【正文】 表 33， 33,SSLVSS? 3,SL S 0． 004 0． 006 0． 008 3,SV S 18． 987 18． 743 18． 518 18． 295 由上表數(shù)據(jù)可做出液泛線 5。 2 2 400. 15 3 ( ) 0. 15 3 0. 07 7. 50 10dh u m?? ? ? ? ? 61 6 6 0 10 22dHm ?? ? ? ? ? 則： ? ?d T WH H h??? 故在本設(shè)計(jì)中不會(huì)發(fā)生液泛現(xiàn)象。 （ 2）漏液 對(duì)于篩板塔，漏液點(diǎn)空速 00 m in 4 .4 ( 0 .0 0 5 6 0 .1 3 ) /L L Vu C h h ? ? ?? ? ? (242) ? ? 85 3. 43 24. 4 0. 73 5 0. 00 56 0. 13 0. 06 0. 00 32 8 1. 00 749. 40 5 /ms? ? ? ? ? ?? 實(shí)際空塔氣速： 39。 0Whh? 塔板布置 （ 1）取 39。 （１） 由參考資料查得 1750Wl mm? （２） 溢流堰高度 Wh 依式： W L OWh h h?? 計(jì)算 依參考資料 查得 弗蘭西斯公式計(jì)算 2 32 .8 4 ()1000 SOWwLh l?? (235) sL —— 液體體積流量 3/ms E —— 液體收縮系數(shù) E 近似取 1。0. 05 512Ts Ls vgHCLV?????? (232) 提餾段符合： 2 853 .4321 C ?????? 最大空塔氣速： 39。39。 （ 3）液泛 為防止降液管液泛的發(fā)生，應(yīng)使降液管中清液層高度 ()d T wH H h???取安全系數(shù) ?? 。 fh 代表塔板上的鼓泡層高度， m；設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn) ? 。 au —— 液層上部的有效塔截面氣體器速度， /ms。 /u m s? （液體通過底隙時(shí)的流速一般取 /ms? ） 0 0 0 . 0 0 5 6 5 0 . 0 4 6 13 6 0 0 1 . 7 5 0 0 . 0 7h WLhmlu? ? ?? 5 7Wh m m?? 取 0Whh? 進(jìn)口堰高 =出口堰高 塔板布置 [13] （ 1）取 39。 5 1 . 2 4 9 6 5 8 . 5 8 1 3 5 4 . 9 1 5 /2Lm m N m? ??? 液相平均黏度計(jì)算 由設(shè) 計(jì)參考資料可查得 表 26, 乙醇、水相對(duì)黏度 乙醇 水 液相平均黏度依照下式計(jì)算 lg lgLm i iu x u?? (212) 塔頂液相平均黏度： l g 0 .7 8 8 4 l g ( 0 .4 7 0 ) 0 .2 1 1 6 l g ( 0 .3 7 3 )LD mu ?? 解得： mPa? 塔釜液相平均黏度： l g 0 .0 0 0 7 8 3 2 l g ( 0 .3 1 1 ) ( 1 0 .0 0 0 7 8 3 2 ) l g ( 0 .2 6 4 )LW mu ? ? ? 解得： mPa? 進(jìn)料板液相平均黏度： l g 0 .2 4 2 4 l g ( 0 .4 6 0 ) 0 .7 5 7 6 l g ( 0 .3 4 5 )LF mu ?? 解得： mPa? 精餾段液相平均黏度： ? ?0 .4 4 8 0 .3 7 3 0 .4 1 12Lmu m P a??? 提餾段液相平均黏度： ? ?39。39。 8 2 . 4 5 9 9 . 6 9 1 . 0 2 52m ???? 操作壓力的計(jì)算 塔頂壓力：， kp? 假設(shè)取每層塔板壓降： ap Kp?? 塔底壓強(qiáng)： 101 .3 24 120 .5W D TP P N P KPa? ? ? ? ? ? ? 進(jìn)料板壓強(qiáng)： 101 .3 16 114 .9FDP P N P K P a? ? ? ? ? ? ? ?精 精餾段平均壓強(qiáng) ： ? ? ? ?1 0 1 . 3 1 1 4 . 9 1 0 8 . 122FDjm PPP K P a??? ? ? 提餾段平均壓強(qiáng)： ? ? ? ?1 2 2 . 9 1 1 4 . 9 1 1 8 . 9FWTm PPP K P a??? ? ? 平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 由 全塔效率計(jì)算中可得： 塔頂相對(duì)揮發(fā)度： ? ? 塔釜相對(duì)揮發(fā)度： ? ? ? 塔頂平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 由 1 ?? 1111 ( 1)DDXY X??? ?? (27) 解得 1 ? 884 46. 07 ( 1 884 ) 18. 02 40. 135 /V D MM k g k m ol? ? ? ? ? ? 501 46. 07 ( 1 501 ) 18. 02 39. 060 /L D MM k g k m ol? ? ? ? ? ? 進(jìn)料液平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 ? ? 0 .5 5 8 6 4 6 .0 7 ( 1 0 .5 5 8 6 ) 1 8 .0 2 3 3 .6 8 8 7 /VFMM k g k m o l? ? ? ? ? ? 424 46. 07 ( 1 424 ) 18. 02 24. 819 /L F MM k g k m ol? ? ? ? ? ? 塔釜平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 由 ? 1111 ( 1)WWXY X??? ?? （ 28） 解得： ? 0 .0 0 0 7 8 3 2 4 6 .0 7 ( 1 0 .0 0 0 7 8 3 2 ) 1 8 .0 2 1 8 .0 4 2 /LW MM k g k m o l? ? ? ? ? ? 0 .0 1 4 6 .0 7 ( 1 0 .0 1 ) 1 8 .0 2 1 8 .3 0 3 /V W MM k g k m o l? ? ? ? ? ? 精餾段平均摩爾質(zhì)量 ( 4 0 . 1 2 5 3 3 . 6 8 8 7 ) 3 6 . 9 0 6 /2VmM k g k m o l??? ( 3 9 . 1 5 6 2 4 . 8 1 9 ) 3 1 . 9 8 8 /2LmM k g k m o l? 提餾段平均摩 爾質(zhì)量 39。oconenell ）對(duì)全塔效率進(jìn)行估算 。39。 5 4 3 .0 4 6 1 1 2 3 0 .7 6 4 1 7 7 3 .8 0 9 6 /L L q F k m o l h? ? ? ? ? ? 精餾段操作線方程 111DRy x xRR???? （ 23） 0. 59 4 0. 31 97yx?? 1. 提餾段操作線方程 39。 第一章 乙醇精餾塔的計(jì)算 原始數(shù)據(jù) 表 21， 原始數(shù)據(jù) 物料名稱 進(jìn)料組成（質(zhì)量分?jǐn)?shù) %） 塔頂組成（質(zhì)量分?jǐn)?shù) %） 塔釜組成（質(zhì)量分?jǐn)?shù) %） 乙醇 45% % % 水 55% % % 操作壓力 ： aP kp? 年生產(chǎn)能力： 12萬噸乙醇 工作日 ： 330 天 進(jìn)料方式 ：泡點(diǎn)進(jìn)料 物料衡算 關(guān)鍵組分 [10] 按雙組份確定關(guān)鍵組分；揮發(fā)度高的乙醇作為輕關(guān)鍵組分在塔頂采出；揮發(fā)度低的水作為重關(guān)鍵組分在塔釜采出。由塔頂上升的氣相進(jìn)入 冷凝器 ，冷凝的液體的一部分作為回流液返回塔頂進(jìn)入精餾塔中，其余的部分則作為餾出液取出。到 2020年，非糧原料燃料乙醇年利用量達(dá) 200萬 t；到 2020年，生物燃料乙醇年利用量達(dá) 1000萬 t。但是，中國(guó)每年有 億 t 廢棄的秸秤，如果用來生產(chǎn)燃料乙醇，則乙醇年產(chǎn)量可以達(dá)到 t，相當(dāng)于 ，產(chǎn)值約為 9450億元人民幣。 第三節(jié) ： 乙醇的用途 乙醇的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 CH3CH2OH，俗稱酒精，它在常溫、常壓下是一種易燃、易揮發(fā)的無色透明液體，它的水溶液具有特殊的、令人愉快的香味，并略帶刺激性。洗滌劑。易揮發(fā)。 乙醇的酸性很弱，但是電離平衡的存在足以使它與重水之間的同位素交換迅速進(jìn)行。 蒸餾的基本原理是將液體混合物部分氣化 ,利用其中各組份揮發(fā)度不同（相對(duì)揮發(fā)度， α ）的特性，實(shí)現(xiàn)分離目的的單元操作。根據(jù)操作方式又可分為連續(xù)精餾塔與間歇精餾塔。我們?cè)谏a(chǎn)中常用的精餾設(shè)備是板式塔和精餾塔。 撰寫設(shè)計(jì)計(jì)算書 一份；主體設(shè)備裝配圖 1 張，工藝流程圖 1 套 原料為乙醇 — 水混合物，其中： 乙醇含量為 45%（質(zhì)量分率，下同） 塔頂產(chǎn)品中乙醇含量不低于 % 塔釜?dú)?液中乙醇含量不高于 % 進(jìn)料溫度為泡點(diǎn)，年開工時(shí)間 330 天 2 設(shè)計(jì)的基本要求和內(nèi)容： （ 1） 完成塔設(shè)備主體部分的燃料衡算與主要設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算； （ 2） 畫出塔設(shè)備的裝配圖； （ 3） 畫出帶控制點(diǎn)的工藝流程圖； 3 主要參考文獻(xiàn) ： [1] 譚天恩 .化工原理 (第二版 )下冊(cè) [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 1998：132— 156 [2] 匡國(guó)柱 .化工單元過程及設(shè)備課程及設(shè)計(jì)（第二版） [M].北京： 化學(xué) 工業(yè)出版社 .2020： 193— 236 [3] 編委會(huì) .化 工工藝手冊(cè) [M].北京： 化工工業(yè)出版社 .1994： 203— 264 4 進(jìn)度安 排 ： 序號(hào) 設(shè)計(jì)（論文）各階段名稱 起止日期 1 下達(dá)任務(wù)書及設(shè)計(jì)要求 4 月 22 日 — 4 月 23 號(hào) 2 撰寫開題報(bào)告 4 月 23 日 — 4 月 25 號(hào) 3 查找資料明確設(shè)計(jì)目的及基要求 4 月 26 日 — 5 月 2 號(hào) 4 設(shè)計(jì)計(jì)算 5 月 3 日 — 5 月 14 號(hào) 5 繪制設(shè)備圖 5 月 1 日 — 5 月 2 號(hào) 6 編寫論文 5 月 3 日 — 5 月 15 號(hào) 7 后期修改 5 月 15 日 — 6 月 1 號(hào) 年產(chǎn) 12 萬噸乙醇水精餾裝置工藝畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(shí)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) 、 娛樂等精神活活，都需要花共產(chǎn)請(qǐng)位置服務(wù)。畢業(yè) 論文（設(shè)計(jì)） 中凡引用他人已經(jīng)發(fā)表或未發(fā)表的成果、數(shù)據(jù)、觀點(diǎn)等，均已明確注明出處。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或在網(wǎng)上發(fā)表的論文。有些化工產(chǎn)品在人類發(fā)展史中，起著劃時(shí)代的重要作用。 然而乙醇已經(jīng)同時(shí)也成為人們生活中不可缺少的東西了。 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。蒸餾按照其操 作方法可分為：簡(jiǎn)單蒸餾、閃蒸、精餾和特殊精餾等。 CH3CH2OH+D2O→（可逆） CH3CH2OD+HOD 因?yàn)橐掖伎梢噪婋x出極少量的氫離子，所以其只能與少量金屬（主要是堿金屬）反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)的醇金屬以及氫氣： 2CH3CH2OH + 2Na→2CH3CH2ONa + H2↑ 乙醇可以和高活躍性金屬反應(yīng)，生成醇鹽和氫氣。能與水、溶劑。萃取劑、食用酒精可以勾兌白酒、用作粘合劑、硝基噴漆、清漆、化妝品、油墨、脫漆劑、等的溶劑以及農(nóng)藥、醫(yī)藥、橡 膠、塑料、人造纖維、洗滌劑等的制造原料、還可以做防凍劑、燃料、消毒劑等。乙醇的用途很廣，可用乙醇來制造醋酸、飲料、香精、染料、燃料等。目前，中國(guó)汽油的年消耗量超過 6000萬 t，如果其 10%被燃料乙醇取代，則每年至少需要 600萬 t 燃料乙醇。 有預(yù)期顯示，中國(guó)可望于 2020年建成年產(chǎn) 2020萬 t 植物纖維基生物煉制產(chǎn)品的新興產(chǎn)業(yè)，新增工業(yè)產(chǎn)值 2020億元，減少 3000萬 t 石油需求，并安排 60萬農(nóng)村人口就業(yè)，農(nóng)民通過提供秸稈類原料增收 300億元，減少近億噸 CO2凈排放；遠(yuǎn)期目標(biāo)為， 2050年實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)原料（淀粉、糖類、纖維素、木素等）全部利用，產(chǎn)品（燃 料、大宗化學(xué)品和精細(xì)化學(xué)品、藥品、飼料、塑料等）多元化，形成生物質(zhì)煉制巨型行業(yè)，部分替代不可再生的一次性礦產(chǎn)資源，初步實(shí)現(xiàn)以碳水化合物為基礎(chǔ)的可持續(xù)發(fā)展。塔底流出的液體，其中的一部分送入 再沸器 ，加熱蒸發(fā)成氣相返回塔中，另一部分液體作為釜?dú)堃喝〕觥? 計(jì)算每小時(shí)塔底產(chǎn)量 ， 每年的操作時(shí)間為 7920ｈ計(jì)算。39。 WLWy x xL W L W????