下载此文档

食品工程原理课程设计乙醇水精馏塔.doc


文档分类:高等教育 | 页数:约29页 举报非法文档有奖
1/29
下载提示
  • 1.该资料是网友上传的,本站提供全文预览,预览什么样,下载就什么样。
  • 2.下载该文档所得收入归上传者、原创者。
  • 3.下载的文档,不会出现我们的网址水印。
1/29 下载此文档
文档列表 文档介绍
该【食品工程原理课程设计乙醇水精馏塔 】是由【春天资料屋】上传分享,文档一共【29】页,该文档可以免费在线阅读,需要了解更多关于【食品工程原理课程设计乙醇水精馏塔 】的内容,可以使用淘豆网的站内搜索功能,选择自己适合的文档,以下文字是截取该文章内的部分文字,如需要获得完整电子版,请下载此文档到您的设备,方便您编辑和打印。食品工程原理课程设计题目乙醇-水精馏塔的设计课程名称食品工程原理课程设计学号学生姓名所在专业食品科学与工程所在班级指导老师目录任务书3一、方案确定流程说明41、生产时间42、选择塔型43、精馏方式44、操作压力45、加热方式46、工艺流程4二、绪论51塔设备在化工生产中的作用与地位52塔设备的分类53板式塔5三、塔的工艺计算61、查阅文件,整理相关物性数据62、精馏塔的物料衡算...........................................................................................................................................................................................................83、精馏段物性衡算.........................................93、1物料衡算.........................................93、2气液体积流率的计算..............................104、提馏段物性衡算........................................114、1物料衡算........................................114、2气液体积流率的计算..............................13四、塔和塔板主要工艺尺寸计算.................................13塔径D的计算.............................................13塔板详细设计.............................................14五、精馏塔的隶属设备及选型...................................151辅助设备的选型....................................................................................................................................................................................................172塔的主要接收尺寸的采用........................................................................................................、设计结果一览表21七、设计议论24八、精馏塔设备图与流程图25九、主要符号说明与参照资料261、符号一览表262、参照文件27任务书乙醇—水精馏搭的设计(一)设计任务1、生产能力:日产(24h)40吨93%乙醇产品。2、产品要求:%(质量分率)。3、设备型式:筛板塔(二)操作条件1、精馏塔顶压强:P=1atm(绝压)2、进料热状况:原料来至上游的粗馏塔,为95-96℃的饱和蒸气3、回流比:操作回流比R=(—)Rmin4、加热蒸汽:接蒸汽加热5、单板压降:(三)设计内容1、方案确定流程说明2、塔的工艺计算3、塔和塔板主要工艺尺寸的设计4、辅助设备选型(四)设计成就1、设计说明书一份2、设计图纸,包括流程图,负荷性能图,塔盘部署图,浮阀塔工艺条件图。一、方案确定流程说明1、生产时间设计要求塔日产40吨93%乙醇,工厂实行三班制,每班工作8小时,每天24小时连续正常工作。2、选择塔型精馏塔属气—液传质设备。气—液传质设备主要分为板式塔和填料塔两大类。该塔设计生产时间要求较大,由板式塔与填料塔比较知:板式塔直径放大时,塔板效率较坚固,且持液量较大,液气比适应范围大,因此本次精馏塔设备选择板式塔。筛板塔是降液管塔板中结构最简单的,它与泡罩塔对照较拥有以下优点:生产能力大10-15%,板效率提高15%左右,而压降可降低30%左右,其他筛板塔结构简单,耗资金属少,塔板的造价可减少40%左右,安装简单,也便于冲刷检修。因此,本设计采用筛板塔比较合适。3、精馏方式由设计要求知,本精馏塔为连续精馏方式。4、操作压力常压操作可减少因加压或减压操作所增加的增、减压设备花销和操作花销,提高经济效益,在条件赞同下常采用常压操作,因此本精馏设计选择在常压下操作。5、加热方式在本物系中,水犯难挥发液体,采用直接蒸汽加热,可节约再沸器。6、工艺流程原料槽中的原料液先由离心泵送到预热器预热,再进精馏塔,精馏塔塔顶蒸汽经全凝器冷凝,泡点回流,塔顶产品输送进乙醇储藏罐,而再沸器则加热釜液,塔釜产品流入釜液储藏罐二、绪论塔设备在化工生产中的作用与地位塔设备是是化工、石油化工和炼油等生产中最重要的设备之一。它可赌气液或液液两相间进行亲密接触,达到相际传质及传热的目的。可在塔设备中完成常有的单元操作有:精馏、吸取、解吸和萃取等。其他,工业气体的冷却与回收、气体的湿法净制和干燥以及兼有气液两相传质和传热的增湿、减湿等。在化工、石油化工、炼油厂中,塔设备的性能对于整个装置的产质量量和环境保护等各个方面都有重要影响。塔设备的设计和研究碰到化工炼油等行业的极大重视。塔设备的分类塔设备经过长远的发展,形成了形式众多的结构,以满足各方面的特别需要,为研究和比较的方便,人们从不同样的角度对塔设备进行分类,按操作压力分为加压塔、常压塔和减压塔;按单元操作分为精馏塔、吸取塔、解吸塔、萃取塔、反应塔和干燥塔;按形成相际界面的方式分为拥有固定相界面的塔和流动过程中形成相界面的塔,长远以来,人们最长用的分类按塔的内件结构分为板式塔、填料塔两大类。板式塔板式塔是分级接触型气液传质设备,种类众多,依照目前国内外的现状,主要的塔型是浮阀塔、筛板塔和泡罩塔。泡罩塔是历史悠久的板式塔,长远以来,在蒸馏、吸取等单元操作使用的设备中曾占有主要的地位,泡罩塔拥有一下优点:(1).操作弹性大(2).无泄漏(3).液气比范围大(4).不易拥堵,能适应多种介质泡罩塔的不足之处在于结构复杂、造价高、安装维修方便以及气相压力降较大。筛板塔液是很早就出现的板式塔,20世纪50年代起对筛板塔进行了大量工业规模的研究,形成了较完满的设计方法,与泡罩塔对照,拥有以下的优点:(1).生产能力大(提高20%-40%)(2).塔板效率高(提高10%-15%)(3).压力降低(降低30%-50%),而且结构简单,塔盘造价减少40%左右,安装维修都比较简单[1]。20世纪50年代起,浮阀塔板已大量的用于工业生产,以完成加压、常压、减压下的蒸馏、脱吸等传质过程。浮阀式之因此宽泛的应用,是由于它拥有以下优点:(1).办理能力大(2).操作弹性大(3).塔板效率高(4).压力降小其缺点是阀孔易磨损,阀片易零散。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,部分回流,其他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。精馏装置有精馏塔、原料预热器、再沸器、冷凝器、釜液冷却器和产品冷却器等设备。热量自塔釜输入,物料在塔内经多次部分气化与部分冷凝进行精馏分别,由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走。乙醇—水混杂液原料经预热器加热到泡点温度后送入精馏塔进料板,在进料板上与自塔上部下降的的回流液体会合后,逐板溢流,最后流入塔底。在每层板上,回流液体与上升蒸汽互相接触,进行热和质的传达过程。三、塔的工艺计算1、查阅文件,整理相关物性数据(1)水和乙醇的物理性质表1:水和乙醇的物理性质名称分子式相对分子密度沸点比热容黏度导热系表面质量20℃(20℃)(20℃数张力aKg/(kg.)(20℃)(20℃℃℃)/(m.)℃)N/(2)常压下乙醇和水的气液平衡数据,见表2表2乙醇—水系统t—x—y数据沸点t/℃乙醇摩尔数/%沸点t/乙醇摩尔数/%气相液相℃:46;水相对分子质量:182、精馏塔的物料衡算原料液中:设A组分-乙醇;B组分-水乙醇的摩尔质量:M乙=:M水=——96℃的饱和蒸汽冷却至90oC所得,因此,。经查表得,:xF=,他日产40吨93%乙醇,每天24小时连续正常工作,则原料办理量:(kmol/h)=()-水的平衡数据用内差法求得原料进入塔时(90℃)的气液相组成为:Xa===LXa+VYa和F=L+V得L=(kmol/h),∴q=L/F=:q线方程为y=qxxF=-+-x-y数据可知:塔顶温度tD=℃,塔底温度tw=℃,t=1/2(tD+tw)=℃(90℃进料)进料板位于平衡线上,则:=*Rmin=*=::提镏段操作线方程:相平衡方程为:(1)求αμL平均温度t=(0C)下μAmpasμB===xFμA+(1-xF)μB=×+(1-)×==×=(2)求板效率ET由αμL=,由书查得ET=51%,偏低;实质工作ET有所提高,因此取ET=70%.(3)求实质板数由NNT1得ET精馏段实质板数:N精=21/=30(块)提馏段实质板数:N提=7/=10(块)全塔板数:N=40块3、精馏段物性衡算3、1物料衡算操作压强P===900Ctw==(1)塔顶y1=XD==(2)进料yf==:(1)塔顶:MVDm=+(1-)=(g/mol)MLDm=+(1-)=(g/mol)(2)进料:MVFm=+(1-)=(g/mol)MLFm=+(1-)=(g/mol)平均分子量MMVDmMVFm==(g/mol)Vm=22MMLDMMLFM==(g/mol)Lm=22平均密度m由书【6】和书【7】:1/LM=aA/LA+aB/LBA为乙醇B为水塔顶:℃下:LA=(kg/m3)LB=(kg/m3)1=+(1-)/=(kg/m3)LMD进料:在进料温度90℃下:LA=(kg/m3)LB=(kg/m3)aA=()=()则LMF=(kg/m3)=(+)/2=(kg/m3)平均气相密度VM=PMVM=(kg/m3)()液体平均粘度LM液相平均粘度依下式计算:lgxlglmii塔顶:查书【6】和书【7】℃下:A是乙醇,B是水DA=;DB=;lgLD=()+()则LD=(mpas)进料:在90℃下:FA=;FB=。lg则lFlF=()+(1-)lg()=(mpas)lm=(LD+lF)/2=(+)=:查书【6】和书【7】℃下:(mN/m)进料:在90℃下:()(mN/m)则m=(MD+MF)/2=(+)/2=(mN/m)3、2气液体积流率的计算由已知条件V===VMvm==(m3/s)=LMLM=(m3/s)

食品工程原理课程设计乙醇水精馏塔 来自淘豆网www.taodocs.com转载请标明出处.

相关文档 更多>>
非法内容举报中心
文档信息
  • 页数29
  • 收藏数0 收藏
  • 顶次数0
  • 上传人春天资料屋
  • 文件大小1.49 MB
  • 时间2024-04-17