【正文】 在生活和學(xué)習(xí)上，他們都給了我很大的鼓勵(lì)和幫助。同時(shí)，通過(guò)畢 業(yè)設(shè)計(jì)，還可以使我們樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)實(shí)事求是、嚴(yán)肅認(rèn)真、高度責(zé)任感的工作作風(fēng)。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，要求我們要了解畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容，掌握化工設(shè)計(jì)的程序和方法，培養(yǎng)我們分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力 。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合性和實(shí)踐性 較強(qiáng)的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，是理論聯(lián)系聯(lián)系實(shí)際的橋梁，是使我們體察工程實(shí)際問(wèn)題復(fù)雜性、學(xué)習(xí)化工設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)的初次嘗試。但是，操作范圍小，可能會(huì)造成液泛，不易處理量較大的或含有固體懸浮物的物料 。板式塔的結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，壓降小，塔板易用耐腐蝕材料制造等優(yōu)點(diǎn)。在此溫度下，乙醇的平均摩爾分?jǐn)?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(jì)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(jì)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(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(shí)，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(jì)算 塔的高度可以由下式計(jì)算： ( 2 )P T T F WZ H N S H S H H H? ? ? ? ? ? ? 已知實(shí)際塔板數(shù)為 40N? 塊，板間距 ? 由于料液較清潔，無(wú)需經(jīng)常清洗，可取每隔 8 塊板設(shè)一個(gè)人孔，則人孔的數(shù)目 S 為： 32 138S ? ? ? 個(gè) 取人孔兩 板之間的間距 ? ，則塔頂空間 ? ，塔底空間 ? ，進(jìn)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(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 結(jié)論 從設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果可以知道，該精餾塔設(shè)計(jì)較為合理，完全能夠滿(mǎn)足規(guī)定任務(wù)下的處理能力及分離要求，該塔的塔板設(shè)計(jì)是取氣液相負(fù)荷較大的塔底塔板而進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算的，如果精 餾塔的精餾段提餾段氣液相負(fù)荷差別較大時(shí)，精餾段以及提餾段塔板應(yīng)分別進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，這樣才能滿(mǎn)足生產(chǎn)上的要求。有以上的計(jì)算 結(jié)果可以知道： 汽塔的平均蒸汽流量： 3() 0 . 6 1 3 0 . 6 7 0 . 6 4 1 5 /22S J S TS VVV m s? ?? ? ? 汽塔的平均液相流量： 3() 0 . 0 0 0 7 8 3 0 . 0 0 4 7 0 . 0 0 2 7 4 /22S J S TS LL m s? ?? ? ? 汽塔的汽相平均密度： 31 . 2 5 1 0 . 8 1 61 . 0 3 3 5 /22V J V TV k g m??? ? ?? ? ? 汽塔的液相平均密度： 38 1 4 9 1 18 6 3 /22L J L TL k g m??? ? ?? ? ? 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 塔徑可以由下面的公式給出 [6]： 4SVDu?? 由于適宜的空塔氣速 m ax( ~ )uu? ，因此，需先計(jì)算出最大允許氣速 maxu 。 ? 39。 ? 39。 表 32 精餾段的汽液相負(fù)荷 名稱(chēng) 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(jì)算方法可以得到提餾段的負(fù)荷，結(jié)果列于表 34。 0 .3 0 0 .8 9 0 .6 02Lmx ??? 所以， 3814 /Lm kg m? ? 精餾段的汽相負(fù)荷 7 6 .4 2 /L RD km ol h?? 37 6 . 4 2 3 02 . 8 2 /814n LmLML m h? ?? ? ? 同理可計(jì)算出精餾段的液 相負(fù)荷。39。 ? 139。 39。 表 31 精餾段的已知數(shù)據(jù) 位置 進(jìn)料板 塔頂 (第一塊板 ) 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 39。 在溫度 mt 下查得2 3 20 . 3 2 7 , 0 . 3 8H O C H C H O Hm P a s m P a s??? ? ? ? 因?yàn)?L i Lix???? 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 所以， 0 . 1 7 4 0 . 3 8 ( 1 0 . 1 7 4 ) 0 . 3 2 7 0 . 3 3 6Lf m P a s? ? ? ? ? ? ? ? 全塔液體的平均粘度： ( ) / 3 ( 0 . 3 2 7 0 . 3 8 0 . 3 2 7 ) / 3 0 . 3 4 4L m L f L D L W m P a s? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 全塔效率 0. 2450. 24510. 49 ( ) 0. 49 45 %( 4. 36 0. 34 4)TLE ?? ?? ? ? ?? 、 實(shí)際塔板數(shù) PN / 14 / 32P T TN N E? ? ?塊 (含塔釜 ) 其中，精餾段的塔板數(shù)為： 9/ 20? 塊 。 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?dú)堃毫考凹訜嵴羝康挠?jì)算 以年工作日為 290 天，每天開(kāi)車(chē) 24 小時(shí)計(jì)，進(jìn)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(xiě)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(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 39。 0 . 8 2 0 . 6 7 8 0 . 6 2 339。 0 .5 5, 39。 原料液的摩爾組成： 323 2 23 0 / 4 6 0 . 1 4 33 0 / 4 6 7 0 / 1 8C H C H O HfC H C H O H H Onx nn? ? ??? 同理可求得： 2 , 012DWxx?? 原 料 液 的 平 均 摩 爾 質(zhì) 量 ：3 2 2( 1 ) 0 . 1 4 3 4 6 0 . 8 5 7 1 8 2 2 /f f C H C H O H f H OM x M x M k g k m o l? ? ? ? ? ? ? ? 同理可求得： 40 .9 6 / , 18 .0 3 /DWM k g k m ol M k g k m ol?? 40℃ 下，原料液中2 3 2339 7 1 . 1 / , 7 3 5 /H O C H C H O Hk g m k g m?? 由此可查得原料液，塔頂和塔底混合物的沸點(diǎn)，以上計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 2。 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 第二章 工藝計(jì)算 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 原料：乙醇 ~水溶液，年產(chǎn)量 10 萬(wàn)噸 乙醇含量： 30%(質(zhì)量分?jǐn)?shù) )，原料液溫度： 40℃ 設(shè)計(jì)要求：塔頂?shù)囊掖己坎恍∮?92%(質(zhì)量分?jǐn)?shù) ) 塔底的乙醇含量不大于 %(質(zhì)量分?jǐn)?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?jǐn)?shù) ) 汽相中乙醇的含量 (摩爾分?jǐn)?shù) ) 液相中乙醇的含量 (摩爾分?jǐn)?shù) ) 汽相中乙醇的含量 (摩爾分?jǐn)?shù) ) 計(jì)算過(guò)程 塔形的選擇 根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)，若按年工作日 290 天，每天開(kāi)動(dòng)設(shè)備 24 小時(shí)計(jì)算，產(chǎn)品流量為濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 14368kg/h，由于產(chǎn)品粘度較小，流量較大，為減少造價(jià)，降低生產(chǎn)過(guò)程中壓降和塔板液面落差的影響，提高生產(chǎn)效率，選用 篩板塔 。 發(fā)酵液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為 6%~10%，并含有其他一些有機(jī)雜質(zhì)，經(jīng)精餾可得 95%的工業(yè)乙醇。發(fā)酵法的原料可以是含淀粉的農(nóng)產(chǎn)品，如谷類(lèi)、薯類(lèi)或野生植物果實(shí)等；也可用制糖廠的 廢糖蜜 ；或者用含 纖維素 的木屑、植物莖稈等。 此外乙醇還做： 稀釋劑 、有機(jī)溶劑、涂料溶劑等幾大方面，其中用量最大的是 消毒劑 。 （ 3）基本有機(jī)化工原料： 乙醇可用來(lái)制取乙醛、乙醚、 乙酸乙酯 、 乙胺 等化工原料，也是制取、 染料 、涂料、 洗滌劑 等產(chǎn)品的原料 （ 4）汽車(chē)燃料： 乙醇可以調(diào)入 汽油 ，作為車(chē)用 燃料 ，我國(guó)雅津 甜高粱乙醇 在汽油中占 10%。 （ 2）飲料： 乙醇是酒主要成分（含量和酒的種類(lèi)有關(guān)系）如 白酒 為 56 度的酒。因?yàn)橛镁凭潦闷つw，能使患者的 皮膚 血管擴(kuò)張，增加皮膚的散熱能力，酒精蒸發(fā)，吸熱，使病人體表面溫度降低，癥狀緩解。 25%～ 50%的酒精可用于物理退熱。 40%～ 50%的酒精可預(yù)防