【正文】 ............................................. 16 最小回流比及操作回流比的確定 ..................................... 17 塔頂產(chǎn)品產(chǎn)量、釜殘液量及加熱蒸汽量的計算 ......................... 17 理論塔板層數(shù)的確定 ............................................... 18 全塔效率的估算 ................................................... 19 、實際塔板數(shù) PN .................................................. 20 第三章 精餾塔主題尺寸的計算 ........................................... 21 精餾段與提餾段的體積流量 ......................................... 21 精餾段 ....................................................... 21 提餾段 ....................................................... 22 塔徑的計算 ....................................................... 23 塔高的計算 ....................................................... 25 結(jié)論 .................................................................. 26 致謝 ……………………………………………………………………………………… .27 參考文獻 ………………………………………………………………………………… .28 遼寧石油化工大學繼續(xù)教育學院論文 1 摘要 人類與化工的關(guān)系十分密切，在現(xiàn)代生活中，幾乎隨時隨地都離不開化工產(chǎn)品，從衣、食、住、行等 物質(zhì)生活，到文化藝術(shù)、娛樂等精神生活，都需要化工產(chǎn)品為之服務。乙醇可以調(diào)入汽油，作為車用燃料 ? ? 關(guān)鍵詞 ：水 、 乙醇 、 精餾塔 、 濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 第一章 綜 述 精餾 精餾的含義 一種利用回流使液體 混合物 得到高純度分離的 蒸餾 方法，是工業(yè)上應用最廣的液體混合物分離操作，廣泛用于石油、化工、輕工、食品、 冶金 等部門 。溫度較低的液體混合物被溫度較高的氣體混合物加熱而部分汽化。 在一定的溫度和壓力下，如果物料系統(tǒng)中存在兩個和兩個以上的相，物料在各相的相對量以及物料中各組分在各相中的濃度不隨時間變 化，我們稱系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。排出殘余的物料后，再裝入一批物料進行精餾。如果液體 進料，則物料在該板與精餾段的回流液匯合，然后逐層下流至塔釜。減壓精餾，就是借助降低系統(tǒng)壓力，使混合液的泡點下降，在較低壓力下沸騰，以達到降低精餾操作的溫度。在精餾時，共沸組分 能以恒沸物的形式從精餾塔頂蒸出，工業(yè)上把這種操作稱為恒沸精餾。選擇性是選擇萃取劑最主要的依據(jù)。性能良好的精餾設(shè)備，為精餾過程的進行創(chuàng)造了良好的條件。 （ 3）要求有較高的分離效率和較大的處理量，同時要求在寬廣的汽液負荷范圍內(nèi)塔板效率高而且穩(wěn)定。廣泛應用于氣體吸收、蒸餾、萃取等操作 （一）填料塔的結(jié)構(gòu)原理 填料塔是以塔內(nèi)的填料作為氣液兩相間接觸構(gòu)件的傳質(zhì)設(shè)備。因此，當填料層較高時，需要進行分段，中間設(shè)置再分布裝置。這標志著填料塔的 塔填料 、塔內(nèi)件及填料塔本身的綜合設(shè)計技術(shù)進入了一個新階段。與此相反的是，近五六年來，塔器中板式塔技術(shù)卻又有了明顯的進步。每塊塔板上保持著一定深度的液層，氣體通過塔板分散到液層中去，進行相際接觸傳質(zhì)。而泡罩塔的應用則日益減少，除特殊場合外，已不再新建。 ③ 液流下限線。這三種塔型在正常范圍內(nèi)操作的板效率大致相同。一般地說，主要根據(jù)物料的性質(zhì)，原料的組成，對產(chǎn)品純度的要求，設(shè)備材料的來源，工廠生產(chǎn)的規(guī)模等具體情況，選擇合理的操作條件。分子中的羥基可以形成 氫鍵 ，因此乙醇黏度很大，也不及相近相對分子質(zhì)量的 有機化合物 極性大。此外，其非極性的 烴基 使得乙醇也可溶解一些非極性的物質(zhì)，例如大多數(shù)香精油和很多增味劑、增色劑和醫(yī)藥試劑 。 酒精中毒 的罪魁禍首通常被認為是有一定 毒性 的乙醛，而并非喝下去的乙醇。 （五） 氧化反應 （ 1）燃燒：發(fā)出淡藍色火焰，生成 二氧化碳 和水（蒸氣），并放出大量的熱，不完全燃燒時還生成 一氧化碳 ，有黃色火焰，放出熱量 完全燃燒： C2H5OH+3O2→2CO2+3H2O （ 2） 催化氧化 ：在加熱和有催化劑（ Cu 或 Ag）存在的情況下進行?；颊哌M入第三或第四階段，出現(xiàn)意識喪失、 瞳孔 擴大、呼吸不規(guī)律、 休克 、心力循環(huán)衰竭及呼濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 吸停止。與 氧化劑 接觸發(fā)生化學反應或引起燃燒。若 酒精濃度 過低，雖可進入 細菌 ，但不能將其體內(nèi)的 蛋白質(zhì) 凝固，同樣也不能將細菌徹底殺死。 （ 2）飲料： 乙醇是酒主要成分（含量和酒的種類有關(guān)系）如 白酒 為 56 度的酒。 發(fā)酵液中的質(zhì)量分數(shù)約為 6%~10%，并含有其他一些有機雜質(zhì)，經(jīng)精餾可得 95%的工業(yè)乙醇。 0 . 8 2 0 . 6 7 8 0 . 6 2 339。 39。 表 32 精餾段的汽液相負荷 名稱 汽相 液相 平均摩爾質(zhì)量 / /kg kmol 30 平均密度 / 3/kgm 814 體積流量 / 3/mh ( 3/ms) ( 3/ms) 提餾 段 整理提餾段的已知數(shù)據(jù)列于表 33，采用與精餾段相同的計算方法可以得到提餾段的負荷，結(jié)果列于表 34。在此溫度下，乙醇的平均摩爾分數(shù)為 0 .7 4 1 0 .1 7 4 0 .0 0 2 0 .3 0 73?? ?，所以，液體的臨界溫度： 0 . 3 0 7 (2 7 3 2 4 3 ) ( 1 0 . 3 0 7 ) (2 7 3 3 4 2 . 2 ) 6 0 9c i icT x T K? ? ? ? ? ? ? ? ?? 設(shè)計要求條件下乙醇 ~水溶液的表面張力 21 26 /dyn m? ? 平均塔溫下乙醇 ~水溶液的表面張力可以由下面的式子計算： 11()mcmcTT?? ?? ? ， 1. 22 60 9 ( 27 3 86 .5 )[ ] 26 19 .9 5 /60 9 ( 27 3 25 ) dy n c m? ??? ? ??? 所以： 9 .90 .0 7 3 ( ) 0 .0 7 320C ?? m a x 8 6 3 1 . 0 3 3 50 . 0 7 3 2 . 1 1 /1 . 0 3 3 5LVVu C m s???? ?? ? ? ? 濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 0 .7 2 .1 1 1 .4 7 6 /u m s? ? ? 4 1 .1 0 3 0 .9 5 11 .4 7 6Dm? ???? 根據(jù)塔徑系列尺寸圓整為 1000D mm? 此時，精餾段的上升蒸汽速度為： 224 4 1 . 0 5 6 1 . 3 4 5 /1SJJ Vu m sD?? ?? ? ?? 提餾段的上升蒸汽速度為： 24 1 .4 6 4 /STT Vu m sD??? 塔高的計算 塔的高度可以由下式計算： ( 2 )P T T F WZ H N S H S H H H? ? ? ? ? ? ? 已知實際塔板數(shù)為 40N? 塊，板間距 ? 由于料液較清潔，無需經(jīng)常清洗，可取每隔 8 塊板設(shè)一個人孔，則人孔的數(shù)目 S 為： 32 138S ? ? ? 個 取人孔兩 板之間的間距 ? ，則塔頂空間 ? ，塔底空間 ? ，進料板空間高度 ? ，那么，全塔高度： 1 . 2 ( 4 0 2 3 ) 0 . 4 3 0 . 6 0 . 5 2 . 5 2 0Zm? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 結(jié)論 從設(shè)計計算結(jié)果可以知道，該精餾塔設(shè)計較為合理，完全能夠滿足規(guī)定任務下的處理能力及分離要求，該塔的塔板設(shè)計是取氣液相負荷較大的塔底塔板而進行設(shè)計計算的，如果精 餾塔的精餾段提餾段氣液相負荷差別較大時，精餾段以及提餾段塔板應分別進行設(shè)計計算，這樣才能滿足生產(chǎn)上的要求。通過畢業(yè)設(shè)計，要求我們要了解畢業(yè)設(shè)計的基本內(nèi)容，掌握化工設(shè)計的程序和方法，培養(yǎng)我們分析和解決工程實際問題的能力 。同時，通過畢 業(yè)設(shè)計，還可以使我們樹立正確的設(shè)計思想，培養(yǎng)實事求是、嚴肅認真、高度責任感的工作作風。板式塔的結(jié)構(gòu)較簡單，壓降小，塔板易用耐腐蝕材料制造等優(yōu)點。 ? 39。 ? 139。 0 . 7 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?? 塔頂產(chǎn)品產(chǎn)量、釜殘液量及加熱蒸汽量的計算 以年工作日為 290 天，每天開車 24 小時計，進料量為： 10000000 6 4 1 . 4 2 /2 9 0 2 4 2 2 . 4F 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 ) /D kmol h? 00 f D WV y Fx D x W x? ? ? 7 5 2 .1 7 /W kmol h? 濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 39。 濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 第二章 工藝計算 設(shè)計任務及要求 原料：乙醇 ~水溶液，年產(chǎn)量 10 萬噸 乙醇含量： 30%(質(zhì)量分數(shù) )，原料液溫度： 40℃ 設(shè)計要求：塔頂?shù)囊掖己坎恍∮?92%(質(zhì)量分數(shù) ) 塔底的乙醇含量不大于 %(質(zhì)量分數(shù) ) 表 21 乙醇 — 水溶液體系的平衡數(shù)據(jù) 液相中乙醇的含量 (摩爾分數(shù) ) 汽相中乙醇的含量 (摩爾分數(shù) ) 液相中乙醇的含量 (摩爾