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1、word目录设计任务书 4第一章 前言 5第二章 精馏塔过程确实定 6第三章 精馏塔设计物料计算 7 7 3.2 塔的物料衡算 8 3.2.1料液与塔顶、塔底产品与含乙醇摩尔分率 8 8 8 8的求取 8 9 11 12 12 12 13 3.4.5液体外表X力 13 14 14第四章 精馏塔设计工艺计算 15 15 16 16 16 16与降液管的面积 16 17 17 18 18 18 18 19 19 20 20 4.7.4漏液线气相负荷下限线 20 21 22设计计算结果总表 23符号说明 24关键词 25参考文献 25课程设计心得 26附录 27 附录一、水在不同温度下的黏度 27
2、附录二、饱和水蒸气表 27 附录三、乙醇在不同温度下的密度 27精馏塔设计任务书一、设计题目乙醇水溶液连续精馏塔设计二、设计条件1处理量：60000吨/年2料液浓度：30wt%3产品浓度：wt%4易挥发组分：99.9%5每年实际生产时间：7200小时/年6操作条件： 精馏塔塔顶压力 常压 进料热状态 自选 回流比 自选 加热蒸汽压力 低压蒸汽乙醇-水平衡数据自查（7） 设备类型为浮阀塔三、设计任务1、精馏塔的物料衡算2、塔板数确实定3、精馏塔的工艺条件与有关数据的计算4、精馏塔的塔体工艺尺寸计算5、塔板主要工艺尺寸的计算6、塔板的流体力学验算7、塔板负荷性能图可以不画8、精馏塔接收尺寸计算9、
3、绘制工艺流程图10、对设计过程的评述和有关问题的讨论乙醇水溶液连续精馏塔优化设计第一章 前 言 乙醇在工业、医药、民用等方面，都有很广泛的应用，是很重要的一种原料。在很多方面，要求乙醇有不同的纯度，有时要求纯度很高，甚至是无水乙醇，这是很有困难的，因为乙醇极具挥发性，也极具溶解性，所以，想要得到高纯度的乙醇很困难。 要想把低纯度的乙醇水溶液提升到高纯度，要用连续精馏的方法，因为乙醇和水的挥发度相差不大。精馏是多数别离过程，即同时进展屡次局部汽化和局部冷凝的过程，因此可使混合液得到几乎完全的别离。化工厂中精馏操作是在直立圆形的精馏塔内进展的，塔内装有假如干层塔板或充填一定高度的填料。为实现精馏别
4、离操作，除精馏塔外，还必须从塔底引入上升蒸汽流和从塔顶引入下降液。可知，单有精馏塔还不能完成精馏操作，还必须有塔底再沸器和塔顶冷凝器，有时还要配原料液预热器、回流液泵等附属设备，才能实现整个操作。 浮阀塔与20世纪50年代初期在工业上开始推广使用，由于它兼有泡罩塔和筛板塔的优点，已成为国内应用最广泛的塔型，特别是在石油、化学工业中使用最普遍。浮阀有很多种形式，但最常用的形式是F1型和V-4型。F1型浮阀的结果简单、制造方便、节省材料、性能良好，广泛应用在化工与炼油生产中，现已列入部颁标准168-68内，F1型浮阀又分轻阀和重阀两种，但一般情况下都采用重阀，只有处理量大且要求压强降很低的系统中，
5、才用轻阀。浮阀塔具有如下优点：1、生产能力大。2、操作弹性大。3、塔板效率高。4、气体压强降与液面落差较小。5、塔的造价低。浮阀塔不宜处理易结焦或黏度大的系统，但对于黏度稍大与有一般聚合现象的系统，浮阀塔也能正常操作。第二章 精馏流程确实定 乙醇水溶液经预热至泡点后，用泵送入精馏塔。塔顶上升蒸气采用全冷凝后，局部回流，其余作为塔顶产品经冷却器冷却后送至贮槽。塔釜采用间接蒸汽再沸器供热，塔底产品经冷却后送入贮槽。其中工艺流程图见图。其中精馏塔选用F1型重阀浮阀塔。图2-1乙醇-水精馏塔工艺流程简图第三章 精馏塔设计物料计算在常压连续浮阀精馏塔中精馏乙醇水溶液，要求料液浓度为30%，产品浓度为92
6、.5%，易挥发组分回收率99.9%。年生产能力20000吨/年操作条件：间接蒸汽加热塔顶压强：4atm绝对压强进料热状况：泡点进料3.1查阅文献，整理有关物性数据水和乙醇的物理性质名称分子式相对分子质量密度20沸 点比热容(20)Kg/(kg.)黏度(20)导热系数(20)/(m.)外表X力(20)N/m水998100乙醇789常压下乙醇和水的气液平衡数据，见表 常压下乙醇水系统txy数据如表31所示。表31 乙醇水系统txy数据沸点t/乙醇摩尔数/%沸点t/乙醇摩尔数/%气相液相气相液相823.2 塔的物料衡算3.2.1料液与塔顶、塔底产品与含乙醇摩尔分率= = 总物料衡算 易挥发组分的物料
7、衡算 联立以上二式得的求取 1根据乙醇水气液平衡表 2求取最小回流比Rmin和操作回流比R 因为乙醇水不是理想体系，当操作线与q线的交点尚未落到平衡线上之前，操作线已经于平衡线相切，如图2-2点g所示，此时恒浓区出现在g点附近，对应回流比为最小回流比。由点xD，xD向平衡线做切线，切线斜率为。 图3-2 Rminmin由于采用泡点进料，所以q=1回收率 乙醇的回收率为： 水的回收率为：精馏段操作线方程为提馏段操作线方程为采用直角梯级法求理论板层数，如图3-3所示，在塔底或恒沸点附近作图时需要将图局部放大，如图3-4和3-5。 图3-3 图3-4 图3-5 图3-6求解结果为：总理论板数NT 精馏段理论板数为12层 进料板为第13层实际塔板数确实定 全塔效率 ，该温度下的进料液相平均粘度为：实际塔板数 精馏段塔
