筛板式连续精馏塔及其主要附属设备设计.doc

西南石油大学化学化工学院
课程设计报告
题目:筛板式连续精馏塔及其主要附属设备设计
班级:__化工91_____
姓名:______
学号:_
指导教师:_________

目录
第一章设计概述 2
设计题目 2
工艺条件 2
设计内容 2
工艺流程图 3
第二章塔的工艺计算 4
4
主要数据参数的计算 5
—水系统t-x-y数据() 5
温度的计算 6
密度的计算 7
10
混合物的黏度计算 14
15
15
塔径的初步设计 18
、液相体积流量计算 18
19
21
21
21
22
23
、浮阀数目及排列 24
24
25
第三章塔板的流体力学验算 28
28
30
雾沫夹带 31
32
第四章塔总体高度的设计 37
37
38
38
第五章附属设备设计 39
39
40
第六章设计结果汇总 41
第七章主要符号说明 42
第八章参考文献 43
第九章设计小结 43
第一章设计概述
设计题目筛板式连续精馏塔及其主要附属设备设计
工艺条件
生产能力:11100吨/年(料液)
年工作日:300天
原料组成:28%乙醇,72%水(摩尔分率,下同)
产品组成:馏出液 78%乙醇,%乙醇
操作压力:塔顶压强为常压
进料温度:泡点
进料状况:泡点
加热方式:直接蒸汽加热
回流比: 自选
设计内容
1 确定精馏装置流程,绘出流程示意图、塔器设备图。
2 工艺参数的确定
基础数据的查取及估算,工艺过程的物料衡算及热量衡算,理论塔板数,塔板效率,实际塔板数等。
主要设备的工艺尺寸计算
板间距,塔径,塔高,溢流装置,塔盘布置等。
流体力学计算
流体力学验算,操作负荷性能图及操作弹性。
5 主要附属设备设计计算及选型
塔顶全凝器设计计算:热负荷,载热体用量,选型及流体力学计算。
料液泵设计计算:流程计算及选型。
工艺流程图
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。
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离,由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走。
乙醇—水混合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汇合后,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,进行热和质的传递过程。
流程示意图如下图
图1-1
第二章塔的工艺计算

原料液中: 设A组分——乙醇;B组分——水
乙醇的摩尔质量:M乙= kg/kmol;水的摩尔质量: M水= kg/kmol
F:进料量(kmol/s) :原料组成(摩尔分数,下同)
D:塔顶产品流量(kmol/s) :塔顶组成
W:塔底残液流量(kmol/s) :塔底组成
进料液的摩尔分数:
塔顶组成:=;底组成:=%
平均摩尔质量M=+(1-)18= kg/kmol
M= + (1-) 18=
M=+(1-)18=
物料衡算

由总物料守恒有:F+S=W+D
对乙醇有:F*Xf = W*Xw + D*Xd
对于直接蒸汽加热有:V′= S , L′= W
V′= V –(1-q)*F , L′= L + q*F
对于泡点加料有:V′= V ,L′= L + F
又∵V=(R+1)D ,L=R*D
∴L′= W = R