乙醇—丙醇二元物系筛板精馏塔研究设计.docVIP

目录 目录 1 摘 要 6 第一章 绪论 7 1.1 设计流程 7 1.2 设计思路 8 第2章 塔板的工艺设计 9 2.1 精馏塔全塔物料衡算 9 2.2 常压下乙醇-水气液平衡组成（摩尔）与温度的关系 9 2.2.1 温度 10 2.2.2 密度 10 2.2.2.1 精馏段 10 2.2.2.2提馏段 11 2.2.3 混合液体表面张力的计算 12 2.2.4 混合液混合物的粘度计算 13 2.2.5 相对挥发度 14 2.3 理论塔板的计算 14 2.3.1 适宜回流比的确定 14 2.3.2 精馏塔的气液相负荷 15 2.3.3 操作线方程 15 2.3.4 理论塔板数的确定 15 2.3.4 实际塔板数 15 2.3.4.1 精馏段 16 2.3.4.2 提馏段 16 2.3.5 操作压力计算 16 2.4 精馏塔塔体工艺尺寸的计算 16 2.4.1 塔径D的计算 16 2.4.1.1 气液相体积流量计算 16 2.4.1.2 管径计算 17 2.4.1.3 精馏塔的有效高度计算 18 2.5 塔板主要工艺尺寸的计算 18 2.5.1 溢流装置的计算 18 2.5.1.1 溢流堰长 19 2.5.1.2 溢流堰高度 19 2.5.1.3 弓形降液管的宽度与降液管的面积 19 2.5.1.4 降液管底隙高度 20 2.5.2 塔板布置 20 2.5.2.1 塔板的分布 20 2.5.2.2 边缘区宽度确定 20 2.5.2.3 开孔区面积计算 20 2.5.2.4 筛板计算及其排布 21 第3章 筛板的流体力学验算 21 3.1 塔板压降 21 3.1.1 干板阻力计算 21 3.1.2 气流穿过液层的阻力的计算 22 3.1.3 液体表面张力的阻力的计算 22 3.2 液面落差 23 3.3 液沫夹带 23 3.4 漏液 23 3.5 液泛 24 3.6 塔板负荷性能图 25 3.6.1 漏液线 25 3.6.2 液沫夹带线 25 3.6.3 液相负荷上限线 26 3.6.4 液相负荷下限线 26 3.6.5 液泛线 26 3.6.6 操作弹性 28 第四章 设计结果汇总 41 第五章 结语 2 参考文献 3 主要符号说明 4 附录 6 化工原理设计任务书 （一）设计题目 乙醇-丙醇连续筛板式精馏塔的设计 （二）设计条件 塔顶压力为100kpa 处理量：（见表中数据） 进料中含乙醇（摩尔分数），进料状态q=1 塔顶含乙醇（摩尔分数）； 塔底含乙醇（摩尔分数） 加料量为 塔顶设全凝器，泡点回流 塔釜饱和蒸汽直接加热 回流比 单板压降 ≤0.7kPa 塔板采用筛板 （三）设计内容 (1)确定工艺流程。 (2)精馏塔的物料衡算。 (3)塔板数的确定。 (4)精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算。 (5)精馏塔塔体工艺尺寸的计算。 (6)塔板板面布置设计。 (7)塔板的流体力学验算与负荷性能图。 (8)设计说明书。摘 要 来自塔板下面的蒸气经塔板进入板上的液体中，与温度较低的液体直接接触，气液之间发生热质交换，一直进行到相平衡为止。在本次设计中,主要以乙醇和丙醇为实验物系，在给定的操作条件下对筛板精馏塔进行物料和热量衡算。精馏是一种最常用的分离方法，它依据多次部分汽化、多次部分冷凝的原理来实现连续的高纯度分离。设计中采用的精馏装置有精馏塔 ,冷凝器等设备,采用直接蒸汽加热，物料在塔内进行精馏分离,余热由塔顶产品冷凝器中的冷却介质带走,完成传热传质. 本设计主要计算：物料衡算、热量衡算、主体设备设计、主体设备选型的设计等。塔顶冷凝装置采用全凝器，以便于准确控制回流比。直接蒸汽加热计算出蒸汽的用量。 通过对精馏塔的工艺设计计算可知：实际塔板数为27块，进料在第23块，回流比为2.496，塔径为1 m，塔的实际高度为==m。根据所选的参数在进行校核可知：精馏段塔板压降为109325Pa，液体在降液管停留时间为26.213s，降液管内清液层高度为0.0123m，雾沫夹带为0.019kg液/kg气，降液管底隙高0.1267m,气相流量0.0007379m3/s ，液相流量0.5983m3/s操作弹性为3.665。提馏段塔板压降为118825Pa，液体在降液管停留时间为14.867s，降液管内清液层高度为0.11404m，雾沫夹带为0.0227kg液/kg气，气相流量0.001301m3/s，液相流量为0.863 m3/s，操作弹性为3.082。这些值都符合实际要求，故所选的物性参数是合理。在进行精馏塔的附属设备的计算可知：塔顶冷凝器的型号为G500-60.1-14-I