化工原理课程设计毕业设计（论文）word格式

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1、苏州科技学院化工原理课程设计概述蒸馏是分离液体混合物的典型单元操作。它是通过加热造成气、液两相物系，利用物系中各组分挥发度的不同的特性以实现分离的目的。精馏是多级分离过程，即同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程。精馏可视为由多次蒸馏演变而来的。实现精馏操作的塔设备为精馏塔。精馏操作在石油化工、化工、轻工中占有重要地位。为此，掌握气液平衡关系，熟悉各种塔的的操作特性，对选择、设计、分析分离过程中的各种参数非常重要。对于二元混合物的分离，应采用常压下的连续精馏装置。本课程设计是设计乙醇-水混合液浮阀精馏塔。浮阀塔的综合性能最好，具有以下特点：生产能力大、操作弹性大、塔板效率高、气体压降及液面落差

2、较小、塔的造价低。本次设计的浮阀塔是化工生产中主要的气液传质设备。此设计针对二元混合物系的精馏问题进行分析、选取、计算、核算、绘图等，是较完整的设计过程。精馏设计包括设计方案的选取，主要设备的工艺设计计算——物料衡算、热量衡算、工艺参数的选定、设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算，辅助设备的选型，工艺流程图，主要设备装置图等内容。通过对精馏塔的运算，可以得出精馏塔的各种设计如塔的工艺流程、生产操作条件及物性参数是合理的，换热器和泵及各种接管尺寸是合理的，以保证精馏过程的顺利进行并使效率尽可能的提高。关键词：精馏、乙醇-水、浮阀塔、传质分离第29页共29页苏州科技学院化工原理课程设计绪论1.1设

3、计背景乙醇的用途非常广泛，它是一种很好的溶剂，既能溶解许多无机物，又能溶解许多有机物。所以常用乙醇溶解植物色素或其中的药用成分。不同浓度的乙醇可以作为消毒剂。乙醇也可以作为酒精的饮料和汽车的燃料。要想把低纯度的乙醇水溶液提纯到高浓度，要用连续精馏的方法，因为乙醇和水的挥发度相差不大。精馏可使混合液得到几乎完全的分离。实现精馏分离的必要条件是必须同时有塔底再沸器和塔顶冷凝器。有时还要配原料液预热器、回流液泵等辅助设备，才能实现整个操作。1.2工业制法1.2.1发酵法发酵法制乙醇是在酿酒的基础上发展起来的，在相当长的历史时期内，曾是生产乙醇的唯一工业方法。发酵法的原料可以是含淀粉的农产品，如谷类

4、、薯类或野生植物果实等；也可用制糖厂的废糖蜜；或者用含纤维素的木屑、植物茎秆等。这些物质经一定的预处理后，经水解（用废蜜糖作原料部经这一步）、发酵，即可制得乙醇。发酵液中的质量分数约为6%~10%，并含有其他一些有机杂质，经精馏可得95%的工业乙醇。1.2.2乙烯水化法乙烯直接水化法，就是在加热第29页共29页苏州科技学院化工原理课程设计、加压和有催化剂存在的条件下，是乙烯与水直接反应，生产乙醇：CH2═CH2+H─OH→C2H5OH（该反应分两步进行，第一步是与醋酸汞等汞盐在水-四氢呋喃溶液中生成有机汞化合物，而后用硼氢化钠还原）此法中的原料—乙烯可大量取自石油裂解气，成本低，产量大，这样

5、能节约大量粮食，因此发展很快。1.3设计任务与要求本设计任务为乙醇—水混合物。原料：乙醇~水溶液，年产量6000吨乙醇含量：35%(质量分数)，原料液温度：45℃设计要求：塔顶的乙醇含量不小于95%(质量分数)塔底的乙醇含量不大于0.5%(质量分数)对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。该物系属易分离物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的1.5倍。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。1.4塔的选择塔设备是炼油

6、和化工生产的重要设备，其目的在于提供气液两相充分接触的场所，有效地实现两相间的传热、传质，以达到理想的分离效果，因此他在石油化工生产中得到广泛的应用。第29页共29页苏州科技学院化工原理课程设计浮阀塔与20世纪50年代初期在工业上开始推广使用，由于它兼有泡罩塔和浮阀塔的优点，已成为国内应用最广泛的塔型，特别是在石油、化学工业中使用最普遍。浮阀有很多种形式，但最常用的形式是F1型和V-4型。F1型浮阀的结果简单、制造方便、节省材料、性能良好，广泛应用在化工及炼油生产中，现已列入部颁标准（JB168-68）内，F1型浮阀又分轻阀和重阀两种，但一般情况下都采用重阀，只有处理量大且要求压强降很低的系

7、统中，才用轻阀。浮阀塔具有下列优点：1、生产能力大。2、操作弹性大。3、塔板效率高。4、气体压强降及液面落差较小。5、塔的造价低。浮阀塔不宜处理易结焦或黏度大的系统，但对于黏度稍大及有一般聚合现象的系统，浮阀塔也能正常操作。化工生产对塔设备的基本要求：（1）生产能力大。在较大的气、液负荷或波动时，仍能维持较高的传质速率。（2）流体阻力小，运转费用低。（3）能提供足够大的相间接触面积，使气、液两相在充分接触的情