文档介绍：化工原理课程设计
分离乙醇-水混合物精馏塔设计
学院: 化学工程学院
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指导教师:
时间: 2012年6月13日星期三
化工原理课程设计任务书
一、设计题目:分离乙醇-水混合物精馏塔设计
二、原始数据:
a) 原料液组成:乙醇 20 % 产品中: 乙醇含量≥94% 残液中≤4%
b) 生产能力:6万吨/年
c)操作条件
进料状态:自定操作压力:自定
加热蒸汽压力:自定冷却水温度:自定
三、设计说明书内容:
a)概述
b)流程的确定与说明
c)塔板数的计算(板式塔); 或填料层高度计算(填料塔)
d) 塔径的计算
e)1)塔板结构计算;
a 塔板结构尺寸的确定; b塔板的流体力学验算;c塔板的负荷性能图。
2)填料塔流体力学计算;
a 压力降; b 喷淋密度计算
f)其它
(1) 热量衡算—冷却水与加热蒸汽消耗量的计算
(2) 冷凝器与再沸器传热面的计算与选型(板式塔)
(3) 除沫器设计
g)料液泵的选型
h)计算结果一览表
目录
前言……………………………………………………………………………………………… 2
一、概述………………………………………………………………………………………… 2
二、精馏系统工艺流程的确定………………………………………………………………… 3
三、物料衡算…………………………………………………………………………………… 3
四、塔板数计算………………………………………………………………………………… 3
1、理论塔板数的确定
2、总板效率估计
3、计算实际塔板数
五、塔板结构的工艺设计……………………………………………………………………… 5
1、初选塔板间距
2、塔径计算
3、塔板上溢流型式的确定
4、塔板布置
5、塔板各部分面积和对应气速计算
六、塔板流体力学校核………………………………………………………………………… 10
1、板上溢流强度检查
2、气体通过塔板的压力降计算
3、液面落差校核
4、漏液点气速校核
5、降液管内液面高度和液体停留时间校核
七、塔板负荷性能图…………………………………………………………………………… 12
1、负荷性能图的绘制
2、塔板结构设计评述
八、塔总体结构………………………………………………………………………………… 13
1、塔高的计算
2、接管
3、人孔和手孔
九、精馏塔附属设备选型设算………………………………………………………………… 18
参考资料………………………………………………………………………………………… 18
附录
1、乙醇~水溶液的密度……………………………………………………………… 18
2、乙醇~水溶液汽液平衡数据(常压) ……………………………………………… 19
3、乙醇~水蒸汽在沸腾条件下的密度………………………………………………… 20
4、苯、甲苯的密度、表面张力和汽化潜热………………………………………… 20
5、总传热系数(列管换热器)的大致范围…………………………………………… 20
6、乙醇~水混合物的热焓……………………………………………………………… 21
摘要
精馏是利用物质沸点的不同,多次的进行混合蒸气的部分冷凝和混合液的部分蒸发的过程,以达到分离的目的。
塔设备是炼油和化工生产的重要设备,其作用在于提供气液两相充分接触的场所,有效地实现气液两相间的传热、传质,以达到理想的分离效果,因此它在石油化工生产中得到广泛应用。
一个完整的板式塔主要是由圆柱形塔体、塔板、降液管、溢流堰、受液盘及气体和液体进、出口管等部件组成,同时考虑到安装和检修的需要,塔体上还要设置人孔和手孔。平台扶梯和吊柱等部件,整个塔体由塔裙座支撑,在塔内,根据生产公益要求,装有多层塔板,为气液亮相提供接触的场所,塔板性能的好坏直接影响传质效果,是塔板塔的核心部件
设计目的:
1着重加深学生对于化工原理理论知识的掌握。
2积极引导学生去思考,培养他们灵活运用所学知识去解决问题的能力,以及查阅资料、处理数据的能力。
第一章课程设计报告内容
一、精馏流程的确定
乙醇、水混合料液经原料预热器加热至泡点后,送入精馏塔。塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝后,一部分作为回流,其余为塔顶产品经冷却器冷却后送至贮槽。塔釜采用间接蒸汽向沸热器供热,塔底产品经冷却后送入贮槽。
二、塔的物料衡算
(一) 料液及塔顶、塔底产品含乙醇摩尔分数
(二) 平均摩尔质量
(三) 物料衡算
总物料衡算
易挥发组分物料衡算
联立