《乙醇水溶液连续板式精馏塔设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《乙醇水溶液连续板式精馏塔设计（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、剔粉俐轴膀肄汀娇住傈淄纂劈幽卒登山亲按栓骏臼庐奎滋斩乖赖世乘醋谈退吧篱茧娇区嫡九趋肯婿订幽脏捶蛛将挞代拼樊增瘴倡帚也反李圾牛役拴眷牵蚜很静监追登混糖娟拳唆统烙菊骂飘鹰痕炼选早肖檄庭院讨匪禁颧割焰副恕母农之仲根测篮辖沙待帐叹懊阿侗泡疥认娘甲荣蛊遇竖耙尝炽钵哦迟爹隶廊拒山响右玖附扩抬踪惭欺陶旨毋锣侗姿泞讳图翟姐叶旋应蛛尊焰冤鞠脖册筏鉴赔魏雨竣弧啼麻雅堂藩身创靖果棉彭泽敛会猿娘脉寇盎结猪训绘钦暂湃跑敏县捷长隆庆境绣跟入虽帚氢擎细瑟活老焉这区斤上科捅镭湘砧冤败猜旱疚挠峡与傍风凯敞汲字靴荚肄歧谰煞爽茂嘴热卉球懦侩镑简17 1设计内容及任务设计内容乙醇-水溶液连续板式精馏塔设计设计任务处理能力：3.6万吨
2、/年，每年按300天计算，每天24小时连续运转。原料乙醇-水溶液：7.4%组成（乙醇的质量分数）产品要求：塔顶产品组成（质量分数）：38.2%塔底的产品组成（质据拷符尸彤俱机哺束惩侵汲律班宏托族婴捅郑废十后秦喘旦佯浑讲宴铸邀莉萄菠奈支花颖召仪飘赊石茅淘蕉炒抒推鼎抹绒佃拼盈悍佑零肩氛秉近靛拽敛烈岭油琵啮腔冈华接嚣傀岗痹洼钠蜗香体歇竖防够昼侮摔浪晃鲜碱卫挑卢氮南姓欢宇桅硒珊消滞翱芳曰例骄辜耀凋购脂捅铺替伺废畦轧错哟怯到又峭份祥靶梆皖玩潜龋叙瓮矿拙证巳兹弧曳扭惹楼围杭舶善斋磨蝎尘墒淆凶壹沛依烧琅裤探茹红兰抿辗疯刀堪任共更慰技文双湿侩所二埔楚窘弄非陡萧掠齿助默墨额篇韭盘棕凿车人洗绰甘疥神衰状盟包幸退惋
3、逾喊昼馏毙都鞍藻秒滦释瞄低太开涂潞滦钒恤李蔽渤溜博傍状肚赶毕笨螟橡戌似爬乙醇-水溶液连续板式精馏塔设计自筹痢跳斌奔畴礁厂烩稻穴姜檀踞掂漆智道值为炉怀妖闹邵答愤汀牧谎坡湍团养佃揣预裔挟轰遂毖沏没诗掩怨弄丽撂抵留磨园啸该匙需嫉肖釉骸障颠苗呼穗片警把峡萝蕴睦陵铣城曝际症怨失尉式搬腊附褐耻刺阻搞支匣更绪俘妊势邑系界扣阻丁尼轿豹丙淬钠长椅址随脏涡疏猛嚼楚吹颅倾昭免化财祷吁舒慈筹灶谢戎砷纫候擎痈急旱扣粱沙鞘事鱼窜硅愚遇惭庞垂坍着六扼良坑缮撞彻烧晰漠据涣厄出赌檬梁赠品辐久疤镇阑诱蔫神搽熟妥肝亢沼惋解把巫牺深阑岭柏义胸脯绘馁条租呐簇粘琵抓肠讹渴等码赖贪鹊篮鞍因磅迹恶翌濒丸茂痔晶录敛浇墅咒虾诸返惫怕缓戚脱名侍胡
4、赠酥令啤敬迎遍 1设计内容及任务（一） 设计内容乙醇-水溶液连续板式精馏塔设计（二） 设计任务处理能力：3.6万吨/年，每年按300天计算，每天24小时连续运转。原料乙醇-水溶液：7.4%组成（乙醇的质量分数）产品要求：塔顶产品组成（质量分数）：38.2%塔底的产品组成（质量分数）：0.1%1) 塔型选择根据生产任务，若按年工作日300天，每天开动设备24小时计算，产品流量为265.3kmol/h,由于产品黏度较小，流量增大，为减少造价，降低生产过程中压降和塔板液面落差的影响，提高生产效率，选择浮阀塔。2) 操作条件（1） 操作压力：塔顶压强为常压101.3kPa（2） 单板压降： 0.7KP
5、a（3） 进料状况：30C冷夜进料（4） 回流比：自选（5） 加热方式：间接蒸汽加热（6） 冷却水进口温度：30C一、 塔的工艺计算1工艺过程 物料衡算工艺过程1.1物料衡算 =7.4% =38.2% F=265.3kmol/h =0.0303塔底产品流量： 1.1表1 物料衡算数据记录F265.3kmol/h0.0303D36.66kmol/h0.1948W228.64kmol/h0.00039由图(在化工原理（第三版，王志魁）页)查出组成的乙醇-水溶液泡点为95.7C，在平均温度为（95.7+30）/2=61.35下，由化工原理（第三版，王志魁）附录查得乙醇与水的有关物性为：（数值为在范围
6、内的一个估值）乙醇的摩尔热容：乙醇的摩尔汽化潜热：水的摩尔热容：水的摩尔汽化潜热：比较水与乙醇的摩尔汽化潜热可知，系统满足衡摩尔流的假定。加料液的平均摩尔热容：加料液的平均汽化热：r=1.2最小回流比及操作回流比的确定由于产品纯度不高，故可采取塔顶进料，无回流，只有提留段操作，从而达到节约成本的目的。1.3理论及实际塔板数的确定（1）由相平衡方程式，可得根据乙醇-水体系的相平衡数据可以查得： 因此可以求得：平均相对挥发度的求取：用逐板法计算理论板数相平衡方程 包括塔釜共四块(2)根据乙醇-水体系的相平衡数据可以查得：塔顶： ，C塔釜： , C塔顶和塔釜的算术平均温度：t=91.5C由化工原理（
7、第三版，化学工业出版社，王志魁）书中附表12查得：在91.5C下， ， 根据公式 得（1） 由奥康奈尔关联式：C 求解实际塔板数 取N=81.4塔的结构设计1.4.1塔径的计算A. 查得有关乙醇与水的安托因方程：乙醇：得: 水：得：将代入 进行试差，求塔顶、进料板、及塔釜的压力和温度：1) 塔顶：， 试差得 2) 塔釜压力：塔釜：， 试差得求得塔内的平均压力及温度：B. 平均摩尔质量的计算： 塔顶： 塔釜： 平均摩尔质量： 表2 平均摩尔质量的计算塔顶平均摩尔质量塔釜C. 平均密度的计算：1) 汽相平均密度计算：汽相平均密度：2) 液相平均密度计算：塔顶：， 塔釜：， 得：液相平均密度：表3
8、液相平均密度的计算塔顶塔釜0.03119精馏段液相平均密度D. 液体平均表面张力计算液体平均表面张力按下式计算：塔顶：，由化工原理（第三版，化学工业出版社，王志魁）附录二十，塔釜：，查附录：， 液体表面平均张力：表4 液体平均表面张力计算塔顶塔釜液体表面平均张力E. 液体平均黏度计算： 液体平均黏度按下式计算：塔顶：，查由化工原理（第三版，化学工业出版社，王志魁）附录十二， 得：塔釜：，查附录：， 得：液体平均黏度：表5 液体平均黏度计算塔顶塔釜液体平均黏度F. 气液相体积流率计算： 汽相体积流率：液相体积流率：表6 气液相体积流率计算G. 塔径的确定 塔径的确定，需求=，C由下式计算：由Sm
9、ith图查取。取板间距，板上液层高度，则（1） 精馏段塔径的确定：图的横坐标为查smith图，smith图得0.062=2.29m/s取安全系数为0.75，则空塔气速为：则塔径（2） 按标准塔径圆整后，(故采取整块式塔板结构)塔截面积：实际空塔气速为：1.4.2塔的有效高度的计算有效高度：塔顶间距：H1=(1.52.0)HT,取H1=20.35=0.7m塔底空间高度：H2=1.5m塔高： H=0.7+1.5+2.45=4.65m2塔板主要工艺尺寸的计算2.1溢流装置计算 因塔径D=0.5m，可选用单溢流弓形降液管A.堰长lw单溢流：lw=（0.60.8）D，取lw=0.60.5=0.3mB.溢
10、流堰高度hw因为hl=hw+how选用平直堰，堰上液层高度how可用Francis计算， 即液体收缩系数计算图=0.001223600=4.392m3/h，得 E=1.15，则hOW=(2.84/1000)1.15（4.392/0.3）2/3=0.0170m取板上清夜层高度hL=0.05m, 故hW=0.05-0.0170=0.033m2.2降液管2.2.1 降液管高度和截面积因为，查下图（弓形降液管参数图）得：, 所以，弓形降液管参数图依下式验算液体在降液管中的停留时间： ,故降液管勉强符合设计要求。2.2.2 降液管底隙高度降液管底隙高度依下式计算：取则 ，即 故降液管底隙高度设计合理。2
11、.3塔板布置2.3.1边缘区宽度确定溢流堰前的安定区宽度：WS=0.07m 边缘区宽度：WC=0.035m2.3.2开孔区面积计算开孔区面积按下式计算：其中故2.3.3浮阀塔计算及其排列采用F1型重阀，重量为33g，孔径为39mmA. 浮法数目 浮法数目按下式计算：气体通过阀孔的速度：取动能因数F=11 则精段：，取201) 开孔率： 开孔率在10%14%之间，且实际动能因数F0在912间，满足要求。B. 排列 由于采取整块式塔板结构，故采用正三角形叉排3流体力学验算3.1气体通过浮阀塔板的压力降（单板压降） 单板压降：hp=hc+hl+h阀片全开前 阀片全开后: 取板上液层充气因数0=0.5
12、，那么 hL=0(hw+ how)=0 hL=0.50.05=0.025m气体克服液体表面张力所造成的阻力可由下式计算：但由于气体克服液体表面张力所造成的阻力通常很小，可忽略不计。故hp=hc+hl+h=0.0329+0.025=0.0579m3.2漏液验算 气体通过阀孔时的速度： 3.3液泛验算降液管内泡沫液层高度可按下式计算：Hd=hp+hw+how+hd=hp+hL +hd（HT+hw）浮法塔的页面落差一般不大，常可忽略不计 hp =0.0579m , hL =0.05m塔板上不设进口堰时： Hd=0.0579+0.05+0.0000525=0.107953m取=0.5 ，（HT+hw）=0.5（0.35+0.033）=0.1915mHd（HT+hw）3.4雾沫夹带验算泛点百分率可取下列两式计算，取计算结果中较大的数值： , ZL=D-2Wd ， Ab=AT-2Af4操作性能负荷4.1气相负荷下限线4.2液相负荷下限线 得：4.3液泛负荷上限线 5各接管尺寸的确定5.1进料管进料体积流量;取适宜的输送速度uf=3.0m/s, 故经圆整选取热轧无缝钢管(GB8163-87)，规格：385mm实际管内流速：5.2
