课程设计酒精蒸馏塔策划书

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1、叶小巛工作室沈阳农业大学科学技术学院学院2009级酒精蒸馏塔策划书叶小巛工作室二○一一年十二月第23页叶小巛工作室目录一、设计条件二、板式精馏塔的工艺计算三、塔板和塔主体工艺尺寸设计四、塔板的流体力学计算五、精馏塔附属设备六、设计结果汇总七、参考资料八、附图第23页叶小巛工作室一、设计条件设计题目：悬浮式精馏塔工艺设计设计参数1、进料液：C2H5OH-H2O进料质量分数：αF=0.552、馏出液质量分数：αD=0.923、残液质量分数：αW=0.000114、冷却水：进口温度：25度；出口温度：75度。5、蒸汽流速：u=1m/s年产量：4万吨年工作

2、日：350天计设方案1、操作压力由于乙醇水体系对温度的依赖性不强，常温下为液态，为降低塔的费用，操作压力选为常压。塔顶压：1.塔底压：1.+N（265~530）2、进料状态第23页叶小巛工作室虽然进料的方式有许多，但是饱和液体进料时进料温度不受季节、温度变化和前段工序波动的影响，塔的操作比较容易控制；此外，饱和液体进料时精馏段和提留段的塔径相同，无论是设计计算还是实际加工制造这样的精馏塔都比较容易，为此，采用饱和液体进料1、加热方式精馏塔的设计中多在塔底加一个再沸器以采用间接蒸汽加热以保证塔内有足够的热量供应；塔顶蒸汽和塔底残液都有余热可以利用，其

3、中部分热量可以用作加热。确定设计方案的原则:总原则是在尽可能的条件下，采用科学技术的最新成就，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、低耗能、安全的原则。二、板式精馏塔的工艺计算回流比的确定：（一）绘制相平衡曲线。（见附图1）（二）各种组成的确定：MA=46g/mol;MB=18g/mol;XF0.32Xi-----摩尔分数XD==0.82-----质量分数XW==0.M------摩尔质量第23页叶小巛工作室（三）温度的确定由进料温度查表得：TF=81.9℃塔顶温度的查表得：TD=78.3℃TW=99.9℃确定最小回流比：Rm

4、in在附图1过（XD,XD）点相平衡曲线的切线，得截距B：B=XD/(Rmin+1)=0.344Rmin=XD/B-1=1.384R1.2Rmin1.5Rmin2.0Rmin2.5Rmin1.662.072.7683.460.1020.2160.3520.4550.56120.42980.3380.271N21.2318.3914.1112.69以R为横坐标、N为纵坐标，在图纸上根据图表所得的数据，描点并连接成曲线，做出附图2，如图，取曲线的斜线部分作为R。R=（1.9,3.0）取R=2.5实际塔板数的确定：（一）理论塔板数的确定NT首先根据基础数

5、据求出单位时间内的产量D、=P/(n24)=4761.9Kg/h（n=350）D、----馏出液质量流量Kg/hP-----年生产质量流量/万吨第23页叶小巛工作室塔顶馏出液的平均分子量MLD---g/molMLD=MAXD+MB(1-XD)=40.96g/mol塔顶馏出液的摩尔流量：D=116.26Kg/hL=DR=290.65Kmol/hV=D(R+1)=406.91Kmol/h其中V=V=V0∵FXF=DXD+WXW∴F=194.566Kmol/hL=W=L+F=485.216Kmol/hD-----馏出液的质量流量Kg/hML----

6、-馏出液的平均分子量Kg/KmolD------馏出液的摩尔流量Kmol/h精馏段操作线方程：yn+1=XnR/(R+1)+XD/(R+1)=0.714Xn+23.429在附图1中过点（XD,XD）和点（0，23.429）连线做精馏段操作线，再做q线与精馏线的交点，连接交点与（为提留段操作线。（二）实际塔板数NP确定全塔效率ET平均温度：tm=(td+tw)/2=(78.3+99.9)/2=89.1℃在表中查的XM=6.22YM=36.41XM------液相易挥发组分平均摩尔分率第23页叶小巛工作室YM------气相易挥发组分平均摩尔分率全塔挥

7、发度：=ym(1-xm)/xm(1-ym)=36.41(1-6.22)/[6.22(1-36.41)]=0.863在tm下由表查得粘度=0.4625mPa·s=0.3478mPa·s平均粘度：=XM+(1-XM)=0.46256.22+0.3478(1-6.22)=1.06mPa·sET,=0.49()-0.245=0.49(0.8631.06)-0.245=0.5ET=1.2ET=1.20.5=0.6ET,-----全塔效率（奥康内尔法）ET-------全塔效率（1.2安全系数）实际塔板数NP:NP==/0.6=20物料衡算：液相：馏分、进料

8、、釜液中液相成分平：（MA=46g/molMB=18g/mol）MLD=MAXD+MB(1-XD)=40.96g/molM