化工原理课程设计-乙醇-水精馏塔设计

成 绩

大连民族学院

化工原理课程设计说明书

题 目： 乙醇—水连续精馏塔的设计

设 计 人： 1104

系 别： 生物工程

班 级： 生物工程121班

指导教师： 老师

设计日期：2021 年 10 月21 日~ 11月3日

温馨提示：本设计有一小局部计算存在错误，但步骤应该没问题 化工原理课程设计任务书

一、设计题目

乙醇—水精馏塔的设计。

二、设计任务及操作条件

1.进精馏塔的料液含乙醇30%〔质量〕，其余为水。

2.产品的乙醇含量不得低于92.5%〔质量〕。

3.残液中乙醇含量不得高于0.1%〔质量〕。

4.处理量为17500t/a，年生产时间为7200h。

5.操作条件

〔1〕精馏塔顶端压强 4kPa〔表压〕。

〔2〕进料热状态 泡点进料。

〔3〕回流比 R=2Rmin。

〔4〕加热蒸汽 低压蒸汽。

〔5〕单板压降 ≯0.7kPa。

三、设备型式

设备型式为筛板塔。

四、厂址

厂址为大连地区。

五、设计内容

1.设计方案确实定及流程说明

2.塔的工艺计算

3.塔和塔板主要工艺尺寸的设计

〔1〕塔高、塔径及塔板结构尺寸确实定。

〔2〕塔板的流体力学验算。

〔3〕塔板的负荷性能图。

4.设计结果概要或设计一览表

5.辅助设备选型与计算

6.生产工艺流程图及精馏塔的工艺条件图

7.对本设计的评述或有关问题的分析讨论 目录

前言 ....................................................................................................................................... 1

第一章 概述 ......................................................................................................................... 1

1.1塔型选择 ................................................................................................................. 1

1.2操作压强选择 ......................................................................................................... 1

1.3进料热状态选择 ..................................................................................................... 1

1.4加热方式 ................................................................................................................. 2

1.5回流比的选择 ......................................................................................................... 2

1.6精馏流程确实定 ..................................................................................................... 2

第二章 主要根底数据 ......................................................................................................... 2

2.1水和乙醇的物理性质 ............................................................................................. 2

2.2常压下乙醇—水的气液平衡数据 ......................................................................... 3

2.3 A,B,C—Antoine常数 ........................................................................................... 4

第三章 设计计算 ................................................................................................................. 4

3.1塔的物料衡算 ......................................................................................................... 4

3.1.1 料液及塔顶、塔底产品含乙醇摩尔分率 ................................................. 4

3.1.2 平均分子量 ................................................................................................. 4

3.1.3 物料衡算 ..................................................................................................... 4

3.2塔板数确实定 ......................................................................................................... 4

3.2.1 理论塔板数NT的求取 ................................................................................. 4

3.2.2 全塔效率ET的求取 ..................................................................................... 5

3.2.3 实际塔板数N .............................................................................................. 6

3.3塔的工艺条件及物性数据计算 ............................................................................. 6

3.3.1操作压强Pm .................................................................................................. 6

3.3.2温度tm .......................................................................................................... 6

3.3.3平均摩尔质量Mm .......................................................................................... 6

3.3.4平均密度ρm .................................................................................................. 7

3.3.5液体外表张力σm ......................................................................................... 8

3.3.6液体粘度μLm ................................................................................................ 8 3.4气液负荷计算 ......................................................................................................... 9

3.5塔和塔板主要工艺尺寸计算 ................................................................................. 9

3.5.1塔径D ........................................................................................................... 9

3.5.2溢流装置 .................................................................................................... 11

3.5.3塔板布置 .................................................................................................... 12

3.5.4筛孔数n与开孔率φ ................................................................................. 13

3.5.5塔有效高度Z ............................................................................................. 13