实际板总数实际进料板位置六精馏塔尺寸的确定物料物性计算取时计算如下塔顶温度精馏段最后块板温度进料板温度塔顶平均摩尔质量计算精馏板最后块板平均摩尔质量根据附图可知进料板平均摩尔质量计算根据附图可知总情形如下表回流比项目气相摩尔浓度液相摩尔浓度塔顶精馏末板进料板塔顶精馏末板进料板塔顶精馏末板进料板塔顶精馏末板进料板平均密度计算气相平均密度计算液相平均密度计算液相平均密谋计算用以下公式塔顶液相平均密度计算由,查手册得精馏末板平均密度为由,查手册得塔底液相的质量分率进料板平均密度计算由,查手册得进料板液相的质量分率液体平均表面张力的计算由,查手册得精馏段平均表面张力为由,查手册得进料板液相平均表面夏清陈常贵化工原理下册天津天津大学出版社,化学工程手册编辑委员会化学工程手册气液传质设备。北京化学工业出版社,刘光启马连湘化学化工物性参数手册北京化学工业出版社,贺匡国化工容器及设备简明设计手册北京化学工业出版社,目录前言精馏塔设计任务书设计计算书塔板设计设计计算结果总表课程设计评价课程设计心得参考文献前言乙醇在工业医药民用等方面,都有很广泛的应用,是很重要的种原料。在很多方面,要求乙醇有不同的纯度,有时要求纯度很高,甚至是无水乙醇,这是很有困难的,因为乙醇极具挥发性,也极具溶解性,所以,想要得到高纯度的乙醇必须通过定的方法。要想把低纯度的乙醇水溶液提升到高纯度,最简单的方法就是用连续精馏的方法,因为乙醇和水的挥发度相差不大。精馏是多数分离过程,即同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程,因此可使混合液得到几乎完全的分离。化工厂中精馏操作是在精馏塔内进行的,塔内装有若干层塔板或充填定高度的填料。为实现精馏分离操作,除精馏塔外,还必须从塔底引入上升蒸汽流和从塔顶引入下降液。可知,单有精馏塔还不能完成精馏操作,还必须有塔底再沸器和塔顶冷凝器,有时还要配原料液预热器回流液泵等附属设备,才能实现整个操作。浮阀塔与世纪年代初期在工业上开始推广使用,由于它兼有泡罩塔和筛板塔的优点,已成为国内应用最广泛的塔型,特别是在石油化学工业中使用最普遍。浮阀有很多种形式,但最常用的形式是型和型。型浮阀的结果简单制造方便节省材料性能良好,广泛应用在化工及炼油生产中,现已列入部颁标准内,型浮阀又分轻阀和重阀两种,但般情况下都采用重阀,只有处理量大且要求压强降很低的系统中,才用轻阀。浮阀塔具有下列优点生产能力大。操作弹性大。塔板效率热,饱和蒸气进料。装置加热介质为过热水蒸汽温度及压力由常识自行指定,装置冷却介质为的清水或的循环清水。三设计方案的确定本设计任务为分离苯甲苯混合物。对于二元混合物,应采用连续精馏流程。设计中采用饱和蒸气进料,将原料液通过预热器加热器成饱和蒸气后送入精馏塔内。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝,冷凝液在泡点下部回流至塔内,其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。塔底采用过热水蒸气加热,塔底产品经冷却后送至储罐。三精馏塔的物料衡算乙醇的摩尔质量水的摩尔质量分别对塔顶,进料,塔底进行物料衡算如下原料液以及塔顶,塔底产品的平均摩尔质量精馏塔各部分流量计算原料处理量换算成以摩尔流量为总物料衡算乙醇物料衡算联立解得四塔板数的确定用图解法求得分别取取当示范计算精馏塔的气,液相负荷操作线方程精馏段操作线方程提馏段操作线方程精馏操作线提馏操作线五实际板层数计算进料线的求取泡点温度进料温度平均温度根据作图知不同的回流比下的总理论板数和进料板位置如下表不包括再沸器总理论板数进料板位置全塔效率的计算塔顶温度时查图得知查表知塔底温度平均温度高。气体压强降及液面落差较小。塔的造价低。浮阀塔不宜处理易结焦或黏度大的系统,但对于黏度稍大及有般聚合现象的系统,浮阀塔也能正常操作。通过对乙醇连续精馏塔的设计,增加对化工生产过程的了解以及对化工原理这门课程的认识化工原理课程设计任务书设计说明书题目万吨年苯甲苯连续精馏装置工艺设计二设计任务及条件处理量每年生产时间按小时计进料热状况参数进料组成含苯为质量百分数塔底产品含苯不大于质量百分数塔顶产品中含苯为质量百分数。装置加热介质为过热水蒸汽温度及压力由常识自行指定,装置冷却介质为的清水或的循环清水。三设计说明书目录主要内容要求前言说明设计题目设计进程及自认达到的目的,装置工艺流程附图及工艺流程说明装置物料衡算精馏塔工艺操作参数确定适宜回流比下理论塔板数及实际塔板数计算精馏塔主要结构尺寸的确定精馏塔最大负荷截面处型浮阀塔板结构尺寸的确定装置热衡算初算确定全凝器再沸器型号及其他换热器型号装置配管及机泵选型适宜回流比经济评价验算不少于个回流比比较精馏塔主要工艺和主要结构尺寸参数设计结果汇总及评价附图装置工艺流程图装置布置图精馏塔结构简图手绘图。四经济指标及参考书目元平方米塔壁塔径乘,塔径乘,塔径以上乘,元平方米塔板,元平方米传热面积,元吨新鲜水,元吨循环水,元吨加热水蒸汽,设备使用年限年,装置主要固定资产年折旧率为,银行借贷平均年利息。夏清陈常贵主编化工原理上下册修订本天津天津大学出版社贾绍文化工原理课程设计天津天津大学出版社设计计算书,设计题目题目万吨年苯甲苯连续精馏装置工艺设计说明书二,设计条件处理量每年生产时间按小时计进料热状况参数进料组成含苯为质量百分数塔底产品含苯不大于质量百分数塔顶产品中含苯为质量百分数回流比通过计算获得全塔效率计算获得建厂地址茂名地区单板压降操作压力塔顶表压过热蒸气加按,以等腰三角形叉排做图,排得阀数个,按重新核算孔数和阀动能因数塔板开孔率二塔板流体力学的计算气相通过浮阀板的压强降干板阻力由于因为所以按下式进行计算板上充气层阻力醇水混合物为碳氢化合物,取充气系数进行计算由于液体表面张力所造成的影响很小,所以忽略不计因此,气流经过层塔板的压降所相当的液柱高度为则单板压降为设计合格淹塔气体通过塔层的单板压降相当于液柱高度己经算出液体通过降液管的压头损失因不设进口堰所以板上液层高度前已经选定板上液层高度为则取,己选,则可见,符合防止塔淹塔的发生雾沫夹带板上液体流径长度板上液流面积乙醇水混合液为正常系统,可取物性系数,又由图查得泛点负荷系数分别用下两式计算式,泛点率式泛点率根据两式计算得出泛点率都在职干部以下,故可知雾沫夹带量能满足气液要求三塔板负荷性能图雾沫夹带线,依下式做出泛点率按泛点率为计算如下整理得由上式知雾沫夹带线为平行于横坐标的的直线,所以可以直接做出液泛线已知由上式确定液泛线,忽略,将各项对应的公式代入上式吞整理得下式因物系定,其中为定值而与又有如下关系,即式中阀孔数与孔径也是定值因此可将上式简化为与的关系,中,也对公式应用也有了比较大理解和进步本设计在理论塔板的确定上采用图解法,因为其简单而且明了,全塔效率采用前人经验公式,在选择回流比的时候采用了试差法,先计算出几种回流比下的总花费,然后再确定最佳回流比本设计的的最佳回流比我个人认为选择的比较好,因为通过理论塔板以及塔顶冷凝水的耗费计算,我发现在我的物性参数下,理论塔板数变化走向在倍以下变化很大,在到之间变化中等在到之间理论塔板数完全相等而且在和时,冷却水用量己经很接近相差己经很近而塔板数却斗增说明再把回流比取小取小己经没有多意义了,再小的话塔板数可能会增到无法采用而且又不会比节约到哪里回流比与总耗费的关系基本如下图经过计算发现塔顶的塔径是最大的,这主要是在同样的摩尔流量下,塔顶无论气相还是液相密度都比较小乙醇比较含量高所以造成在塔顶的气液相负荷都很高换热器的传热速率取值较高,但合理因为现代科学发展有很多精细化学品能处理污垢问题所以稍稍取大点不影响实际应用结果对于塔板负荷性能图,操作线比较陡,主要是因为回流比比较小,所以较小的液相流量变化就会引起较大的气相流量变化液泛线比较低但这是物性自身与塔径共同决定的,与塔板本身无关所以综上所述我认为本次设计算得上个成功的课程设计课程设计心得通过这次课程设计使我充分理解到化工原理课程的重要性和实用性,更特别是对精馏原理及其操作各方面的了解和设计,对实际单元操作设计中所涉及的个方面要注意问题都有所了解。通过这次对精馏塔的设计,不仅让我将所学的知识应用到实际中,而且对知识也是种巩固和提升充实。在老师和同学的帮助下,及时的按要求完成了设计任务,通过这次课程设计,使我获得了很多重要的知识,同时也提高了自己的实际动手和知识的灵活运用能力。并且对以前学习化工原理的枯燥感有了新的认识参考文献夏
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