化工原理课程设计乙醇水精馏塔毕业设计
化工原理课程设计--乙醇-水溶液连续精馏塔设计

12345678910 min(2)'0.7790.6780.789''0.6780.55D q q q x y R y x --===-- 所以,min min(2)0.854R R ==可取操作回流比min 1.2(/ 1.4)R R R ==3.2 塔顶产品产量、釜残液量的计算以年工作日为300天,每天开车24小时计,进料量为:3150001080.5/3002425.88F kmol h ⨯==⨯⨯ 由全塔的物料衡算方程可写出:F D W =+ 28.79/D kmol h =f D W Fx Dx Wx =+ 51.71/W kmol h =3.6 全塔效率的估算用奥康奈尔法('O conenell )对全塔效率进行估算: 由相平衡方程式1(1)xy xαα=+-可得(1)(1)y x x y α-=-根据乙醇~水体系的相平衡数据可以查得:10.7788D y x == 10.739x =(塔顶第一块板)0.511f y = 0.170f x =(加料板)0.002w x = 0.024w y =(塔釜)取'80t mm =时画出的阀孔数目只有60个,不能满足要求,取'65t mm =画出阀孔的排布图如图1所示,其中75,'65t mm t mm ==总阀孔数目为49N =个5.3.3 校核气体通过阀孔时的实际速度:02049.6/SV u m s d Nπ== 实际动能因数:09.6 1.03359.76F =⨯=(在9~12之间) 开孔率:220(0.039)49100%100%11.6%440.5024T d N A ππ⨯⨯⨯=⨯==⨯阀孔面积塔截面积开孔率在10%~14之间,满足要求。
6. 流体力学验算6.1 气体通过浮阀塔板的压力降(单板压降)p h33max min ()0.931/,()0.378/S S V m s V m s ==所以,塔的操作弹性为0.931/0.378 2.463=有关该浮阀塔的工艺设计计算结果汇总于表7表7 浮阀塔工艺设计计算结果项目 数值与说明备注 塔径,D m 0.8 板间距,T H m 0.4 塔板型式 单溢流弓形降液管 分块式塔板空塔气速,/u m s 1.476 溢流堰长度,W l m 0.600 溢流堰高度,W h m 0.05 板上液层高度,L h m0.0131。
乙醇水精馏塔毕业设计

⑴综合运用“化工原理”和相关选修课程的知识,联系化工生产的实际完成单元操作的化工设计实践,初步掌握化工单元操作的基本程序和方法。
⑵熟悉查阅资料和标准、正确选用公式,数据选用简洁,文字和工程语言正确表达设计思路和结果。
⑶树立正确设计思想,培养工程、经济和环保意识,提高分析工程问题的能力。
二、设计任务及操作条件在一常压操作的连续精馏塔内分离乙醇-水混合物。
生产能力(塔顶产品)3000 kg/h操作周期 300 天/年进料组成 25% (质量分数,下同)塔顶馏出液组成≥94%塔底馏出液组成≤0.1%操作压力 4kPa(塔顶表压)进料热状况泡点单板压降:≤0.7 kPa设备型式筛板三、设计内容:(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件数据的计算;(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) 绘制生产工艺流程图;(10) 绘制精馏塔设计条件图;(11) 对设计过程的评述和有关问题的讨论。
[ 设计计算 ](一)设计方案选定本设计任务为分离水-乙醇混合物。
原料液由泵从原料储罐中引出,在预热器中预热至84℃后送入连续板式精馏塔(筛板塔),塔顶上升蒸汽流采用强制循环式列管全凝器冷凝后一部分作为回流液,其余作为产品经冷却至25℃后送至产品槽;塔釜采用热虹吸立式再沸器提供气相流,塔釜残液送至废热锅炉。
1精馏方式:本设计采用连续精馏方式。
原料液连续加入精馏塔中,并连续收集产物和排出残液。
其优点是集成度高,可控性好,产品质量稳定。
由于所涉浓度范围内乙醇和水的挥发度相差较大,因而无须采用特殊精馏。
2操作压力:本设计选择常压,常压操作对设备要求低,操作费用低,适用于乙醇和水这类非热敏沸点在常温(工业低温段)物系分离。
3塔板形式:根据生产要求,选择结构简单,易于加工,造价低廉的筛板塔,筛板塔处理能力大,塔板效率高,压降较低,在乙醇和水这种黏度不大的分离工艺中有很好表现。
化工原理课程设计乙醇水精馏塔设计(浮阀塔)

4.3.4.4各气相平均密度的计算.............................................................. 21
4.4塔径的初步设计................................................................................................ 26
4.4.1精馏段塔径的计算................................................................................. 26
4.4.2提馏段塔径的计算................................................................................. 27
4.5塔高的设计计算................................................................................................ 28
5.3.1.2提馏段压降的计算...................................................................... 36
5.3.2液泛......................................................................................................... 36
化工原理课程毕业设计-乙醇跟水精馏

化工原理一、设计题目板式精馏塔的设计二、设计任务:乙醇-水二元混合液连续操作常压筛板精馏塔的设计三、工艺条件生产负荷(按每年7200小时计算):6、7、8、9、10、11、12万吨/年进料热状况:自选回流比:自选加热蒸汽:低压蒸汽单板压降:≤0.7Kpa工艺参数组成浓度(乙醇mol%)塔顶78加料板28塔底0.04四、设计内容1.确定精馏装置流程,绘出流程示意图。
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。
3.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。
4.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。
管径计算。
五、设计结果总汇六、主要符号说明七、参考文献八、图纸要求1、工艺流程图一张(A2 图纸)2、主要设备工艺条件图(A2图纸)目录前言 (4)1概述 (5)1.1 设计目的 (5)1.2 塔设备简介 (5)2设计说明书 (7)2.1 流程简介 (7)2.2 工艺参数选择 (8)3 工艺计算 (9)3.1物料衡算 (9)3.2理论塔板数的计算 (9)3.2.1 查找各体系的汽液相平衡数据 (9)如表3-1 (9)3.2.2 q线方程 (9)3.2.3 平衡线 (10)3.2.4 回流比 (11)3.2.5 操作线方程 (11)3.2.6 理论板数的计算 (12)3.3 实际塔板数的计算 (12)3.3.1全塔效率ET (12)3.3.2 实际板数NE (13)4塔的结构计算 (14)4.1混合组分的平均物性参数的计算 (14)4.1.1平均分子量的计算 (14)4.1.2 平均密度的计算 (15)4.2塔高的计算 (16)4.3塔径的计算 (16)4.3.1 初步计算塔径 (17)4.3.2 塔径的圆整 (18)4.4塔板结构参数的确定 (18)4.4.1溢流装置的设计 (18)4.4.2塔盘布置(如图4-4) (18)4.4.3 筛孔数及排列并计算开孔率 (19)4.4.4 筛口气速和筛孔数的计算 (20)5 精馏塔的流体力学性能验算 (21)5.1 分别核算精馏段、提留段是否能通过流体力学验算 (21)5.1.1液沫夹带校核 (21)5.2.2塔板阻力校核 (22)5.2.3溢流液泛条件的校核 (24)5.2.4 液体在降液管内停留时间的校核 (24)5.2.5 漏液限校核 (24)5.2 分别作精馏段、提留段负荷性能图 (25)5.3 塔结构数据汇总 (27)6 塔的总体结构 (29)7 辅助设备的选择 (30)7.1塔顶冷凝器的选择 (30)7.2塔底再沸器的选择 (30)7.3管道设计与选择 (32)7.4 泵的选型 (33)7.5 辅助设备总汇................................................................................................................ .. 33化工生产中所处理的原料中间产品几乎都是由若干组分组成的混合物,其中大部分是均相混合物。
化工原理 课程设计 精馏塔

化工原理课程设计精馏塔
化工原理课程设计:精馏塔
一、设计题目
设计一个年产10万吨的乙醇-水溶液精馏塔。
该精馏塔将采用连续多级蒸馏的方式,将乙醇与水进行分离。
乙醇的浓度要求为95%(质量分数),水含量要求低于5%。
二、设计要求
1. 设计参数:
操作压力:常压
进料流量:10万吨/年
进料组成:乙醇40%,水60%(质量分数)
产品要求:乙醇95%,水5%
2. 设计内容:
完成精馏塔的整体设计,包括塔高、塔径、填料类型、进料位置、塔板数、回流比等参数的计算和选择。
同时,还需完成塔内件(如进料口、液体分布器、再沸器等)的设计。
3. 绘图要求:
需要绘制精馏塔的工艺流程图和结构示意图,并标注主要设备参数。
4. 报告要求:
完成设计报告,包括设计计算过程、结果分析、经济性分析等内容。
三、设计步骤
1. 确定设计方案:根据题目要求,选择合适的精馏塔类型(如筛板塔、浮阀塔等),并确定进料位置、塔板数和回流比等参数。
2. 计算塔高和塔径:根据精馏原理和物料性质,计算所需塔高和塔径,以满足分离要求。
3. 选择填料类型:根据物料的特性和分离要求,选择合适的填料类型,以提高传质效率。
4. 设计塔内件:根据塔板数和填料类型,设计合适的进料口、液体分布器、再沸器等塔内件。
5. 进行工艺计算:根据进料组成、产品要求和操作条件,计算每块塔板的温度和组成,以及回流比等参数。
6. 进行经济性分析:根据设计方案和工艺计算结果,分析项目的投资成本和运行成本,评估项目的经济可行性。
乙醇水溶液连续精馏塔设计_毕业设计

《化工原理》课程设计任务书一、设计题目乙醇-水溶液连续板式精馏塔设计。
二、任务要求1、设计一连续板式精馏塔一分离乙醇和水,具体工艺参数如下:(1)原料乙醇含量:质量分率=29%(2)原料处理量:质量流量=10.8t/h(3)摩尔分率Xd=0.82;Xw=0.022、工艺操作条件:常压精馏,塔顶全凝,泡点进料,泡点回流,R=(1.2~2)Rmin。
三、设备形式筛板塔四、设计工作日每年330天,每天24小时连续运行六、主要内容1.确定全套精馏装置的流程,汇出流程示意图,标明所需的设备、管线及有关控制或观测所需的主要仪表与装置。
2.精馏塔的工艺计算与结构设计:(1).物料衡算确定理论板数和实际板数;(2).计算塔径并圆整;(3).确定塔板和降液管结构;(4).流体力学校核,并对特定板的结构进行个别调整;(5).全塔优化,要求操作弹性大于2。
3.计算塔高。
4.估算冷却水用量和冷凝器的换热面积、水蒸气用量和再沸器换热面积。
5.绘制塔板结构图。
6.列出设计参数表。
第一章设计概述1.1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。
它可使气液或液液两相间进行紧密接触,达到相际传质及传热的目的。
可在塔设备中完成常见的单元操作有:精馏、吸收、解吸和萃取等。
此外,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品质量和环境保护等各个方面都有重大影响。
塔设备的设计和研究受到化工炼油等行业的极大重视。
1.2塔设备的分类塔设备经过长期的发展,形成了形式繁多的结构,以满足各方面的特殊需要,为研究和比较的方便,人们从不同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、吸收塔、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具有固定相界面的塔和流动过程中形成相界面的塔,长期以来,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。
化工原理课程设计--乙醇--水精馏塔浮阀塔课程设计--大学毕业设计论文

化工原理课程设计乙醇——水浮阀精馏塔设计化学工程与工艺化工1308班学号12010830指导教师摘要本设计为分离乙醇-水混合物,采用筛板式精馏塔。
精馏塔是提供混合物气、液两相接触条件,实现传质过程的设备。
它是利用混合物中各组分挥发能力的差异,通过液相和气相的回流,使混合物不断分离,以达到理想的分离效果。
选择精馏方案时因组分的沸点都不高所以选择常压,进料为泡点进料,回流是泡点回流。
塔顶冷凝方式是采用全凝器,塔釜的加热方式是使用再沸器。
精馏过程的计算包括物料衡算,热量衡算,塔板数的确定等。
然后对精馏塔进行设计包括:塔径、塔高、溢流装置。
最后进行流体力学验算、绘制塔板负荷性能图。
乙醇精馏是生产乙醇中极为关键的环节,是重要的化工单元。
其工艺路线是否合理、技术装备性能之优劣、生产管理者及操作技术素质之高低,均影响乙醇生产的产量及品质。
工业上用发酵法和乙烯水化法生产乙醇,单不管用何种方法生产乙醇,精馏都是其必不可少的单元操作。
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。
关键词:乙醇水精馏浮阀塔连续精馏塔板设计目录前言 (1)第一章设计任务书 (2)1.1、设计条件 (2)1.2、设计任务 (2)1.3、设计内容 (3)第二章设计方案确定及流程说明 (5)第三章塔板的工艺设计 (7)3.1、全塔物料衡算 (7)3.2、塔内混合液物性计算 (8)3.3、适宜回流比 (15)3.4、溢流装置 (21)3.5、塔板布置与浮阀数目及排列 (22)3.6、塔板流体力学计算 (25)3.7、塔板性能负荷图 (29)3.8、塔高度确定 (33)第四章附属设备设计 (35)4.1、冷凝器的选择 (35)4.2、再沸器的选择 (36)第五章辅助设备的设计 (38)5.1、辅助容器的设计 (38)5.2、管道设计 (39)燕京理工学院——课程设计第六章控制方案 (42)第七章设计心得与体会 (42)附录一主要符号说明 (43)附录二塔计算结果表 (45)附录三管路计算结果表 (47)文献综述 (48)前言乙醇(C2H5OH),俗名酒精,是基本的工业原料之一,与酸碱并重,它作为再生能源犹为受人们的重视。
[优秀毕业设计]乙醇——水筛板式精馏塔的设计
![[优秀毕业设计]乙醇——水筛板式精馏塔的设计](https://img.taocdn.com/s3/m/fb3928b177232f60dccca134.png)
化工原理课程设计任务书设计题目:乙醇一一水筛板式精懈塔的设计设计条件:・常压:P=0. 92atm(绝压);•原料来自粗镭塔,为95°C〜96°C饱和蒸汽,由于沿途热损失,进精憾塔时,原料温度约为90°C;•塔顶浓度为含乙醇92.41% (质量分率)的酒精,产量为25吨/天;•塔釜为饱和蒸汽直接加热,从塔釜出来的残液中乙醇浓度要求不大于0. 034% (质量分率);•塔顶采用全凝器,泡点回流,回流比:R二(1. 1一2. 0)乂汰。
设计任務:1.完成该精憎塔工艺设计(包括塔顶冷凝器及进出口管路的设计与选型)。
2.画出带控制点的工艺流程图、塔板负荷性能图、精镭塔工艺条件图。
3.写出该精谓塔设计说明书,包括设计结果汇总及设计评价。
试针目感:W06耳吃R至2006年1月摘要 (1)引言 (2)第一章绪论 (3)§1」设计背景 (3)1.1.1发酵法. (3)1.1.2乙烯水合法. (4)1.1.3英他方法. (4)§1.2设计方案 (4)§ 1.3设计思路 (5)§1.4选塔依据 (6)第二章精馅塔的工艺设计 (7)§2.1全塔工艺设计计算 (7)2.1.1产品浓度的计算和进料组成确定 (7)2.1.2 q线方程的确定: (9)2.1.3平均相对挥发度的计算. (10)2.1.4最小回流比和适宜回流比的选取 (10)2.7.5物料衡算. (10)2.1.6精懈段和提懈段操作线 (11)2.1.7逐板法确泄理论板数. (11)2.1.8全塔效率、 (12)2.1.9实际塔板数及实际加料位置 (13)第三章板式塔主要工艺尺寸的设计计算 (14)§3.1塔的工艺条件及物性数据计算 (14)3丄1操作压强P (14)3丄2操作温度T. (14)3丄3塔内各段气、液两相组分的平均分子量 (14)3.1.4精懈段和提懈段各组分的密度. (15)3.1.5液体表而张力的计算. (16)3.L6液体粘度Pm (16)3.17气液负荷计算. (17)§ 3.2塔和塔板的主要工艺尺寸的计算 (17)3.2.1 塔径 D (17)322液流形式、降液管及溢流装宜等尺寸的确定 (19)3.1.4筛孔数n及开孔率<p (20)3.15塔有效高度乙 (21)3.1.6塔高的计算. (21)§3.3筛板塔的流体力学校核 (22)3.3.1板压降的校核. (22)3.3.2液沫夹带量e\,的校核. (23)3.3.3溢流液泛条件的校核. (24)3.3.4液体在降液管内停留时间的校核. (24)3.3.5漏液点的校核. (25)§3.4塔板负荷性能图 (26)3.4.1液相负荷下限线 (26)3.4.2液相负荷上限线 (26)343漏液线(气相负荷下限线) (26)3.4.4过量液沫夹带线(气相负荷上限线) (27)3.4.5溢流液泛线 (28)3.4.6塔气液负荷性能图. (30)第四章塔的附属设备的计算 (33)§4.1塔顶冷凝器设计计算 (33)4.1.1确定设计方案. (33)4.1.2确定物性数据. (33)4.1.3热负荷Q的计算. (33)4.1.4传热而积的计算. (33)4. 1. 5换热器工艺结构尺寸 (34)4.1.5核算总传热系数K。
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化工原理课程设计题目:乙醇水精馏筛板塔设计设计时间:化工原理课程设计任务书(化工1)一、设计题目板式精馏塔的设计二、设计任务:乙醇-水二元混合液连续操作常压筛板精馏塔的设计三、工艺条件生产负荷(按每年7200小时计算):6、7、8、9、10、11、12万吨/年进料热状况:自选回流比:自选加热蒸汽:低压蒸汽单板压降:≤0.7Kpa工艺参数四、设计内容1.确定精馏装置流程,绘出流程示意图。
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。
3.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。
4.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。
管径计算。
五、设计结果总汇六、主要符号说明七、参考文献八、图纸要求1、工艺流程图一张(A2 图纸)2、主要设备工艺条件图(A2图纸)目录前言 (4)1概述 (5)1.1 设计目的 (5)1.2 塔设备简介 (6)2设计说明书 (7)2.1 流程简介 (7)2.2 工艺参数选择 (8)3 工艺计算 (9)3.1物料衡算 (9)3.2理论塔板数的计算 (10)3.2.1 查找各体系的汽液相平衡数据 (10)如表3-1 (10)3.2.2 q线方程 (9)3.2.3 平衡线 (11)3.2.4 回流比 (12)3.2.5 操作线方程 (12)3.2.6 理论板数的计算 (12)3.3 实际塔板数的计算 (13)3.3.1全塔效率ET (13)3.3.2 实际板数NE (14)4塔的结构计算 (15)4.1混合组分的平均物性参数的计算 (15)4.1.1平均分子量的计算 (15)4.1.2 平均密度的计算 (16)4.2塔高的计算 (17)4.3塔径的计算 (17)4.3.1 初步计算塔径 (17)4.3.2 塔径的圆整 (18)4.4塔板结构参数的确定 (19)4.4.1溢流装置的设计 (19)4.4.2塔盘布置(如图4-4) (19)4.4.3 筛孔数及排列并计算开孔率 (20)4.4.4 筛口气速和筛孔数的计算 (21)5 精馏塔的流体力学性能验算 (21)5.1 分别核算精馏段、提留段是否能通过流体力学验算 (21)5.1.1液沫夹带校核 (21)5.2.2塔板阻力校核 (22)5.2.3溢流液泛条件的校核 (24)5.2.4 液体在降液管内停留时间的校核 (25)5.2.5 漏液限校核 (25)5.2 分别作精馏段、提留段负荷性能图 (25)5.3 塔结构数据汇总 (28)6 塔的总体结构 (29)7 辅助设备的选择 (30)7.1塔顶冷凝器的选择 (30)7.2塔底再沸器的选择 (31)7.3管道设计与选择 (32)7.4 泵的选型 (33)7.5 辅助设备总汇................................................................................................................ (33)前言化工生产中所处理的原料中间产品几乎都是由若干组分组成的混合物,其中大部分是均相混合物。
生产中为满足要求需将混合物分离成较纯的物质。
精馏是分离液体混合物(含可液化的气体混合物)最常用的一种单元操作,在化工、炼油、石油化工等工业中得到广泛应用。
精馏过程在能量剂的驱动下(有时加质量剂),使气、液两相多次直接接触和分离,利用液相混合物中各组分挥发度的不同,使易挥发组分由液相向气相转移,难挥发组分由气相向液相转移,实现原料混合液中各组分的分离。
该过程是同时进行传质、传热的过程。
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。
1概述1.1 设计目的蒸馏是分离均相混合物的单元操作,精馏是最常用的蒸馏方式,是组成化工生产过程的主要单元操作。
精馏是典型的化工操作设备之一。
进行此次课程设计的目的是为了培养综合运用所学知识,来解决实际化工问题的能力,做到能独立进行化工初步设计;掌握化工设计的基本程序和方法;学会查阅技术资料、选用公式和数据;用简洁文字和图表表达设计结果;用CAD制图以及计算机辅助计算等能力方面得到一次基本训练,为以后从事设计工作打下坚实的基础。
1.2 塔设备简介塔设备是化工、石油化工和炼油等生产中最重要的设备之一,他可以使气(或汽)或液液两相紧密接触,达到相际传质及传热的目的。
在化工厂、石油化工厂、炼油厂等中,塔设备的性能对于整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额,以及三废处理和环境保护等各方面都有重大影响。
塔设备中常见的单元操作有:精馏、吸收、解吸和萃取等。
此外,工业气体的冷却和回收、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和减湿等。
最常见的塔设备为板式塔和填料塔两大类。
作为主要用于传质过程的塔设备,首先必须使气(汽)液两相能充分接触,以获得高的传质效率。
此外,为满足工业生产的需要,塔设备还必须满足以下要求:1、生产能力大;2、操作稳定,弹性大;3、流体流动阻力小;4、结构简单、材料耗用量少,制造和安装容易;5、耐腐蚀和不易阻塞,操作方便,调节和检修容易。
在本设计中我使用筛板塔,筛板塔的突出优点是结构简单造价低。
合理的设计和适当的操作筛板塔能满足要求的操作弹性,而且效率高采用筛板可解决堵塞问题适当控制漏液。
筛板塔是最早应用于工业生产的设备之一,五十年代之后通过大量的工业实践逐步改进了设计方法和结构,近年来与浮阀塔一起成为化工生中主要的传质设备。
为减少对传质的不利影响,可将塔板的液体进入区制成突起的斜台状这样可以降低进口处的速度使塔板上气流分布均匀。
筛板塔多用不锈钢板或合金制成,使用碳钢的比率较少。
它的主要优点是:结构简单,易于加工,造价为泡罩塔的60左右,为浮阀塔的80%左右;在相同条件下,生产能力比泡罩塔大20%~40%;塔板效率较高,比泡罩塔高15%左右,但稍低于浮阀塔;气体压力降较小,每板降比泡罩塔约低30%左右。
缺点是:小孔筛板易堵塞,不适宜处理脏的、粘性大的和带固体粒子的料液;操作弹性较小(约2~3)。
2设计说明书2.1 流程简介图1-1 精馏过程流程图2.2 工艺参数选择(1) 处理能力:5000T/y ,年开工7200小时(2) 进料浓度:X f=0.15(mol%)(3) 进料温度:t f=18 ℃(4) 塔顶冷凝水采用12℃深井水, 塔釜间接蒸汽加热(5) 压力:常压操作单板压降≤0.7 kPa(6) 要求:x d=86 mol % x w= 1mol %3 工艺计算3.1物料衡算进料浓度为X F=0.15(mol%),则MF=46*0.15+18*0.85=22.2Kg/KmolF=5000T/y=5000000/(M F*7200)=31.28Kmol/h由F=D+WFX F=DX D+WX W得:D=5.152 Kmol/hW=26.128 Kmol/h3.2理论塔板数的计算3.2.1 查找各体系的汽液相平衡数据如表3-1表3-1 乙醇-水汽液平衡组成3.2.2 q 线方程18℃进料:查物性数据:易挥发组分比热c1=2.453 kJ/kgK难挥发组分比热c2=4.184 kJ/kgK易挥发组分汽化潜热r1=902 kJ/kgK难挥发组分汽化潜热r2=2458 kJ/kgK进料温度t1=18 ℃,进料组成对应的泡点温度t2=83 ℃则平均r =z f r1*M轻组分+(1- z f) r2*M重组分=0.15*902*46+0.85*2458*18=43831.2 KJ/Kmol平均c p = z f c 1*M 轻组分+(1- z f ) c 2*M 重组分=0.15*2.453*46+85*4.184*18=80.941KJ/KmolK得q=(c p *Δt+r )/r=[80.941*(83-18)+43831.2]/43831.2=1.119 则q 线方程:11---=q x x q qy F =9.396x-1.2593.2.3 平衡线根据表3.1作出平衡线图,并画出理论塔板数,如图3-1和3-2。
图3-1乙醇-水的气液平衡x-y 图图3-2乙醇-水的气液平衡局部放大图3.2.4 回流比由0.259=x D /(R min +1) 得最小回流比R min =2.32 又R=(1.1-1.8)R min 取回流比R=4 3.2.5 操作线方程精馏段操作线方程为: 1111n n D R y x x R R +=+++ =0.8x n +0.2x D提馏段操作线方程为: W m m x WqF L W x W qF L qF L y -+--++=+''1=1.887x m -0.008873.2.6 理论板数的计算用作图法(如图3-1),总塔板数=20+(0.0241-0.01)/(0.0241-0.0036)=20.69块第19块板与q 线相交,为进料板。
精馏段理论板数= 18 ,第 19 块为进料板 提馏段= 2.69 总理论板数N T = 20.693.3 实际塔板数的计算3.3.1全塔效率ET塔顶x D =0.86查表得平衡温度t=78.21℃ 塔底x W =0.01查表得平衡温度t=97.63℃ 平均粘度的计算:塔顶塔底平均温度t=87.92℃,查得乙醇粘度μ1=0.39mPa/s,图3-2 O’connel 关联图水的粘度μ2=0.3242mPa/s ;则μav = μ1x F + μ2(1-x F )=0.39*0.15+0.3242*0.85=0.334 查得平均温度下的平衡组分:x=0.0937,y=0.0433, 又: y=αx/[1+(α-1)x] 得:α=7.388由αμav=2.47,查O’connel 关联图(图3-2)得全塔效率E T=38%3.3.2 实际板数N EN E=N T/E T=20.69/38%=54.4块表3-1 塔内气液流率汇总气相流率(kmol/h)液相流率(kmol/h)精馏段25.76 20.608提馏段29.48 55.64塔的结构计算板式塔主要尺寸的设计计算,包括塔高、塔径的设计计算,板上液流形式的选择、溢流装置的设计,塔板布置、气体通道的设计等工艺计算。