完美升级版年处理量1t乙醇水混合物的筛板式精馏塔的设计毕业论文Word格式.docx
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2.树立既考虑技术上的先进性与可靠性,又考虑经济上的合理性,并注意到操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思路,在这种设计思想的指导下去分析和解决工程实际问题的能力。
3.迅速准确地进行工程计算的能力。
4.用简洁的文字、清晰的图表示表达自己设计结果的能力。
课程设计的内容:
(1)设计方案的简介
(2)主体设备的工艺设计计算
(3)
典型辅助设备的选型和计算
(4)塔板结构简图和塔板负荷性能图
(5)编写设计说明书
工艺操作条件:
年处理量:
12000吨,料液初温:
35℃
料液浓度:
35%(轻组分质量分率)
塔顶产品浓度:
94%(轻组分质量分率)
塔底釜液浓度:
0.3%(轻组分质量分率)
每年实际生产天数:
330天(一年中有一个月检修)
精馏塔塔顶压强:
4Kpa(表压)
冷却水进口温度:
25℃
饱和水蒸气压力:
101.33Kpa(表压)
设备型式:
浮阀塔
厂址:
江苏盐城
课题设计任务:
(1)完成主题设备的工艺设计与计算
(2)有关附属设备的设计和选型
(3)塔板结构简图和塔板负荷性能图
(4)编写设计说明书
主要参考书:
[1]夏清,陈常贵主编.化工原理(上、下册).天津大学出版社,2005
[2]陈敏恒等.化工原理.第二版化.学工业出版社.1999
[3]谭天恩,麦本熙,丁惠华.化工原理(上、下册).第二版.北京:
化学工业出版社,1998
[4]姚玉英.化工原理例题与习题.第三版.北京:
[5]贾绍义,柴诚敬主编.化工原理课程设计.天津:
天津大学出版社,2002
[6]李功样,陈兰英,崔英德主编.常用化工单元设备设计.广州:
华南理工大学出版社,2003
[7]涂伟萍,陈佩珍,程达芬主编.化工工程及设备设计.北京:
化学工业出版社,2000
指导教师 文福姬
2013年12月6日
摘要……………………………………………………………………………………………4
第一章绪论……………………………………………………………………………………5
1.1设计背景……………………………………………………………………………5
1.2设计方案……………………………………………………………………………6
1.2.1操作压力…………………………………………………………………………6
1.2.2进料状态…………………………………………………………………………6
1.2.3加热方式…………………………………………………………………………61.3确定设计方案的原
1.3.1满足工艺和操作的要求…………………………………………………………7
1.3.2满足经济上的要求………………………………………………………………7
1.3.3保证安全生产……………………………………………………………………7
1.4塔的选择……………………………………………………………………………7
第二章工艺计算………………………………………………………………………………9
2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率及馏出液流量……………………………9
2.2常压下乙醇---水气液平衡组成(摩尔)与温度的关系…………………………9
2.3液相平均密…………………………………………………………………………11
2.4液体平均表面张力…………………………………………………………………13
2.5混合物的粘度……………………………………………………………………15
2.6最小回流比……………………………………………………………………16
2.7气液相体积流量……………………………………………………………16
2.8塔板数确定………………………………………………………………17
第三章精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算………………………………………19
3.1操作压力…………………………………………………………………………19
第四章精馏塔的塔体工艺尺寸设计………………………………………………………19
4.1塔径的计算………………………………………………………………………19
4.2精馏塔有效高度的计算…………………………………………………………19
第五章塔板主要工艺尺寸的计算…………………………………………………………20
5.1溢流装置计算……………………………………………………………………20
5.1.1堰长………………………………………………………………………20
5.1.2溢流堰高度………………………………………………………………20
5.1.3弓形降液管宽度和截面积…………………………………………20
5.1.4降液管底隙高度…………………………………………………………21
5.2塔板布置及筛板数目与排列……………………………………………………21
第六章塔板的流体力学验算………………………………………………………………21
6.1气相通过浮阀塔板的压降………………………………………………………22
6.1.1干板阻力……………………………………………………………………22
6.1.2板上充气液层阻力………………………………………………………22
6.1.3克服表面张力所造成的阻力……………………………………………22
6.2液面落差……………………………………………………………………………22
6.3液沫夹带……………………………………………………………………22
6.4漏液…………………………………………………………………………22
6.5液泛……………………………………………………………………………23
第七章塔板负荷性能图……………………………………………………………………24
7.1漏液线…………………………………………………………………………24
7.2液沫夹带线…………………………………………………………………………24
7.3液相负荷下限线…………………………………………………………………24
7.4液相负荷上限线…………………………………………………………………25
7.5液泛线……………………………………………………………………25
7.6塔板负荷性能图…………………………………………………………………26
参考文献……………………………………………………………………………………27
结束语………………………………………………………………………………………28
附录…………………………………………………………………………………………28
附图…………………………………………………………………………………………32
摘要
12000ta乙醇—水混合物的筛板精馏塔设计
戴芬
【摘要】精馏的基本原理是根据各液体在混合液中的挥发度不同,采用多次部分汽化和多次部分冷凝的原理来实现连续的高纯度分离。
在现代的工业生产中已经广泛地应用于物系的分离、提纯、制备等领域,并取得了良好的效益。
本设计的题目是乙醇—水二元物系筛板精馏塔的设计。
精馏过程与其他蒸馏过程最大的区别,是在塔两端同时提供纯度较高的液相和气相回流,为精馏过程提供了传质的必要条件。
提供高纯度的回流,使在相同理论板的条件下,为精馏实现高纯度的分离时,始终能保证一定的传质推动力。
精馏广泛应用于石油,化工,轻工等工业生产中,是液体混合物分离中首选分离方法。
【关键词】水乙醇精馏筛板塔.
第1章绪论
1.1设计背景
精馏是多级分离过程,即可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。
它是平衡蒸馏与简单蒸馏两者的有机结合。
平衡蒸馏以及简单蒸馏只能使混合液得到部分分离。
与平衡蒸馏相比,简单蒸馏操作时对液体的连续部分汽化,釜液组成t--x(y)相图的泡点线变化,其结果可得难挥发组分(重组分)含量很高而易挥发组分(轻组分)摩尔分数x很低的釜液。
同理,在一定压力下,将混合蒸汽进行连续部分冷凝,蒸汽相得组成沿t--x(y)相图的露点线变化,结果可得到难挥发组分(重组分)含量很低而易挥发组分(轻组分)摩尔分数y很高的蒸汽。
精馏在工业生产中应用广泛。
按其操作方式,精馏可分为间歇精馏和连续精馏。
工业生产中以连续精馏为主,而间歇精馏一般多用于小批量生产或某些有特殊要求的场合。
如化学合成药物,天然药物的分离提纯,非共沸物溶剂的回收。
精馏按操作压强可分为常压,加压和减压蒸馏。
一般情况下,采用常压蒸馏。
当常压下物系沸点较高,使用高温加热介质不经济或热敏性物质不能承受的情况,采用减压蒸馏可以降低操作温度。
对常压沸点很低的物系,蒸汽相得冷凝不能采用常温水和空气等廉价的冷却剂,或者对常温常压下为气体的物系(如空气)进行精馏分离,则可采用加压蒸馏以提高混合物的沸点。
1.2设计方案
确定设计方案是指确定整个精馏装置的流程、各种设备的结构型式和某些操作指标。
例如组分的分离顺序、塔设备的型式、操作压力、进料热状态、塔顶蒸汽的冷凝方式等。
下面结合课程设计的需要,对某些问题作些阐述。
1.2.1操作压力
蒸馏操作通常可在常压、加压和减压下进行。
确定操作压力时,必须根据所处理物料的性质,兼顾技术上的可行性和经济上的合理性进行考虑。
例如,采用减压操作有利于分离相对挥发度较大组分及热敏性的物料,但压力降低将导致塔径增加,同时还需要使用抽真空的设备。
对于沸点低、在常压下为气态的物料,则应在加压下进行蒸馏。
当物性无特殊要求时,一般是在稍高于大气压下操作。
但在塔径相同的情况下,适当地提高操作压力可以提高塔的处理能力。
有时应用加压蒸馏的原因,则在于提高平衡温度后,便于利用蒸汽冷凝时的热量,或可用较低品位的冷却剂使蒸汽冷凝,从而减少蒸馏的能量消耗。
1.2.2进料状态
进料状态与塔板数、塔径、回流量及塔的热负荷都有密切的联系。
在实际的生产中进料状态有多种,但一般都将料液预热到泡点或接近泡点才送入塔中,这主要是由于此时塔的操作比较容易控制,不致受季节气温的影响。
此外,在泡点进料时,精馏段与提馏段的塔径相同,为设计和制造上提供了方便。
1.2.3加热方式
蒸馏釜的加热方式通常采用间接蒸汽加热,设置再沸器。
有时也可采用直接蒸汽加热。
然而,直接蒸汽加热,由于蒸汽的不断通入,对塔底溶液起了稀释作用,在塔底易挥发物损失量相同的情况下,塔底残液中易挥发组分的浓度应较低,因而塔板数稍有增加。
采用直接蒸汽加热时,加热蒸汽的压力要高于釜中的压力,以便克服蒸汽喷出小孔的阻力及釜中液柱静压力。
1.3确定设计方案的原则
确定设计方案总的原则是在可能的条件下,尽量采用科学技术上的最新成就,使生产达到技术上最先进、经济上最合理的要求,符合优质、高产、安全、低消耗的原则。
为此,必须具体考虑如下几点:
1.3.1满足
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- 完美 升级 处理 乙醇 混合物 筛板 精馏塔 设计 毕业论文