分離乙醇—水混合液的篩板精餾塔設(shè)計(jì)化工課程設(shè)計(jì)任務(wù)書-在線瀏覽
2024-09-11 18:50本頁(yè)面
【正文】 裴世紅，孫懷宇. 化工原理課程設(shè)計(jì). 大連：大連理工大學(xué)出版社，20052.《化學(xué)工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》；上、下冊(cè)。陳敏恒. 化工原理(第三版). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006 目錄第一章 設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介 6第二章工藝流程圖及說(shuō)明 7第三章 塔板的工藝計(jì)算 8 精餾塔全塔物料衡算 8 乙醇和水的物性參數(shù)計(jì)算 8 8 9 11 12 13 13第四章 塔體的主要工藝尺寸計(jì)算 15 15 15 17 篩板的流體力學(xué)驗(yàn)算 20 20 21精餾段 21提留段 22 22精餾段 22提留段 23 23 24 24 24 25 25 26第五章 板式塔的結(jié)構(gòu) 28 28 28 28 28 裙座 28 29 29 30 30 30 31 31第六章 附屬設(shè)備的計(jì)算 33 熱量衡算 33 34 34 35 35 36 36 36第七章 設(shè)計(jì)評(píng)述 37精餾塔工藝設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果總表 38主要符號(hào)說(shuō)明 40參考文獻(xiàn) 42 第一章 設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)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(lái)實(shí)現(xiàn)連續(xù)的高純度分離。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。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(dòng)力。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。具有以下特點(diǎn)： (1) 篩板塔的操作彈性小，對(duì)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(jiǎn)單抗堵，壓降較小，造價(jià)便宜。(4) 篩板塔盤也有溢流堰和降液管。 本次設(shè)計(jì)針對(duì)二元物系的精餾問(wèn)題進(jìn)行分析、計(jì)算、核算、繪圖，是較完整的精餾設(shè)計(jì)過(guò)程。通過(guò)對(duì)精餾塔的運(yùn)算，可以得出精餾塔的各種設(shè)計(jì)如塔的工藝流程、生產(chǎn)操作條件、物性參數(shù)及接管尺寸是合理的，以保證精餾過(guò)程的順利進(jìn)行并使效率盡可能的提高。而先進(jìn)的設(shè)計(jì)思想、科學(xué)的設(shè)計(jì)方法和優(yōu)秀的設(shè)計(jì)作品是我們所應(yīng)堅(jiān)持的設(shè)計(jì)方向和追求的目標(biāo)。因?yàn)楸患訜岬脚蔹c(diǎn)，混合物中既有氣相混合物，又有液相混合物，這時(shí)候原料混合物就分開(kāi)了，氣相混合物在精餾塔中上升，而液相混合物在精餾塔中下降。液相混合物就從塔底一部分進(jìn)入到塔底產(chǎn)品冷卻器中，一部分進(jìn)入再沸器，在再沸器中被加熱到泡點(diǎn)溫度重新回到精餾塔。最終，完成乙醇與水的分離。 s, μ醇=s, μ醇=s(1) 提留段粘度: μ2=μ醇x2+μ水(1x2)=+()= mpa實(shí)際塔板數(shù)確定：由奧康奈爾公式全塔所需實(shí)際塔板數(shù)：塊精餾段實(shí)際板數(shù)：提餾段實(shí)際板數(shù)：進(jìn)料板位置第22塊板。氣體通過(guò)塔板的壓降△Pp可由 和計(jì)算式中 hc——與氣體通過(guò)塔板的干板壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨?，m液柱； hl——與氣體通過(guò)板上液層的壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨?，m液柱； hσ——與克服液體表面張力的壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨?，m液柱。 提留段(1)單層氣體通過(guò)塔板壓降所相當(dāng)?shù)囊褐叨?2)液體通過(guò)液體降液管的壓頭損失 ⑶板上液層高度 則取，已選定 則可見(jiàn)所以符合防止淹塔的要求。精餾段 板上液體流經(jīng)長(zhǎng)度：板上液流面積：取物性系數(shù)，泛點(diǎn)負(fù)荷系數(shù)圖泛點(diǎn)率為了避免過(guò)量物沫夾帶，一般的大塔應(yīng)控制泛點(diǎn)率在，由以上計(jì)算可知，物沫夾帶能夠滿足的要求。 當(dāng)氣相負(fù)荷減小或踏板上開(kāi)孔率增大，通過(guò)篩孔或閥孔的氣速不足以克服液層阻力時(shí)，部分液體會(huì)從篩孔或閥孔中直接落下，該現(xiàn)象稱為漏液。漏液氣速指的是漏夜現(xiàn)象明顯影響辦效率時(shí)的氣速。提餾段： ，故不會(huì)發(fā)生嚴(yán)重漏液。 取E= 3 則由以上1~5作出塔板負(fù)荷性能圖由上圖可知：精餾段：氣相最大負(fù)荷氣相最小負(fù)荷提餾段：氣相最大負(fù)荷氣相最小負(fù)荷 第五章 板式塔的結(jié)構(gòu) 塔的頂部空間高度是指塔頂?shù)谝粚铀P到塔頂封頭的直線距離，塔頂部空間高度為1200mm。人孔是安裝或檢修人員進(jìn)出塔的唯一通道，人孔的設(shè)置應(yīng)便于進(jìn)入任何一層塔板，由于設(shè)置人孔處塔間距離大，且人孔設(shè)備過(guò)多會(huì)使制造時(shí)塔體的彎曲度難于達(dá)到要求，一般每隔6~8塊塔板才設(shè)一個(gè)人孔，需經(jīng)常清洗時(shí)每隔3~，需設(shè)置3個(gè)人孔，每個(gè)孔直徑為400mm，人孔伸入塔內(nèi)部應(yīng)與塔內(nèi)壁修平，其邊緣需倒棱和磨圓，人孔法蘭的密封面形及墊片用材，一般與塔的接管法蘭相同，本設(shè)計(jì)也是如此，取人孔所在板增至800mm 裙座裙座高度應(yīng)考慮的問(wèn)題包括：1. 底部接管的高度和出入孔的位置2. 塔底抽出泵的灌泵液位3. 塔底再沸器熱虹吸循環(huán)或強(qiáng)制循環(huán)的要求4. 檢修方便5. 減壓塔底液封要求6. 支撐應(yīng)力要求，本塔為常壓操作，取裙座2m.進(jìn)料所在板的板間距由450mm增至550mm或600mm， 由D= 選鋼板材料為：GB 3274 則，100%探傷， 取壁厚為3mm 封頭分為橢圓形封頭、碟形封頭等幾種，本設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，由公稱直徑D=2600
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