù) N=37+9=46 層 二、塔設(shè)備的計(jì)算 理論教科書見 P154~167 需要算的參數(shù)如下 ： ⑴通過前面工藝設(shè)計(jì)及查閱有關(guān)資料，列出設(shè)備設(shè)計(jì)的有關(guān)工藝參數(shù)表： 基準(zhǔn) 參數(shù) 塔頂 進(jìn)料板 塔底 備注 溫 度 ℃ 壓 力 Pa 氣相負(fù)荷 VS m3/S 液相負(fù)荷 LS m3/S
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