化工原理课程设计-乙醇-水混合液精馏塔设计精选.doc

全套论文 化工原理课程设计 题目：乙醇-水混合液精馏塔设计 学 院：化学与材料工程学院 专 业：高分子材料与工程 姓 名： 学 号： 指导教师： 河南城建学院 2012年12月25日  《化工原理》课程设计工艺条件 一、设计目的和要求 课程设计是化工原理课程教学中综合性和实践性较强的教学环节，是理论系实际的桥梁乙醇-水计7 k pa 冷却水温度：30℃ 设备形式：筛板塔 饱和水蒸汽压力：2.5kgf/cm2(表压) （1kgf/=98.066kPa） 每年实际生产天数：330天，每天24小时连续运转 目 录 一 设计方案简介 4 二 物料流程说明 4 三 设计说明书 5 3.1. 气液相平衡数据 5 3.2 全塔物料衡算 6 3.3 工艺条件及物性数据计算 6 3.3.1 操作温度: 7 3.3.2操作压强 7 3.3.3平均分子量的计算 8 3.3.4平均密度 9 3.3.5混合液体表面张力 10 3.3.6液体粘度 11 3.3.7塔的物性数据列表 12 3.4 实际塔板数的计算 12 3.4.1计算最小回流比 12 3.4.2精馏塔内汽液负荷计算 13 3.4.3操作线方程 13 3.4.4逐板法计算塔板数 14 3.4.5塔板效率 15 3.4.6计算实际塔板数 15 3.5 塔和塔板主要工艺尺寸计算 15 3.5.1塔径的设计 15 3.5.2塔高的设计计算 16 3.5.3溢流装置 17 3.5.4塔板布置和筛孔数目与排列 18 3.6 流体力学验算 19 3.6.1塔板压降 19 3.6.2液面落差 20 3.6.3液泛验算 20 3.6.4漏液 21 3.6.5物沫夹带 21 3.7.塔板负荷性能图 21 3.7.1漏液线 21 3.7.2液沫夹带线 22 3.7.3液相负荷下限线 22 3.7.4液相负荷上限线 22 3.7.5液泛线 22 3.7.6操作性能负荷图 23 四 筛板塔设计结果概要 24 五 塔附件设计 25 5.1接管管径计算 25 5.2换热器的计算与选型 27 5.3储槽 28 5.4泵的选型与计算 29 六 设计体会及改进意见 30 七 参考文献 31 八 主要符号说明 31 设计方案简介 乙醇~水体系是工业上最常见的溶剂，也是非常重要的化工原料之一，是无色、无毒、无致癌性、污染性和腐蚀性小的液体混合物。因其良好的理化性能，因而被广泛的应用于化工日化医药等行业。 近年来，由于燃料价格的上涨，乙醇燃料越来越有取代传统燃料的趋势。 长期以来，乙醇多用于蒸馏法生产，但是由于乙醇~水体系有共沸现象，由于乙醇~水体系形成共沸物，在常压下，共沸物的组成为4.43%的水，95.57%的乙醇，共沸温度为78.15℃，=0.894(摩尔分数，且此时溶液的气液组成（平衡组成）相等，这就无法用普通的精馏的方法来将乙醇溶液再浓缩，既得不到纯度高于95.6%的乙醇。 =40%(wt%)；=94%；=0.3%。 = =0.2068 = =0.0012 3.2.2 物料衡算 进料平均相对分子量：29.24kg/k mol 进料量：F = =9.6mol/s 总物料衡算 F=D+W乙醇物料衡 9.6×0.2068=0.8597×D+0.0012W 联立解得 D ：=82.95 oC (=0.2068) ：78.21 oC (=0.8597) ：99.72oC (=0.0012) 精馏段平均温度 oC； 提馏段平均温度oC。 3.3.2 操作压强 乙醇、水的饱和蒸汽压可以用下式计算： 式中：p为蒸气压mmHg；A、B、C为常数；t为摄氏温度（oC） 物质名称 温度范围 t/ oC 安托尼常数 A B C 乙醇 -30~150 8.04494 1554.3 222.65 水 0~60 8.10765 1750.286 235.0 水 60~150 7.96681 1668.21 228.0 表3：乙醇、水安托尼常数 3.3.2.1 塔顶压力： 78.21 oC，=0.8597 由安托尼公式可以计算出该温度下，100.813KPa， 44.075KPa 假设该物系为理想物系： 92.85KPa 3.3.2.2 进料处： oC，=0.2068 同上，可以计算出该温度下，121.240KPa， 53.396KPa 67.426KPa 3.