处理量为76000吨年的水___乙醇分离工艺设计.doc

处理量为76000吨/年的水-乙醇分离工艺设计 某某某 应用化学专业 应化班 学号 指导老师 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。 关键词：精馏塔 工艺设计 乙醇 水 精馏段（t=80.41℃） 液相组成= 气相组成= (2)提馏段（t=90.88℃） 液相组成= 气相组成= 2.3.3平均密度的计算 （1）精馏段 液相密度 气相密度 （2）提馏段 液相密度 气相密度 2.3.4液相表面张力 表2-3 乙醇和水不同温度下的表面张力 精馏段 乙醇的表面张力 水的表面张力 =0.4324 A=B+Q=(-0.4608)-1.0031=-1.4639 （2）提馏段 T=90.88℃ 乙醇的表面张力 水的表面张力 =0.0567 2.3.5黏度 表2.4 水在不同温度下的粘度表 温度/℃ 黏度/ 温度/℃ 黏度/ 0 1.788 70 0.4061 10 1.306 80 0.3551 20 1.004 90 0.3149 30 0.8015 100 0.2825 40 0.6533 110 0.2590 50 0.5494 120 0.2374 60 0.4699 130 0.2178 图2.1 温度-黏度图 精馏段 精馏段黏度 提馏段 提馏段黏度 2.3.6相对挥发度 精馏段 （2）提馏段 2.3.7气、液相体积流量计算 精馏段 质量流量 体积流量 提馏段 q=1 质量流量 体积流量 第2.4节 塔板数的确定 2.4.1最小回流比及操作回流比 图2.2 乙醇-水溶液的最小回流比 由图可知q线与相平衡线交点为 最小回流比确定 取操作回流比 2.4.2求精馏塔的气、液相负荷 2.4.3操作线方程 精馏段操作线方程： 即： 提馏段操作线方程： 即： 2.4.4图解法求理论板层数 图2.3 理论板层数 图2.4 理论板层数局部放大 采用直角阶梯法求理论板层数，如图所示，在塔底或恒沸点附近作图时要将图局部放大，求解结果为： 理论板层数 （不包括再沸器） 进料板位置 精馏段的板层数 =11 提馏段的板层数 =3（包括进料板） 2.4.5实际板层数的求取 根据奥康奈尔关联式： 精馏段 提馏段 全塔所需实际塔板数 全塔效率 加料版位置在第23块塔板 第2.5节 塔板的主要工艺计算及塔板的流体力学验算 2.5.1塔径的计算 （1）最大空塔气速和空塔气速 最大空塔气速计算公式： 由计算，其中由史密斯关联图查取，图中横坐标为： 若采用较大的板间距，能允许较高的空塔气速，对塔板效率、操作弹性及安装检修有利；但是当板间距增大时，会增加塔身总高度金属消耗量塔基、支座的负荷，从而导致全塔造价增加。反之，采用较小的板间距，虽然可降低塔高，但因其只能允许较小的空塔气速，因此塔径就要增大，且容易产生液泛现象，降低板效率。所以在选取板间距时，要根据不同情况予以考虑。化工生产中常用的板间距有：300，350, 400，450, 500, 600，700, 800（mm）， 由《化工原理课程设计》可知：由《化工原理课程设计》板间距与塔径的关系D1、D2都在0.8~1.m的范围内，且板间距也在300~450的范围内，因此取板间距为450mm是合理的。 选择单流型这种液流方式时，液体的流径较长，塔板效率较高，并且塔板的结构简单，加工方便。降液管有圆形和弓形两类。通常情况下，由于圆形降液管的流通截面小，没有足够的空间分离液体中的气泡，气相夹带较严重，从而降低了塔板的效率。因此本设计选择弓形降液管。 式中：气体通过每层塔板的压降 ：气体通过板上液层的压降 ：气体通过筛板的干板压降 ：气体克服液体表面张力的压降气体通过筛板的干板阻力可由以