分离乙醇-水混合液的浮阀精馏塔的设计方法以及计算.docVIP

化工原理课程设计任务书 化药1104 赵金金 110150108 指导教师 周莉莉 一、设计题目：分离乙醇-水混合液的浮阀精馏塔 二、原始数据及条件 生产能力：年处理乙醇-水混合液2.5万吨（开工率300天/年） 原 料：乙醇含量为35%（质量百分比）的常温液体 分离要求：塔顶乙醇含量不低于90%（质量分数） 塔底釜液乙醇含量不高于0.5%（质量分数） 塔操作条件： 精馏塔塔顶压强：常压 进料热状况：泡点进料 回流比：自选 单板压降：=0.7kpa 塔板类型：浮阀塔 工作日：每年300天，每天24小时连续运行 厂址：廊坊地区 目 录 前 言…………………………………………………………………………… 1 第1章 塔板的工艺设计方法……………………………………………… 2 第1.1节 精馏塔全塔物料衡算…………………………………………… 2 第1.2节 常压下乙醇-水气液平衡组成（摩尔）与温度关系………… 2 第1.3节 理论塔板的计算………………………………………………… 8 第1.4节 塔经的初步计算 ……………………………………………… 10 第1.5节 溢流装置……………………………………………………… 11 第1.6节 塔板布置及浮阀数目与排列………………………………… 13 第2章 塔板的流体力学计算 …………………………………………… 15 第2.1节 气相通过浮阀塔板的压降 …………………………………… 15 第2.2节 淹塔 ………………………………………………………… 16 第2.3节 液沫夹带 …………………………………………………… 17 第2.4节 塔板负荷性能图 …………………………………………… 18 （三） 附件设计 ………………………………………………………… 22 （四） 塔总体高度的设计 …………………………………………… 25 （五） 塔附属设备设计 ……………………………………………… 26 设计体会……………………………………………………………………… 28 主要符号……………………………………………………………………… 参考文献……………………………………………………………………… 29 结束语………………………………………………………………………… 30  前 言 塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设备。根据塔内气液接触部件的形式，可以分为填料塔和板式塔。板式塔属于逐级接触逆流操作，填料塔属于微分接触操作。工业上对塔设备的主要要求： （1）生产能力大。 （2）分离效率高。 （3）操作弹性大。 （4）气体阻力小结构简单、设备取材面广等。 塔型的合理选择是做好塔设备设计的首要环节，选择时应考虑物料的性质、操作的条件、塔设备的性能以及塔设备的制造、安装、运转和维修等方面的因素。板式塔的研究起步较早，具有结构简单、造价较低、适应性强、易于放大等特点。 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的挥发度的不同，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。根据生产上的不同要求，精馏操作可以是连续的或间歇的，有些特殊的物系还可采用衡沸精馏或萃取精馏等特殊方法进行分离。本设计的题目是乙醇-水连续精馏浮阀塔的设计，即需设计一个精馏塔用来分离易挥发的乙醇和不易挥发的水，采用连续操作方式，需设计一板式塔将其分离。  第1章 塔板的工艺设计方法 第1.1节 精馏塔全塔物料衡算 1.1.1精馏塔全塔物料衡算 F：原料液流量(kmol/h) xF：原料组成（摩尔分数，下同） D：塔顶产品流量(kmol/h) xD：塔顶组成 W：塔底残液流量(kmol/h) xW：塔底组成 原料乙醇组成： 塔顶组成： 塔底组成： 进料平均分子量：= 进料量： 物料衡算式为： （1.1） 联立代入求解：D=33.61 kmol/h W=118.20 kmol/h 第1.2节 常压下乙醇-水气液平衡组成（摩尔）与温度关系 1.2