【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ............................................................................................................................. 46 致謝 ........................................................................................................................................... 48 附錄 ........................................................................................................................................... 49 . .. 1 緒論 乙醇簡(jiǎn)介 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。在很多方面，要求乙醇有不同的純度，有時(shí)要求純度很高，甚至是無(wú)水乙醇，這是很有困難的，因?yàn)橐掖紭O具揮發(fā)性，也極具溶解性，所以，想要得到高純度的乙醇很困難 。 要想把低純度的乙醇水溶液提升到高純度，要用連續(xù)精餾的方法，因?yàn)橐掖己退膿]發(fā)度相差不大。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?；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。為實(shí)現(xiàn)精餾分離操作，除精餾塔外，還必須從塔底引入上升蒸汽流和從塔頂引入下降液?？芍?，單有精餾塔還不能完成精餾操作，還必須有塔底再沸器和塔頂冷凝器，有時(shí)還要配原料液預(yù)熱器、回流液泵等附屬設(shè)備，才能實(shí)現(xiàn)整個(gè)操作。 精餾塔簡(jiǎn)介 精餾塔是化 工、石油化工和煉油等生產(chǎn)中最重要的設(shè)備之一，它可使氣（或汽）液或液液兩相之間進(jìn)行緊密接觸，達(dá)到兩相間傳質(zhì)及傳熱的目的?？稍诰s塔中完成的常見(jiàn)的單元操作有：精餾、吸收、解吸和萃取等。此外，工業(yè)氣體的冷卻與回收、氣體的濕法凈制和干燥，以及兼有氣液兩相傳質(zhì)和傳熱的增濕、減濕等。 在化工廠、石油化工廠、煉油廠等中，精餾塔的性能對(duì)于整個(gè)裝置的產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量、生產(chǎn)能力和消耗定額，以及三廢處理和環(huán)境保護(hù)等各個(gè)方面，都有重大的影響。據(jù)有關(guān)資料報(bào)道，精餾塔的投資費(fèi)用占整個(gè)工藝設(shè)備投資費(fèi)用的較大比例；它所耗用的鋼材重量在各類工 藝設(shè)備中也屬較多。因此，精餾塔的設(shè)計(jì)和研究，受到化工、煉油等行業(yè)的極大重視。 對(duì)于精餾塔開(kāi)發(fā)而言，主要趨向于精餾塔內(nèi)構(gòu)件（主要表現(xiàn)為塔板）的發(fā)展，即針對(duì)特殊的生產(chǎn)要求、生產(chǎn)環(huán)境以及預(yù)定的開(kāi)發(fā)目標(biāo)，進(jìn)行專門的設(shè)計(jì)和研究，傳統(tǒng)的“普適性”塔內(nèi)件技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越少，塔內(nèi)件技術(shù)也必將由粗放型向精細(xì)化工的方向發(fā)展。 國(guó)外主要發(fā)展方向?yàn)閺?fù)合塔和并流塔板，復(fù)合塔包括單板復(fù)合與整塔復(fù)合，并流塔板包括汽液并流塔板、氣氣并流塔板和液液并流塔板。 浮閥塔與 20世紀(jì) 50年代初期在工業(yè)上開(kāi)始推廣使用，由于它兼有泡罩塔和篩板塔的優(yōu)點(diǎn)，已成為國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣泛的塔型，特別是在石油、化學(xué)工業(yè)中使用最普遍。浮閥有很多種形式，但最常用的形式是 F1 型和 V4 型。 F1型浮閥的結(jié)果簡(jiǎn)單、制造方便、節(jié)省材料、性能良好，廣泛應(yīng)用在化工及煉油生產(chǎn)中，現(xiàn)已列入部頒標(biāo)準(zhǔn)（ JB16868）內(nèi)， F1型浮閥又分輕閥和重閥兩種，但一般情況下都采用重閥，只有處理量大且要求壓強(qiáng)降很低的系統(tǒng)中，才用輕閥。浮閥塔具有下列優(yōu)點(diǎn)： . .. 生產(chǎn)能力大。 操作彈性大。 塔板效率高。 氣體壓強(qiáng)降及液面落差較小。 塔的造價(jià)低。浮閥塔不宜處理易結(jié)焦或黏度大的系統(tǒng)，但對(duì)于黏度稍大及有一般聚合 現(xiàn)象的系統(tǒng)，浮閥塔也能正常操作。 . .. 2 精餾塔的工藝計(jì)算 裝置流程圖的確定 精餾裝置有精餾塔、原料預(yù)熱器、再沸器、冷凝器、釜液冷卻器等。熱量自塔釜輸入，物料在塔內(nèi)經(jīng)多次部分汽化與部分冷凝進(jìn)行精餾分離，由冷凝器和冷卻器中的冷卻介質(zhì)將余熱帶走。在此過(guò)程中，熱量利用率很低，為此，在確定流程時(shí)應(yīng)考慮余熱的利用，注意節(jié)能。 乙醇溶液（原料）經(jīng)預(yù)熱器加熱到指定溫度后進(jìn)入精餾塔的進(jìn)料板，在進(jìn)料板上與自塔上部下降的回來(lái)液體匯合，逐板溢流，最后流入塔底，在每層板 上，回流液體與上升蒸汽互相接觸，進(jìn)行熱和質(zhì)的傳遞過(guò)程。操作時(shí)，連續(xù)從再沸器取出部分液體汽化，產(chǎn)生上升蒸汽，依次通過(guò)各層塔板，塔頂蒸汽進(jìn)入冷凝器中北冷凝，并將部分冷凝液回流到塔頂作為回流液，其余部分經(jīng)冷凝器后送出作為塔頂產(chǎn)品。塔釜采用間接蒸汽和再沸器共熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送入貯槽。乙醇精餾塔裝置工藝流程如附錄附圖 1. 乙醇和水的性能參數(shù) 乙醇的性能參數(shù) 表 2— 1 乙醇的性能參數(shù) 類別 溫度（℃） 表面張力 ()mN mA? 液體粘度 ()L Mpa s? ? 70 80 90 100 110 水的性能參數(shù) 表 2— 2 水的性能參數(shù) 類別 溫度（℃） 表面張力 ()mN mA? 液體粘度 ()L Mpa s? ? 70 80 90 100 110 . .. 乙醇水溶液沸點(diǎn)比熱表 表 2— 3 乙醇水溶液沸點(diǎn)比熱數(shù)據(jù) 質(zhì)量分?jǐn)?shù) % 沸點(diǎn)（℃） 比熱（卡 /克） 潛熱（卡 /克） 403 400 398 395 391 388 乙醇的氣液平衡數(shù)據(jù) 表 2— 4 乙醇的氣液平衡數(shù)據(jù) 溫度 ℃ 液相 x 氣相 y 溫度 ℃ 液相 x 氣相 y 100 95． 5 89． 0 86． 7 85． 3 84． 1 83． 7 82． 3 0． 00 0． 019 0． 0721 0． 0966 0． 1238 0． 1661 0． 2337 0． 2608 0． 00 0． 17 0． 3891 0． 4375 0． 4704 0． 5089 0． 5445 0． 5580 81． 5 80． 7 79． 8 79． 7 79． 2 78． 14 78． 41 78． 15 0． 3273 0． 3965 0． 5079 0． 5198 0． 5732 0． 6763 0． 7472 0． 8943 0． 5826 0． 6122 0． 6564 0． 6599 0． 6841 0． 7385 0． 7815 0． 8943 . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. a、有效寬度 B 2 2 1 0 0 2 0 02 2 1 0 0 2 6 2 4 1 2 0B d m mB d m m?? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ??n e t取大值 故 200B mm? b、有效高度 外側(cè)有效高度1h確定 116 1 0 0 2 4 .4 9 4 92 0 0 (d mmntmmh h? ?? ? ? ? ??? ??實(shí) 際 外 伸 高 度 ）取小值 故：1 mmh ? 內(nèi)側(cè)有效高度2h確定 226 1 0 0 2 4 .4 9 4 90(d mmntmmh h? ?? ? ? ? ??? ??實(shí) 際 內(nèi) 伸 高 度 ）取小值 故：2 0h? （ 4）多余金屬面積 a、筒體有效厚度取 ? ?e 筒體多余金屬面積 ( ) ( ) 2 ( ) ( 1 )rBd fA ??? ? ?? ? ? ? ? ?1 e e t e . .. 2( 2 0 0 1 0 0 ) ( 3 .2 3 ) 2 4 ( 3 .2 3 ) ( 1 0 .9 0 4 ) 2 0 .1 5 3 6 mm? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? b、接管多余金屬面積 接管計(jì)算厚度 ? ? 100= 113 1 ict mmp d p?? ? ???? ? ?t 接管多余金屬面積： : 2 ( ) 2 ( )rrffhhA ? ? ?? ? ? ?221 e t t 2 e t C 22 2 4 .4 9 4 9 ( 4 0 .0 6 1 9 8 5 3 ) 0 .9 0 4 0 1 9 2 .9 2 3 mm? ? ? ? ? ? ? c、接管焊縫區(qū)面 積（焊角取 6mm） 12 6 .0 6 .0 3 62 mmA ? ? ? ? ?3 d、多余金屬總面積 22 0 .1 5 3 6 1 9 2 .9 2 3 3 6 2 4 9 .0 7 6 6 mmA A A A? ? ? ? ? ? ?e 1 2 3 （ 5）所需另行補(bǔ)強(qiáng)面積 2) 3 0 2 . 3 0 4 2 4 9 . 0 7 6 6 5 3 . 2 2 7 4(AA mmA A A? ? ? ? ? ??4 2 31 （ 6）補(bǔ)強(qiáng)圈設(shè)計(jì) 根據(jù)接管公稱 DN100 選用補(bǔ)強(qiáng)圈標(biāo)準(zhǔn)