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课程设计
标题:乙醇-水分离过程连续精馏塔的设计
学 院 化工与材料工程学院 专 业 应用化学 班 级 应化1205班 姓 名 王明雪 学 号 120130149 指导教师 闫凤巧
乙醇-水分离过程连续精馏塔的设计
(一) 设计题目:
试设计一座乙醇-水连续精馏塔提纯乙醇。进精馏塔的料液含乙醇60%(质量分数,下同),其余为水;产品的乙醇含量不得低于93%;残液中乙醇含量不得高于0.8%;要求产品乙醇的年产量为2.98万吨/年。
(二) 操作条件
1) 塔顶压力 4KPa 2) 进料热状态 自选 3) 回流比 自选
4) 塔底加热蒸气压力 0.5Mpa(表压)
(三) 塔板类型
自选
(四) 工作日
每年工作日为300天,每天24小时连续运行。
(五) 设计说明书的内容
1. 设计内容
(1) 流程和工艺条件的确定和说明 (2) 操作条件和基础数据 (3) 精馏塔的物料衡算; (4) 塔板数的确定;
(5) 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算; (6) 精馏塔的塔体工艺尺寸计算; (7) 塔板主要工艺尺寸的计算; (8) 塔板的流体力学验算; (9) 塔板负荷性能图; (10) 塔板主要结构参数表
2. 设计图纸要求:
1) 绘制生产工艺流程图(A3号图纸); 2) 绘制精馏塔设计条件图(A3号图纸)。
目 录
1.设计方案的确定…………………………………………………………………1 2.操作条件和基础数据……………………………………………………………1 3.精馏塔的物料衡算………………………………………………………………1 3.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率……………………………………1 3.2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量………………………………1 3.3 物料衡算……………………………………………………………………2 4.塔板数的确定……………………………………………………………………2 4.1 理论板层数NT的求取…………………………………………………… 2
4.1.1 求最小回流比及操作回流比……………………………………… 3 4.1.2 求精馏塔的气、液相负荷………………………………………… 3 4.1.3 求操作线方程……………………………………………………… 3 4.1.4 图解法求理论板层数……………………………………………… 4 4.2 塔板效率的求取……………………………………………………………4 4.3 实际板层数的求取…………………………………………………………5 5.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算……………………………………5 5.1 操作压力计算………………………………………………………………5 5.2 操作温度计算………………………………………………………………6 5.3 平均摩尔质量的计算………………………………………………………6 5.4 平均密度的计算……………………………………………………………6
5.4.1 气相平均密度计算………………………………………………… 6 5.4.2 液相平均密度计算………………………………………………… 7 5.5 液体平均表面张力计算……………………………………………………7 5.6 液体平均粘度计算…………………………………………………………8 6.精馏塔的塔体工艺尺寸计算……………………………………………………8 6.1 塔径的计算…………………………………………………………………8
6.1.1 精馏段塔径的计算………………………………………………… 8 6.2 精馏塔有效高度的计算……………………………………………………10
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