化工原理课程设计乙醇和水.docx

设计任务书(一)设计题目:试设计一座乙醇-水连续精馏塔提纯乙醇。进精馏塔的料液含乙醇25%(质量分数,下同),其余为水;产品的乙醇含量不得低于94%;%;要求年产量为17000吨/年。(二) 操作条件1) 塔顶压力4kPa(表压)2) 进料热状态自选3) 回流比自选4) (表压)5) 单板压降<。(三) 塔板类型自选(四) 工作日每年工作日为300天,每天24小时连续运行(五) 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)。目录设计方案简介 1精馏塔的物料衡算 、塔底产品的摩尔分率 、塔底产品的平均摩尔质量 2塔板数的确定 2理论板层数Nt的求取 2求最小回流比及操作回流比 2求精馏塔的气、液相负荷 3求操作线方程 3图解法求理论板层数 3塔板效率的求取 4实际板层数的求取 5精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 5操作压力计算 5操作温度计算 5平均摩尔质量的计算 5平均密度的计算 6气相平均密度计算 6液相平均密度计算 6液体平均表面张力计算 7精馏塔的塔体工艺尺寸计算 8塔径的计算 8精馏段塔径的计算 8提馏段塔径的计算 9精馏塔有效高度的计算 9精馏塔的高度计算 10塔板主要工艺尺寸的计算 10溢流装置计算 10堰长lw 10溢流堰高度hw 11弓形降液管宽度Wd和截面积Af 11降液管底隙高度ho 11塔板布置 12塔板的分块 12边缘区宽度确定 12开孔区面积计算 12筛孔计算及其排列 12筛板的流体力学验算 13塔板降 13干板阻力he计算 13气体通过液层的阻力hi计算 13液体表面张力的阻力hb计算 13液面落差 13液沫夹带 14漏液 14液泛 14塔板负荷性能图 15漏液线 15液沫夹带线 15液相负荷下限线 16液相负荷上限线 17液泛线 17主要接管尺寸计算 19蒸汽出口管的管径计算 19塔板主要结构参数表 20设计过程的评述和有关问题的讨论 21参考文献 ,采用连续精馏塔提纯流程。设计中采用泡点进料,将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝,冷凝液在泡点下一部分回流至塔内,其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。该物系属易分离物系,回流比较大,。塔釜采用直接蒸汽加热,塔底产品经冷却后送至储罐。(质量分数)wf=;产品中乙醇含量(质量分数)wd=;塔釜中乙醇含量(质量分数)ww=;处理能力Gf=17000吨/年;塔顶操作压力4kPa;进料热状况泡点进料;单板压降<;、塔底产品的摩尔分率乙醇的摩尔质量Ma=== 025^607= .94/.06/==.001/ =、塔底产品的平均摩尔质量Mf=()=(),每天工作24小时,其处理量为17000吨/年故原料液的处理量为 F=1700010(30024).11=D+W乙醇的物料衡算 =+= kmol/hW= kmol/-水是非理想物系,先根据乙醇-水平衡数据(见下表1),绘出平衡线,如下图所示。表1乙醇一水系统t—x—y数据沸点t/°c乙醇摩尔数/%沸点t/c