乙醇---水连续精馏塔---论文.doc

化工原理课程设计说明书设计题目: 乙醇—水连续精馏塔的设计设计人员: 尚慧、曲雅男所在班级: 2012 级化学工程与工艺成绩: 指导老师: 日期: 1 化工原理课程设计任务书一、设计题目:乙醇—水连续精馏塔的设计二、设计任务及操作条件(1)进精馏塔的料液含乙醇 35% (质量分数,下同),其余为水;(2) 产品的乙醇含量不得低于 92% ; (3)塔顶易挥发组分回收率为 99% ; (4)生产能力为 15000 吨/年92% 的乙醇产品; (5)每年按 330 天计,每天 24h 连续运行。(6)操作条件 a)塔顶压强 4kPa (表压) b)进料热状态自选 c)回流比自选 d)加热蒸气压力低压蒸气(或自选) e)单板压降≤ 。三、设备形式:筛板塔或浮阀塔四、设计内容: 1、设计说明书的内容 1)精馏塔的物料衡算; 2)塔板数的确定; 3)精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算; 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; 8)精馏塔接管尺寸计算; 9)对设计过程的评述和有关问题的讨论。 2、设计图纸要求: 1)绘制生产工艺流程图( A2号图纸); 2)绘制精馏塔设计条件图( A2号图纸)。五、设计基础数据: —水体系的 t-x-y 数据; 、粘度、表面张力等物性参数。 2 (一) 精馏塔全塔物料衡算 q nF:原料液流量(kmol/s) x F:原料组成 q nD:塔顶产品流量(kmol/s) X D:塔顶组成 q nw:塔底残液流量(kmol/s) x w:塔底组成原料液乙醇的组成 35/ 46 % 35/ 46 65/18 FX ? ??塔顶组成%82 .81 18 846 92 46 92??? DX 塔顶产品流量?? s kmol 023 .03600 24 330 18 65 .046 35 .01000 15000 q nF???????????????????? FF DD FFWWDD FDX X XXX n n nnn nnw nq q qqq qqq??????????% 22 .0 s kmol 0182 .0q s kmol 0048 .0q n nW W FX (二)物性参数计算表3-13 常压下乙醇-水汽液平衡组成(摩尔)与温度关系 1、温度的确定利用表 3-13 中的数据,利用数值插入法确定进料温度 t F,塔顶温度 t D, 塔底温度 t W 乙醇(摩尔分数) % 温度/℃乙醇(摩尔分数) % 温度/℃乙醇(摩尔分数) % 温度/℃液相汽相液相汽相液相汽相 00100 3 进料温度; 61 .16 - -??? Ft F= ℃塔顶温度; 43 .89 -82 .81 15 .78 -t42 .74 -43 .89 41 .78 -15 .78 D? t D= ℃塔底温度; 0-21 .0 100 -t90 .1-0 -100 W? t W= ℃C????09 .81 2 ttt DF1精馏段平均温度: 提馏段平均温度; 2 ttt 2??? WF℃(二)密度??%78 .59 y22 .61 -y -09 .81 22 .61 -26 .58 - %28 .36 x65 .39 -x -09 .81 65 .39 -73 .32 - 09 .81 t1 ( a( aa1 11 11 1 ov A???????????气相组成: 液相组成: 精馏段: 和混合气体密度。混合液体密度平均相对分子量)计算质量分数) 利用式 C M TP MPT O B BAL????)/(74 .34 )5978 .01(18 5978 .046 )/kg (16 .28 )3628 .01(18 3628 .046 1 1 kmol kg M kmol M V L????????????所以: ??%81 .29 y91