乙醇—水溶液精馏塔设计.doc

.页眉. 页脚. 乙醇-水溶液连续精馏塔设计目录 ……………………………………………………………… 3 …………………………………………………………… 4 ……………………………………………………………………… 4 ………………………………………………………… 5 …………………………………………………… 5 ……………………………………………………… 22 ………………………………………………………………… 23 8. 课程设计心得…………………………………………………………… 23 精馏塔设计任务书一、设计题目乙醇—水溶液连续精馏塔设计二、设计条件 : 15000 (吨/年) : 35(wt% ) : 93(wt% ) : 99% : 7200 小时/年 : ①间接蒸汽加热; ②塔顶压强: atm (绝对压强) ③进料热状况:泡点进料; 三、设计任务 a)流程的确定与说明; b)塔板和塔径计算; 2 c)塔盘结构设计 ; ii. 流体力学验算; iii. 塔板负荷性能图。 d)其它 ; ii. 冷凝器的传热面积及冷却水的消耗量 e)有关附属设备的设计和选型,绘制精馏塔系统工艺流程图和精馏塔装配图,编写设计说明书。乙醇——水溶液连续精馏塔优化设计前言乙醇在工业、医药、民用等方面,都有很广泛的应用,是很重要的一种原料。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,也极具溶解性,所以,想要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的,塔内装有若干层塔板或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泛的塔型,特别是在石油、化学工业中使用最普遍。浮阀有很多种形式,但最常用的形式是 F1型和 V-4 型。 F1 型浮阀的结果简单、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, 现已列入部颁标准( JB168-68 )内, F1 型浮阀又分轻阀和重阀两 3 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, 才用轻阀。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 、气体压强降及液面落差较小。 5 、塔的造价低。浮阀塔不宜处理易结焦或黏度大的系统,但对于黏度稍大及有一般聚合现象的系统,浮阀塔也能正常操作。精馏塔优化设计计算在常压连续浮阀精馏塔中精馏乙醇——水溶液,要求料液浓度为 35% , 产品浓度为 93% ,易挥发组分回收率 99% 。年生产能力 15000 吨/年操作条件: ①间接蒸汽加热②塔顶压强: (绝对压强) ③进料热状况:泡点进料一精馏流程的确定乙醇——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,其余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。工艺流程图见图二塔的物料衡算 ,整理有关物性数据⑴水和乙醇的物理性质名称分子式相对分子质量密度 20℃3/ k g m 沸点 ℃比热容(20 ℃)K g/(kg .℃) 黏度(20 ℃) 导热系数(20 ℃)?/(m .℃) 表面张力????(20 ℃) N/m 水 H O 998 100 乙醇 2 5 C H OH 789 ⑵常压下乙醇和水的气液平衡数据,见表常压下乙醇—水系统 t— x— y数据如表 1— 6所示。表1—6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/% 气相液相气相液相 4