年產(chǎn)量38萬(wàn)噸乙醇-正丙醇精餾塔設(shè)計(jì)(完整版)
【正文】 3 1．設(shè)計(jì)任務(wù) 物料組成：乙醇 30%、正丙醇 70%（摩爾分?jǐn)?shù)）； 產(chǎn)品組成 :塔頂乙醇含量 =99%，塔底釜液丙醇含量 =99%； 操作壓力： (塔頂絕對(duì)壓力 )； 加熱體系：間接蒸汽加熱，加熱蒸汽壓力為 5kgf/cm2（絕壓）； 冷凝體系：冷卻水進(jìn)口溫度 25℃，出口溫度 45℃； 熱量損失：設(shè)備熱損失為加熱蒸汽供熱量的 5％； 料液定 性：料液可視為理想物系； 年產(chǎn)量（乙醇）： 萬(wàn)噸； 工作日：每年工作日為 265 天，每天 24 小時(shí)連續(xù)運(yùn)行； 進(jìn)料方式：飽和液體進(jìn)料， q 值為 1； 塔板類型 : 浮閥塔板。塔底設(shè)冷凝回流裝置。 以塔頂操作狀態(tài)為熱量衡算基準(zhǔn)態(tài)，則 QL= QD=0 各股物料熱量計(jì)算 查得乙醇和正丙 醇正常沸點(diǎn)為 和 ，在正常沸點(diǎn)下的汽化焓分別為 、 ，算出乙醇和正丙醇在 ℃ 時(shí)的氣化焓分別為 kJ/mol、 kJ/mol 由此可計(jì)算進(jìn)入塔頂冷凝器蒸氣的熱量為 : 代入到熱量衡算式中，可求得塔頂冷凝器帶走的熱量為 : 冷卻水的用量 設(shè)冷卻水的流量為 水mq ，則 39。閥孔臨界氣速與閥孔臨界動(dòng)能因子 F0有如下關(guān)系： , 其中 F0的經(jīng)驗(yàn)值為 9 到 12。泛點(diǎn)率是設(shè)計(jì)負(fù)荷與泛點(diǎn)負(fù)荷之 比。 漏液 漏液點(diǎn)氣速計(jì)算式： 為漏液點(diǎn)動(dòng)能因子，取值范圍為 5－ 6，本設(shè)計(jì)中取 5。 減壓塔： F1 75 % － 77 % 。 液體通過(guò)降液管的壓強(qiáng)降 : dH 指降液管中清夜層高度 Lh 為板上清夜層高度，取值為 th 為塔板總壓降 dh 指與液體流過(guò)降液管的壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨龋饕薪狄汗艿紫短幍木植孔枇υ斐?。mq ，則： 。 釜液流量為： 14 儲(chǔ)存釜液高度： 精餾塔熱量衡算 塔頂冷凝器的熱量衡算 目的：對(duì)塔頂冷凝器進(jìn)行熱量衡算以確定冷卻水的用量 如圖 42 所示，對(duì)精餾塔塔頂冷凝器進(jìn)行熱量衡算 熱量衡算式 式中 QV’—— 塔頂蒸氣帶入系統(tǒng)的熱量； QL—— 回流液帶出系統(tǒng)的熱量； QV’ ’ 39。連續(xù)蒸餾具有生產(chǎn)能力大，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，本課程設(shè)計(jì)中年產(chǎn)量大（ 46000噸 /年），所以采用連續(xù)蒸餾的方式。 4 蒸餾過(guò)程根據(jù)操作壓力的不同，可分為常壓、減壓和 加壓蒸餾。WQ LQ DQ 15 QD—— 餾出液帶出系統(tǒng)的熱量； QW’—— 冷凝水帶出系統(tǒng)的熱量。已知蒸氣的壓力為5kgf/cm2（絕壓），查得該壓力下蒸汽的汽化熱為 :r＝ 2113kJ/kg 由此可求得再 沸器的加熱蒸汽用量為 : 5．板主要工藝尺寸計(jì)算 溢流裝置計(jì)算 因塔徑 D=,可選單溢流的弓形降液管 堰長(zhǎng) wl 查表得： wl = 溢流堰高度 Wh 堰上液層高度 : 弓形降液管寬度 Wd和截面積 Af 查表，得 : 20 AT/Af =10 故 Af= Wd= 依下式驗(yàn)算液體在降液管中停留時(shí)間，即 故降液管的設(shè)計(jì)合理 降液管底隙高度 h0 塔板布置 塔板的分塊 因 D800mm，故采用分塊式， 2 塊塔板。由于塔板上未設(shè)置進(jìn)口堰，可按下式計(jì)算： 綜上，閥全開(kāi)前： 閥全開(kāi)后： 取全開(kāi)后的壓降為設(shè)計(jì)壓降，即 由圖讀出，泛點(diǎn)負(fù)荷系數(shù) CF = ，由表查出 ,物性系數(shù) K = 1 Z=。 塔徑大于 900 mm， F － ，符合工藝要求。 液沫夾帶 對(duì)浮閥塔板多采用泛點(diǎn)率來(lái)間接判斷液沫夾帶量。 采用 FIQ4A型浮閥，相關(guān)數(shù)據(jù)如下： 閥厚 /m: 閥重 /kg: 閥孔孔徑 0d /m: 閥孔排列采用叉排方式按正三角形排列 取正三角形排布，列寬 h= 作圖得到排列閥孔數(shù) :n = 420 22 閥孔總面積 : 真實(shí)閥孔氣速 : 浮閥全開(kāi)時(shí)的閥孔氣速稱為閥孔臨界氣速。同時(shí)，操作壓力為 。 由任務(wù)書(shū)給定，進(jìn)料熱狀況為泡點(diǎn)進(jìn)料，加熱方式采用間接蒸氣加熱，設(shè)置再沸器。 廠址選地：巢湖 2．設(shè)計(jì)方案 蒸餾裝置包括精餾塔、原料預(yù)熱器、蒸餾釜（再沸器）、冷凝器、釜液冷卻器和產(chǎn)品冷卻器等設(shè)備。
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