摩尔分率 乙醇的摩尔质量为水的摩尔质量为    水乙醇 乙醇    水乙醇 乙醇    水乙醇 乙醇 原料的处理量 原料液的平均分子量 最小回流比的确定 绘制相平衡图图二从平衡数据中科查出相对应的泡点温度。 在图上找到线和点过点做平衡线的切线即可见图三。 切点坐标  操作回流比的确定 取操作回流比为 对全塔作物料衡算 解得 辽宁石油化工大学继续教育学院论文 四理论塔板数的计算 因为乙醇与水属于理想物系可采用图解法求解。 塔内的气液相负荷 精馏段提馏段操作线方程  提馏段操作线  图解法求理论塔板层数 在图上画出操作线然后在操作线和平衡线间画阶梯与平衡线的交 点个数就是塔板数。见图四 从图四可看出结论为 总理论塔板数为块包括再沸器 进料板位置为自塔顶数起第块。 五相关物性数据求解 从图中可查到塔内的温度 图二乙醇水溶液的图图三最小回流比的确定辽宁石油化工大学继续教育学院论文 塔顶温度塔底温度进料温度 精馏段平均温度 提馏段平均温度 平均分子量 塔顶 由查平衡曲线图四得 度 精馏段平均密度 提馏段平均粘度 平均粘度的计算液相平均粘度依下式计算即 液相乙醇水平均粘度 由化工原理第三版化学工业出版社附录三五 精馏段平均粘度 提馏段平均粘度 平均表面张力的计算化工原理第三版化学工业出版社附录十 液相平均表面张力依下式计算即 辽宁石油化工大学继续教育学院论文 液相乙醇水平均粘度 精馏段液相平均表面张力 提馏段液相平均表面张力 相对挥发度的计算  塔顶由代入上式  进料板由代入上式  塔底由代入上式  平均相对挥发度 六实际塔板数的确定 全塔效率 则实际塔板层数的求取 块 精馏段实际塔板数精块 辽宁石油化工大学继续教育学院论文 第三部分精馏塔主要工艺尺寸设计 浮阀塔是在泡罩塔的基础上发展起来的它主要的改进是取消了升气管和泡 罩在塔板开孔上设有浮动的浮阀浮阀可根据气体流量上下浮动自行调节 使气缝速度稳定在数值。这改进使浮阀塔在操作弹性塔板效率压降 生产能力以及设备造价等方面比泡罩塔优越。 塔径的设计参考化工原理第三版化工出版社 精馏段塔径的计算 气液相体积流率为   选择板间距 根据化工原理第三版化工出版社页表可查得 塔径 板间距 取 选择塔板上清液层的平均高度 取则分离空间 该参变量反映液滴沉降空间的高度对负荷系数的影响 查表面张力为时的 查化工原理第三版化工出版社图史密斯关联图 表面张力为时负荷因子值  最大允许空塔气速  空塔气速 安全系数通常为取安全系数为 安全系数 塔径精馏辽宁石油化工大学继续教育学院论文  根据化工原理课程设计的塔径数据表圆整 圆整 提馏段塔径的计算 气液相体积流率为   选择板间距 根据化工原理第三版化工出版社页表可查得 选择塔板上清液层的平均高度 则分离空间 查史密斯关联图表面张力为时的 表面张力为时负荷因子值  最大允许空塔气速  空塔气速 安全系数 塔径提馏  圆整提馏 塔径取精馏段和提馏段塔径的较大者则 塔截面积 整块式塔板 分块式单流塔板„„辽宁石油化工大学继续教育学院论文 目录 第部分总论 第二部分工艺计算 原始数据 二平衡数据 三物料横算 四理论塔板数的计算 五相关物性数据的计算 六实际塔板数的确定 第三部分精馏塔的主要工艺尺寸计算 塔径的设计 二塔高的设计 三塔板结构尺寸的设计 第四部分筛板的流体力学验算 第五部分操作负荷性能图 第六部分计算结果表 第七部分辅助设备的计算及选型 原料贮罐 二产品贮罐 三原料预热器 四塔顶全凝器 五塔底再沸器 六产品冷凝器, 七管径的设计 八泵的计算及选型, 第八部分结论, 参考文献 辽宁石油化工大学继续教育学院论文 第部分总论 乙醇又称酒精分子式为相对分子质量。为无色透明易 燃易挥发的液体有酒的气味和刺激性辛辣味溶于水甲醇乙醚和氯仿能 溶解许多有机化合物和若干无机化合物具有吸湿性能与水形成共沸混合物。 乙醇水是工业上最常见的溶剂也是非常重要的化工原料之是无色无毒 无致癌性污染性和腐蚀性小的液体混合物。因其良好的理化性能而被广泛地 应用于化工日化医药等行业。近些年来由于燃料价格的上涨乙醇燃料越 来越有取代传统燃料的趋势且已在公交出租车行业内被采用 长期以来乙醇多以蒸馏法生产但是由于乙醇水体系有共沸现象普通 的精馏对于得到高纯度的乙醇来说产量不好。但是由于常用的多为其水溶液因 此研究和改进乙醇水体系的精馏设备是非常重要的。 塔设备是最常采用的精馏装置无论是填料塔还是板式塔都在化工生产过程 中得到了广泛的应用在此我们作板式塔的设计以熟悉单元操作设备的设计流程 和应注意的事项是非常必要的。 本设计依据于教科书的设计实例对所提出的题目进行分析并做出理论计 算。 目前精馏塔的设计方法以严格计算为主也有些简化的模型但是严格 计算法对于连续精馏塔是最常采用的我们此次所做的计算也采用严格计算法。 设计目的 综合运用化工原理和相关选修课程的知识联系化工生产的实际完成单 元操作的化工设计实践初步掌握化工单元操作的基本程序和方法。 熟悉查阅资料和标准正确选用公式数据选用简洁文字和工程语言正确 表达设计思路和结果。 树立正确设计思想培养工程经济和环保意识提高分析工程问题的能力。 二设计内容 精馏塔的物料衡算 塔板数的确定 精馏塔的工艺条件及有关物件数据的计算 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 塔板主要工艺尺寸的计算 塔板的流体力学验算 塔板负荷性能图辽宁石油化工大学继续教育学院论文 精馏塔接管尺寸计算 绘制生产工艺流程图 绘制精馏塔设计条件图 对设计过程的评述和有关问题的讨论。 三设计方案选定 本设计任务为分离水乙醇混合物。 原料液由泵从原料储罐中引出在预热器中预热后送入连续板式精馏塔塔 顶上升蒸汽流采用强制循环式列管全凝器冷凝后部分作为回流液其余作为产 品经冷却后送至产品槽塔釜采用直接水蒸气加热塔釜残液送至废热锅炉。 精馏方式本设计采用连续精馏方式。原料液连续加入精馏塔中并连续 收集产物和排出残液。其优点是集成度高可控性好产品质量稳定。由于所涉 浓度范围内乙醇和水的挥发度相差较大因而无须采用特殊精馏。 操作压力本设计选择常压常压操作对设备要求低操作费用低适用 于乙醇和水这类非热敏沸点在常温工业低温段物系分离。 塔板形式根据生产要求选择结构简单易于加工造价低廉的浮阀塔 浮阀塔处理能力大塔板效率高压降较低在乙醇和水这种黏度不大的分离工 艺中有很好表现。 加料方式和加料热状态加料方式选择加料泵打入。加料热状态为直接水 蒸气加热。 由于蒸汽质量不易保证采用直接蒸汽加热。 冷凝冷却器安装在较低的框架上通过回流比控制期分流后用回流泵打 回塔内馏出产品进入储罐。塔釜产品接近纯水部分用来补充加热蒸汽其 余储槽备稀释其他工段污水排放。 辽宁石油化工大学继续教育学院论文 第二部分工艺计算 原始数据 进料量