【正文】 物料的流量要求非常平穩(wěn)精確，不利于實(shí)際生產(chǎn)中使用 (2) 篩板塔盤較浮閥塔盤的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單抗堵，壓降較 小，造價(jià)便宜。精餾廣泛應(yīng)用于石油 ,化工 ,輕工等工業(yè)生產(chǎn)中 ,是液體混合物分離中首選分離方法 本次課程設(shè)計(jì)是分離乙醇 —— 水二元物系。提供高純度的回流，使在相同理論板的條件下，為精餾實(shí)現(xiàn)高純度的分離時(shí)，始終能保證一定的傳質(zhì)推動力。其中主要包括板式塔和填料塔，而板式塔的塔板類型主要有泡罩塔板、浮閥塔板、篩板塔板、舌形塔板、網(wǎng)孔塔板、垂直塔板等等 ,本次課程設(shè)計(jì)是篩板塔。目錄 1 設(shè)計(jì)任務(wù)書 ........................................................ 1 設(shè)計(jì)題目 ..................................................... 1 工藝條件 ..................................................... 1 塔板類型 ..................................................... 1 生產(chǎn)制度 ..................................................... 1 設(shè)計(jì)內(nèi)容 ..................................................... 1 2 設(shè)計(jì)方案 .......................................................... 2 設(shè)計(jì)方案簡介 ................................................ 2 設(shè)計(jì)方案的確定及工藝流程的說明 .............................. 2 3 工藝計(jì)算 ......................................................... 3 塔板的工藝計(jì)算 .............................................. 3 物料衡算 ............................................... 3 q 線方程 .............................................. 4 R 的確定 .............................................. 5 總物料恒算 ............................................. 6 回收率 ................................................. 7 操作線方程 ............................................. 7 圖解法求理論板層數(shù) ..................................... 7 實(shí)際板層數(shù)的求取 ....................................... 8 精餾塔工藝條件及計(jì)算 ......................................... 9 操作壓力 ............................................... 9 操作溫度 ............................................... 9 平均摩爾質(zhì)量 ........................................... 9 液體的平均密度 ........................................ 10 液體表面張力計(jì)算 ...................................... 11 精餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算 ................................... 12 塔徑的計(jì)算 ............................................ 12 精餾塔有效高度計(jì)算 .................................... 14 塔板主要工藝尺寸計(jì)算 ........................................ 14 溢流裝置計(jì)算 .......................................... 14 塔板布置 .............................................. 16 篩板的流體力學(xué)驗(yàn)算 ......................................... 17 精餾段校核 ............................................ 17 提餾段校核 .......................................... 19 塔板負(fù)荷性能圖 ............................................. 21 精餾段 ................................................ 21 提餾段 ................................................ 24 4 板式塔的塔體總高度的計(jì)算 ......................................... 26 塔頂空間 HD................................................. 26 塔底空間 HB ................................................. 26 人孔 ....................................................... 27 裙座 ....................................................... 27 筒體與封頭 ................................................. 27 筒體 .................................................. 27 封頭 .................................................. 28 塔體總高度 .................................................. 28 5 精餾塔附屬設(shè)備的選型及相關(guān)計(jì)算 ................................... 28 換熱器的選型與核算 ......................................... 28 估算傳熱面積，初選換熱器型號 .......................... 28 確定物性數(shù)據(jù) .......................................... 29 估算傳熱面積 .......................................... 29 換熱器核算 ............................................ 31 接管 ........................................................ 34 進(jìn)料管 ................................................ 34 回流管 ................................................ 34 塔底出料管 ............................................ 34 塔頂蒸汽出料管 ........................................ 35 塔底蒸汽進(jìn)料管 ........................................ 35 泵的計(jì)算與選型 ............................................. 36 6 計(jì)算結(jié)果一覽表 .................................................. 38 7設(shè)計(jì)感想 評價(jià)及有關(guān)問題的分析討論 ................................ 39 8 參考文獻(xiàn) ......................................................... 39 9繪制塔頂全凝器設(shè)備圖 ............................................. 39 1 1 設(shè)計(jì)任務(wù)書 設(shè)計(jì)題目 ： 乙醇 水常壓分離過程 篩板式 精餾塔 工藝設(shè)計(jì) 工藝條件 ： 生產(chǎn)能力：乙醇 水混合液處理量 萬噸 /年 進(jìn)料狀況：冷液進(jìn)料 原料組成：乙醇的含量 20（ wt%） 塔頂組成：乙醇的含量 91（ wt%） 塔 底 組成 ：乙醇的含量 （ wt%） 進(jìn)料溫度： C23??Ft 適宜 回流比 R： R= 塔頂壓力： （表壓） KPP ? 單板壓降： )( 表壓KPaP ?? 加熱蒸汽壓力 : )( 0 0 表壓KPaP ? 加熱方式：塔底直接加熱 塔板類型 ： 篩板式精餾塔 生產(chǎn)制度 ： 年開工 300 天，每天 24 小時(shí)連續(xù)生產(chǎn) 設(shè)計(jì)內(nèi)容 ： 1） 精餾塔的物料衡算； 2） 塔板數(shù)的確定； 3) 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算； 4) 精餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算； 5) 塔板主要工藝尺寸的計(jì)算； 6) 塔板的流體力學(xué)驗(yàn)算； 7) 塔板負(fù)荷性能圖； 8） 塔體總高度的計(jì)算； 9） 精餾塔附屬設(shè)備的選型及相關(guān)計(jì)算； 10) 計(jì)算結(jié)果一覽表 11) 對設(shè)計(jì)過程的評述和有關(guān)問題的討論； 12）參考文獻(xiàn)； 2 13）繪制精餾塔及換熱器的設(shè)備圖 2 設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)方案簡介 精餾的基本原理是根據(jù)各液體在混合液中的揮發(fā)度不同，采用多次部分汽化和多次部分冷凝的原理來實(shí)現(xiàn)連續(xù)的高純度分離。在現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于物系的分離、提純、制備等領(lǐng)域，并取得了良好的效益。 精餾過程與其他蒸餾過程最大的區(qū)別，是在塔兩端同時(shí)提供純度較高的液相和氣相回流，為精餾過程提供了傳質(zhì)的必要 條件。所以，只要理論板足夠多，回流足夠大時(shí)，在塔頂可能得到高純度的輕組分產(chǎn)品，而在塔底獲得高純度的重組分產(chǎn)品。在此我選用連續(xù)精餾篩板塔。 (3) 篩板塔盤現(xiàn)在很少用了，比浮閥塔的效率低，操作彈性小。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，壓降較小，造價(jià)便宜，抗堵性強(qiáng)。精餾設(shè)計(jì)包括設(shè)計(jì)方案的選取，主要設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 ——物料衡算、工藝參數(shù)的選定、設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算、輔助設(shè)備的選型、工藝流程圖的制作、主要設(shè)備的工藝條件圖等內(nèi)容。 設(shè)計(jì)方案的確定及工藝流程的說明 3 本設(shè)計(jì)任務(wù)為分離乙醇 水混合物。本設(shè)計(jì)為 23℃進(jìn)料即冷液進(jìn)料，塔頂上升蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點(diǎn)下一部分回流至塔內(nèi)，其余部分經(jīng)產(chǎn)品冷卻器冷卻后送至儲罐。 3 工藝計(jì)算 塔板的工藝計(jì)算 物料衡算 原料液及塔 頂、底產(chǎn)品含乙醇的摩爾分?jǐn)?shù) 4 乙醇和水的相對摩爾質(zhì)量分別為 MA=46 kg/kmol 和 MB=18kg/kmol，原料含乙醇的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為 20%，塔頂乙醇含量 91%，塔底乙醇含量 %，則： 原料液含乙醇的摩爾分率： 18/???Fx 塔頂含乙醇的摩爾分率： 18/???Dx 塔底含乙醇的摩爾分率： 46/???Wx 原