精品完整版乙醇水毕业设计.docx
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精品完整版乙醇水毕业设计
毕业设计(论文)手册
学院:
职业技术学院
专业班级:
练油技术0932
姓名:
韩宏宇
指导教师:
刘冬梅
2012年6月
摘要
化工生产常需进行二元液相混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的,精馏是利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和多次部分冷凝达到轻重组分分离目的的方法。
精馏操作在化工、石油化工、轻工等工业生产中占有重要的地位。
为此,掌握气液相平衡关系,熟悉各种塔型的操作特性,对选择、设计和分析分离过程中的各种参数是非常重要的。
塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备类型之一。
本次设计的浮阀塔是化工生产中主要的气液传质设备。
此设计针对二元物系的精馏问题进行分析、选取、计算、核算、绘图等,是较完整的精馏设计过程,该设计方法被工程技术人员广泛的采用。
本设计书对苯和甲苯的分离设备─浮阀精馏塔做了较详细的叙述,主要包括:
工艺计算,辅助设备计算,塔设备等的附图。
关键词:
乙醇、水、二元精馏、浮阀连续精馏精馏塔、提馏段
Abstract
Chemicalproductionoftenrequiretwoyuanofliquidmixtureseparationtoachievethepurificationorrecoveryofusefulcomponentsofthepurpose,distillationistheuseofliquidmixturesofvolatilecomponentsinthedifferentdegreewiththehelpofrepeatedmanyofvaporizationandcondensationtolighthydrocarbonseparationmethod.Distillationinchemical,petrochemical,lightindustryandotherindustrialproductionplaysanimportantrole.Therefore,masteringthevapor-liquidphaseequilibriumrelations,familiarwiththevarioustypesoftowersoperatingcharacteristics,tochoose,designandanalysisintheprocessofseparationofvariousparametersisveryimportant.Towerequipmentischemical,oilrefiningproductioninthemostimportantequipmentofonetypeof.Thedesignofthefloatingvalvetrayinchemicalproductionismainlyofgas-liquidmasstransferequipment.Thedesignforthetwoyuanofpropertyofthedistillationproblemanalysis,selection,calculation,calculation,drawing,isacompletedistillationdesignprocess,thedesignmethodwidelyadoptedbyengineeringtechnicalpersonnel.Thedesignofbooksonbenzeneandtolueneseparationequipment-floatvalvetoweraredescribeindetail,mainlyincluding:
processcalculation,calculationofauxiliaryequipment,towerequipmentdrawings.
Keywords:
ethanol,water,twoyuanofdistillation,floatvalvecontinuousdistillationdistillationtower,thestrippingsection
毕业设计(论文)任务书
设计(论文)题目:
乙醇-水连续浮阀式精馏塔的设计
设计(论文)时间:
2012年5月1日至2012年6月20
设计(论文)进行地点:
二教图书馆
1、设计(论文)内容:
本设计文献综述部分首先简单介绍了煤油的性质和换热器的类型、换热器的发展以及换热器设计的主要步骤。
设计主体内容包括换热器类型的确定、物性常数的计算、传热系数的计算、传热面积的计算、换热器工艺尺寸的计算和换热器的核算。
2、设计(论文)的主要技术指标
生产能力:
年处理乙醇-水混合液11.0万吨(开工率300天/年);原料:
乙醇含量为20%(质量百分比,下同)的常温液体;分离要求:
塔顶乙醇含量不低于95%,塔底乙醇含量不高于0.2%
3、设计(论文)的基本要求
要求设计独立完成,设计内容充实,结构完整,层次清晰,格式规范,设计数据准确,查阅参考文献丰富,设计内容要有创新。
4、应收集的资料及主要参考文献
(1)贾绍义,柴诚敬,化工单元过程及设备设计课程设计,天津,天津大学出版社,2002年,38—71,101—133。
(2)陈敏恒,从德滋,方图南,齐鸣斋,化工原理(上册),第二版,北京,化学工业出版社,1999年,310—313。
(3)陈敏恒,从德滋,方图南,齐鸣斋,化工原理(下册),第二版,北京,化学工业出版社,1999年,49—103。
(4)陈常贵,柴诚敬,姚玉英,化工原理(下册),天津,天津大学出版社,2002年,3—8,90—111。
(5)唐伦成,化工原理课程设计简明教程,哈尔滨,哈尔滨工程大学出版社,2005年,35—66。
5、进度安排及完成情况
序号
设计(论文)各阶段任务
日期
完成情况
1
确定设计题目
5月1日~5月2日
完成
2
查阅资料
5月3日~5月10日
完成
3
完成文献综述
5月11日~5月20日
完成
4
设计主题计算
5月21日~6月5日
完成
5
校对
6月6日~6月10日
完成
6
打印、答辩
6月11日~6月22日
完成
学生签名:
指导教师签名:
系主任签名:
200年月日
分离乙醇-水混合液的浮阀精馏塔设计
前言
精馏原理及其在化工生产上的应用:
实际生产中,在精馏柱及精馏塔中精馏时,上述部分气化和部分冷凝是同时进行的。
对理想液态混合物精馏时,最后得到的馏液(气相冷却而成)是沸点低的B物质,而残液是沸点高的A物质,精馏是多次简单蒸馏的组合。
精馏塔底部是加热区,温度最高;塔顶温度最低。
精馏结果,塔顶冷凝收集的是纯低沸点组分,纯高沸点组分则留在塔底。
精馏塔对塔设备的要求:
精馏设备所用的设备及其相互联系,总称为精馏装置,其核心为精馏塔。
常用的精馏塔有板式塔和填料塔两类,通称塔设备,和其他传质过程一样,精馏塔对塔设备的要求大致如下:
一:
生产能力大:
即单位塔截面大的气液相流率,不会产生液泛等不正常流
动。
二:
效率高:
气液两相在塔内保持充分的密切接触,具有较高的塔板效率或传质效率。
三:
流体阻力小:
流体通过塔设备时阻力降小,可以节省动力费用,在减压操作是时,易于达到所要求的真空度。
四:
有一定的操作弹性:
当气液相流率有一定波动时,两相均能维持正常的流动,而且不会使效率发生较大的变化。
五:
结构简单,造价低,安装检修方便。
六:
能满足某些工艺的特性:
腐蚀性,热敏性,起泡性等。
常用板式塔类型及本设计的选型:
常用板式塔类型有很多,如:
筛板塔、泡罩塔、舌型塔、浮阀塔等。
而浮阀塔具有很多优点,且加工方便,故有关浮阀塔板的研究开发远较其他形式的塔板广泛,是目前新型塔板研开发的主要方向。
近年来与浮阀塔一直成为化工生中主要的传质设备,浮阀塔多用不锈钢板或合金。
实际操作表明,浮阀在一定程度的漏夜状态下,使其操作板效率明显下降,其操作的负荷范围较泡罩塔窄,但设计良好的塔其操作弹性仍可达到满意的程度。
浮阀塔塔板是在泡罩塔板和筛孔塔板的基础上发展起来的,它吸收了两者的优点。
所以在此我们使用浮阀塔,浮阀塔的突出优点是结构简单,造价低,制造方便;塔板开孔率大,生产能力大等。
乙醇与水的分离是正常物系的分离,精馏的意义重大,在化工生产中应用非常广泛,对于提纯物质有非常重要的意义。
所以有必要做好本次设计
本设计所选塔的特性
浮阀塔的优点是:
1.生产能力大,由于塔板上浮阀安排比较紧凑,其开孔面积大于泡罩塔板,生产能力比泡罩塔板大20%~40%,与筛板塔接近。
2.操作弹性大,由于阀片可以自由升降以适应气量的变化,因此维持正常操作而允许的负荷波动范围比筛板塔,泡罩塔都大。
3.塔板效率高,由于上升气体从水平方向吹入液层,故气液接触时间较长,而雾沫夹带量小,塔板效率高。
4.气体压降及液面落差小,因气液流过浮阀塔板时阻力较小,使气体压降及液面落差比泡罩塔小。
5.塔的造价较低,浮阀塔的造价是同等生产能力的泡罩塔的50%~80%,但是比筛板塔高20%~30。
但是,浮阀塔的抗腐蚀性较高(防止浮阀锈死在塔板上),所以一般采用不锈钢作成,致使浮阀造价昂贵,推广受到一定限制。
随着科学技术的不断发展,各种新型填料,高效率塔板的不断被研制出来,浮阀塔的推广并不是越来越广。
近几十年来,人们对浮阀塔的研究越来越深入,生产经验越来越丰富,积累的设计数据比较完整,因此设计浮阀塔比较合适
流程的确定和说明
设计思路
首先,乙醇和水的原料混合物进入原料罐,在里面停留一定的时间之后,通过泵进入原料预热器,在原料预热器中加热到泡点温度,然后,原料从进料口进入到精馏塔中。
因为被加热到泡点,混合物中既有气相混合物,又有液相混合物,这时候原料混合物就分开了,气相混合物在精馏塔中上升,而液相混合物在精馏塔中下降。
气相混合物上升到塔顶上方的冷凝器中,这些气相混合物被降温到泡点,其中的液态部分进入到塔顶产品冷却器中,停留一定的时间然后进入乙醇的储罐,而其中的气态部分重新回到精馏塔中,这个过程就叫做回流。
液相混合物就从塔底一部分进入到塔底产品冷却器中,一部分进入再沸器,在再沸器中被加热到泡点温度重新回到精馏塔。
塔里的混合物不断重复前面所说的过程,而进料口不断有新鲜原料的加入。
最终,完成乙醇和水的分离。
设计流程
乙醇—水混合液经原料预热器加热,进料状况为汽液混合物q=1送入精馏塔,塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝,一部分入塔回流,其余经塔顶产品冷却器冷却后,送至储罐,塔釜采用直接蒸汽加热,塔底产品冷却后,送入贮罐(附流程图)。
1塔板的工艺设计
1.1精馏塔全塔物料衡算
F:
原料液流量(kmol/s)xF:
原料组成(摩尔分数,下同)
D:
塔顶产品流量(kmol/s)xD:
塔顶组成
W:
塔底残液流量(kmol/s)xW:
塔底组成
原料乙醇组成:
塔顶组成:
塔底组成:
进料量:
物料衡算式:
联立代入求解:
D=0.0208kmol/s,W=
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- 关 键 词:
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