《化工原理课程设计》报告-乙醇水填料塔精馏装置设计crg.docx
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1、化工原原理课程程设计报报告乙醇水水填料塔塔精馏装置置设计目 录161、设计计依据 /32、设计计任务及及要求 /333、设计计计算 /443.1工工艺物料料计算 /443.1.1 原原料液的的组成 /443.1.2 最最小回流流比,操操作回流流比的计计算 /53.1.3 塔塔顶产品品产量、釜釜液量、及及加热蒸蒸汽量的的计算 /773.1.4 全全凝器冷冷凝介质质的消耗耗量 /74、主体体设备计计算 /84.1 塔径的的计算 /884.1.1 泛泛点气速速的计算算 /88 4.1.2 塔塔径的计计算 /94.2 塔高的的计算 /994.2.1 计计算塔高高 /94.2.2 填填料塔压压降/110
2、5、塔主主要附属属构件结结构尺寸寸计算设设计 /1115.1 液体分分布器 /1115.1.1计算算喷淋密密度 /1115.1.2 设设计计算算 /115.2 导流板板 /115.3 各接管管尺寸的的确定 /1115.3.1 进进料管 /1125.3.2 釜釜残液出出料管 /1125.3.3 回回流液管管 /125.3.4 塔塔顶上升升蒸汽管管 /135.3.5 水水蒸气进进口管 /1136、主要要辅助设设备扬程程 /136.1 进料泵泵 /136.1.1 泵泵的基本本计算 /1136.1.2 泵泵的选用用 /146.2 再沸器器 /14 6.3 冷凝器器 /141、设计计依据本设计依依据于教
3、教科书的的设计实实例,对对所提出出的题目目进行分分析并做做出理论论计算。2、设计计任务及及要求原料:乙乙醇水水混合溶溶液,日日产量335吨 乙乙醇含量量:355%(质质量分数数),原原料液温温度:225,压力力:常压压条件:泡泡点进料料,刚鲍鲍尔环填填料,塔塔顶压强强为5kkPa(表表压) 加加热蒸汽汽为压力力0.117MPPa(表表压)的的饱和水水蒸气,冷冷却介质质为255循环冷冷却水。设计要求求:塔顶顶的乙醇醇含量不不小于994.55%(质质量分数数) 塔底的的乙醇含含量不大大于0.25%(质量量分数)表1 乙乙醇水水溶液体体系的平平衡数据据液相中乙乙醇的含含量(摩摩尔分数数)汽相中乙乙醇
4、的含含量(摩摩尔分数数)液相中乙乙醇的含含量(摩摩尔分数数)汽相中乙乙醇的含含量(摩摩尔分数数)0.00.00.4000.61140.00040.05530.4550.63350.0110.1110.5000.65570.0220.17750.5550.67780.0440.27730.6000.69980.0660.3440.6550.72250.0880.39920.7000.75550.1000.4330.7550.78850.1440.48820.8000.8220.1880.51130.8550.85550.2000.52250.89940.89940.2550.55510.9000
5、.89980.3000.57750.9550.94420.3550.59951.01.0表2 钢鲍鲍尔环的的结构特特性参数数公称直径径/16253850个数/(1/)143000055900013000065000堆积密度度/()216427365395孔隙率/0.92280.93340.94450.9449比表面积积/()239219129112.3填料因子子/()2992691531313、设计计计算计算之前前进行对对物性数数据的查查询,部部分物性性数据列列于表11、表22中,其其它数据据见参考考资料与与互联网网上资源源。3.1 工艺物物料计算算3.1.1 原原料液组组成由于精馏馏过程的的
6、计算均均以摩尔尔分数为为准,需需先把设设计要求求中的质质量分数数转化为为摩尔分分数。原料液的的摩尔组组成:同理可求求得:原料液的的平均摩摩尔质量量: 同理可求求得: 查表可得得在255时,原原料液中中 ,由此可查查得原料料液、塔塔顶和塔塔底混合合物的沸沸点,列列表3 表3 原料液液、溜出出液、釜釜液的流流量和温温度名称原料液溜出液釜残液x/3594.550.255摩尔分数数0.177400.877050.00010平均摩尔尔质量()223342.337418.2208沸点()83.88378.11831.2 最小回回流比、操操作回流流比的计计算根据乙醇醇和水的的两相平平衡数据据做汽液液平衡图图
7、如下:由泡点进进料,可可知,过过点e(00.1774,00.1774)做做一条直直线X=0.1744交平衡衡线与点点d,读读取,因因此:但是,当当回流比比减小到到某一数数值时,精馏段操作线首先与平衡线相切于e点,此时即使无穷多块等效塔板也不能跨越切点,故该点回流比为最小回流比,又过点a(0.8705, 0.8705)作平衡线的切线,切点为,读得其坐标为,因此此:而取(),操操作线如如下图:由此图作作图可得得填料塔塔等效塔塔板数为为18块块,精馏馏段155块,提提馏段33块。精馏端操操作线方方程:提馏段操操作线方方程:3.1.3 塔塔顶产品品产量、釜釜液量、及及加热蒸蒸汽量的的计算每天开车车24
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