《化工原理课程设计分离乙醇水溷合溶液的浮阀精馏塔设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化工原理课程设计分离乙醇水溷合溶液的浮阀精馏塔设计（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、D制药091化工原理课程设计说明书淮 海 工 学 院 化工原理课程设计说明书 题 目： 乙醇水混合液浮阀精馏塔的设计系 部： 化学工程学院 专 业： 环境工程 班 级： D制药091 姓 名： 学 号： 2011年12月27日目 录1 绪论 3 2 塔板的工艺设计 421精馏塔的物料衡算 422常压下乙醇-水气液平衡组成与温度的关系523理论塔板数的确定13 24塔径的初步设计 14 25 溢流装置 1526塔板分布，浮阀数目与排列 163 塔板的流体力学计算1831气相通过浮阀塔的压降18 32淹塔19 33雾沫夹带20 34塔板负荷性能图224 塔附件设计2341接管 23 42筒体与封头
2、25 43除沫器25 44裙座 26 45吊柱 26 46人孔 265 塔总体高度的设计2651塔的顶部空间高度2652塔的底部空间高度2653塔的立体高度276 附属设备设计2761冷凝器的选择 2762再沸器的选择 277 课程设计总结28绪论 乙醇在工业、医药、民用等方面，都有很广泛的应用，是一种很重要的原料。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，所以，想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。精馏是多数分离过程，即同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过
3、程，因此可使混合液得到几乎完全的分离。化工厂中精馏操作是在直立圆形的精馏塔内进行，塔内装有若干层塔板和充填一定高度的填料。为实现精馏分离操作，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的塔形，特别是石油，化学工业中使用最普遍。浮阀有很多形式，但最常用的是FI型和V4型。FI型浮阀的结构简单，制造方便，节省材料，性能良好，广泛应用在化工及炼油生产中，现
4、已列入部颁标准（JB168-38）内，FI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，采用轻阀，浮阀塔具有下列优点：1.生产能力大。2.操作弹性大。3.塔板效率高。4.气体压强降及液表面落差较小。5.塔的造价低。浮阀塔不宜处理结焦或粘度大的系统，但对于粘度稍大及有一般聚合现象的系统，浮阀塔也能正常操作。目前，浮阀塔板是各国广泛应用塔型。它综合了泡罩塔板和筛孔塔板的优点，在每个开孔处装有一个可上下浮动的浮阀代替了升气管和泡罩。塔板上所开的孔径较大（标准孔径为39mm），避免了孔道堵塞。常用的浮阀有F1型（重阀）、V-4型及T型。浮阀的升降位置可根据气量
5、的大小进行调节。当气量较小时，浮阀的开度小，但通过阀片与塔盘之间环隙气速仍足够大，避免了过多的漏液；气量较大时，阀片被顶起、上升，浮阀开度增大，通过环隙的气速也不会太高，使阻力不致增加太多。因此浮阀塔板保持了泡罩塔板操作弹性大的优点，而塔板效率，气压压降大致与筛孔塔板相当，且具有生产能力大等优点。所以自此种塔型问世以来，一直在工业生产中广泛应用。塔板的工艺设计.1精馏塔的物料衡算F:进料量（kmol/s） :原料组成（摩尔分数，下同）D：塔顶产品流量（kmol/s） ：塔顶组成W：塔顶产品流量（kmol/s ）：塔底组成原料乙醇组成： 塔顶组成：塔底组成：进料量：F=30万吨/年= kmol/
6、s物料衡算式为：F=D+W 联立代入求解：D=0.0654 kmol/s , W=0.4798kmol/s2.2 常压下乙醇-水气液平衡组成（摩尔）与温度关系温度t/液相组成x/%气相组成y/%1000095.51.9017.0089.07.2138.9186.79.6643.7585.312.3847.0484.116.6150.8982.723.3754.4582.326.0855.8081.532.7359.2680.739.6561.2279.850.7965.6479.751.9865.9979.357.3268.4178.7467.6373.8578.4174.7278.1578.
7、1589.4389.43221温度利用表中数据由插值法可求得、。：， =85.75：， =78.13：， =98.12精馏段平均温度：提馏段平均温度：222 密度已知：混合液密度：（a为质量分数， 为平均相对分子质量） 混合气密度：塔顶温度：78.13气相组成， 进料温度：气相组成：，塔底温度：气相组成， 精馏段液相组成， 气相组成， 所以 kg/kmol kg/kmol提馏段液相组成， 气相组成， 所以 kg/kmol kg/kmol由不同温度下乙醇和水的密度温度/80735971885730968690724965395720961851007169584求得在、下的乙醇和水的密度（单位：
8、）。 ， ， ， 818.93 ， ， ， ， ， ， 所以 kg/kmol kg/kmol 18.24 kg/kmol kg/kmol kg/kmol kg/kmol kg/kmol kg/kmol kg/kmol kg/kmol 223 混合液体表面张力二元有机物-水溶液表面张力可用下列公式计算 注：， ， lg(), , , 式中，下角标w、o、s分别代表水，有机物及表面部分；、指主体部分的分子数；、指主体部分的分子体积；、为纯水、有机物的表面张力；对乙醇q=2. 由不同温度下乙醇和水的表面张力温度/乙醇表面张力/（）水表面张力/（）701864.38017.1562.69016.260.7100
