乙醇水精餾塔浮閥塔課程項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案-展示頁(yè)
2025-05-05 12:29本頁(yè)面
【正文】 設(shè)計(jì)說明書應(yīng)附有帶控制點(diǎn)的工藝流程圖，精餾塔、塔板結(jié)構(gòu)和再沸器工藝條件圖，計(jì)算機(jī)程序框圖和源程序。⑸圖紙用2圖紙繪制帶控制點(diǎn)的工藝流程圖1張；第二章 設(shè)計(jì)方案確定及流程說明塔設(shè)備是煉油、化工、石油化工等生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的氣液傳質(zhì)設(shè)備。板式塔屬于逐級(jí)接觸逆流操作，填料塔屬于微分接觸操作。 本設(shè)計(jì)的任務(wù)為分離乙醇—水二元混合物，采用連續(xù)精餾流程。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(chǔ)罐之中。塔底采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲(chǔ)罐。其缺點(diǎn)是處理易結(jié)焦、高粘度的物性時(shí)，閥片易于塔板粘結(jié)，故操作過程中有時(shí)會(huì)發(fā)生閥片脫落和卡死等現(xiàn)象，導(dǎo)致塔板效率下降。綜合考慮各類塔板的優(yōu)缺點(diǎn)和待分離物系特點(diǎn)，確定選擇浮閥塔，類型為常用的F1型。塔底壓力略高于常壓，但非常壓下物系平衡數(shù)據(jù)較難獲得，故在計(jì)算過程中不考慮壓力變化引起的物系組成變化和溫度變化，這是本設(shè)計(jì)的一個(gè)不足之處。⑷加熱方式的選擇本設(shè)計(jì)采用間接蒸汽加熱，塔底設(shè)再沸器，加熱蒸汽溫度120℃。 圖2—1乙醇水精餾塔工藝流程簡(jiǎn)圖第三章 塔板的工藝設(shè)計(jì) 全塔物料衡算 原料液質(zhì)量組成（乙醇，下同）摩爾組成 質(zhì)量流量 平均摩爾質(zhì)量 摩爾流量 塔頂采出液質(zhì)量組成 摩爾組成 質(zhì)量流量 平均摩爾質(zhì)量 摩爾流量 塔底采出液質(zhì)量流量 質(zhì)量組成 摩爾流量 摩爾組成 平均摩爾質(zhì)量 塔內(nèi)混合液物性計(jì)算 溫度常壓下乙醇—水物系的平衡數(shù)據(jù)見表2，利用拉格朗日插值法(或安托因方程)求的各點(diǎn)溫度。不同溫度下乙醇和水的表面張力見表3表3—3 不同溫度下乙醇和水的表面張力溫度(℃)708090100乙醇表面張力(dyn/cm2)18水表面張力(dyn/cm2) 精餾段 (℃)表面張力：乙醇 水 摩爾體積：乙醇 水 已知X1=,XW=1X1== ∴ 聯(lián)立解得 提餾段 (℃)表面張力：乙醇 水 摩爾體積：乙醇 水 已知X0’= ,XW’=1X0’==所以： 聯(lián)立解得 粘度(℃)查表得：(℃)查表得：乙醇和水見表4表3—4 液體粘度數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)溫度℃ 708090100110乙醇水根據(jù)公式提餾段粘度：根據(jù)公式提餾段粘度： 相對(duì)揮發(fā)度①精餾段揮發(fā)度：由②提餾段揮發(fā)度：由 適宜回流比 最小回流比根據(jù)表1，用AutoCAD軟件作出常壓下乙醇—水物系的xy圖（圖1），過塔頂采出點(diǎn)D（，）作平衡曲線的切線，故最小回流比讀得（圖1）： ，取實(shí)際回流比 圖3—1 最小回流比 塔內(nèi)物料氣液相體積流量計(jì)算 精餾段摩爾流量： 質(zhì)量流量：體積流量： 提餾段摩爾流量：質(zhì)量流量：體積流量： 理論塔板數(shù)關(guān)于理論板層數(shù)的計(jì)算，通?？梢圆捎脠D解法和逐板計(jì)算法。提餾段操作線方程為：y = x 圖3—2 理論塔板數(shù) 理論塔板數(shù)如圖，理論塔板數(shù)：含再沸器理論塔板數(shù)為19，進(jìn)料板是第16塊。精餾段 提餾段 實(shí)際塔板數(shù)精餾段 提餾段 （包括進(jìn)料板，不含再沸器）總板數(shù) （不含再沸器）全塔效率 塔徑的初步計(jì)算塔徑的設(shè)計(jì)以避免塔內(nèi)氣液兩相的異常流動(dòng)為原則，即使他的空塔氣速低于發(fā)生過量液沫夾帶液泛的氣速，然后，根據(jù)空塔氣速計(jì)算塔徑。各項(xiàng)計(jì)算如下。 (取E=1)精餾段：故：提餾段： 故：（3）弓形降液管寬度Wd 和截面積Af 由，查弓形降液管參數(shù)圖，得： 查圖可知。（4） 降液管底隙高度：對(duì)于精餾段取降液管底隙流速： 對(duì)于提餾段取降液管底隙流速： ，故降液管底隙高度設(shè)計(jì)合理。 浮閥數(shù)目與排列因D = ，取破沫區(qū)的寬度，邊緣區(qū)寬度本設(shè)計(jì)采用F1型重閥，孔徑，取浮閥動(dòng)能因子 精餾段孔速：每層塔板上浮閥數(shù)：塔板上鼓泡區(qū)面積按照下式計(jì)算：其中則：浮閥排列方式采用等腰三角形叉排，取孔中心距：t1=則排間距 考慮到塔徑較大，需采用分塊式塔板，而各分塊的支撐與銜接也要占去一部分鼓泡區(qū)面積，因此排間距應(yīng)小些，取t2 = ，以等腰三角形叉排方式作圖，排得浮閥數(shù)目為N = 342個(gè)。按照N = 342，重新核算孔速及閥孔動(dòng)能因子：，在9~13之間開孔率： 圖3—3 精餾段塔板浮閥布置圖提餾段孔速：每層塔板上浮閥數(shù)：塔板上鼓泡區(qū)面積：浮閥排列方式采用等腰三角形叉排，取孔中心距t1=則排間距 考慮到塔徑較大，需采用分塊式塔板，而各分塊的支撐與銜接也要占去一部分鼓泡區(qū)面積，因此排間距應(yīng)小些，以
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