乙醇-正丙醇连续筛板式精馏塔的设计方案.docVIP

乙醇-正丙醇连续筛板式精馏塔的设计方案 流程的设计及说明 1 设计思路 蒸馏方式的确定 蒸馏装置包括精馏塔，原料预热器，精馏釜（再沸器），冷凝器，釜液冷却器和产品冷却等设备，蒸馏过程按操作方式不同可分为连续蒸馏和间歇蒸馏两种流程，连续蒸馏具有生产能力大，产品质量稳定等优点，工业生产中以连续精馏为主，间歇蒸馏具有操作灵活，适应性强等优点，适合小规模，多品种或多组分物系的初步分离。本次设计采用连续筛板精馏塔，常压精馏。 2 装置流程的确定 （1）物料的储存和输送 在流程中设置原料罐，产品罐及离心泵。原料可泵直接送入塔内，使程序连续稳定的进行。 （2）参数的检测和调控 流量，压力和温度是生产中的重要参数，必须在流程中的适当位置装设仪表，以测量这些参数。同时，在生产过程中，物料的状态。加热剂和冷却剂的状态都不可能避免的会有一些波动，因此必须在流程中设置一定的阀门。 （3）。本设计采用，初步设定后经过流体力学验算，负荷条件，故选择合理。 塔顶冷凝器的冷凝方式与冷却介质的选择 塔顶冷凝温度不要求低于30℃，工业上多用水冷 (5)板式塔类型的选择 本次设计采用连续筛板式精馏塔 4 设计方案的确定 （1）满足工艺和操作要求（2）满足经济上的要求，安全生产，保护环境。 5 流程示意图 第一章 精馏塔的物料衡算计算 1.1 精馏塔的物料衡算 1.1.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 进料组成 xF=0.30+0.001×(26-20)=0.306 塔顶产品组成 xD=0.92+0.001×(26-20)=0.926 塔底产品组成 xW=0.02+0.001×（26-20）=0.026 1.1.2 物料衡算原料处理量 加料量F=100kmol/h 总物料衡算 F=D+W FxF=DxD+Wxw 乙醇物料衡算 100×0.309＝0.929×D＋0.029×W 联立解得 D=31.111 kmol/h , W=68.889 kmol/h 1.2回流比的确定 本实验任务为分离乙醇-正丙醇混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷却器后送至储罐。该物系属易分离物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的1.5倍。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。 1.3 塔板数的确定 1.3.1 相对挥发度的确定 因为乙醇—正丙醇可视为理想物系，故塔的平均相对挥发度的确定可运用安托因方程和拉乌尔定律。 (1.1) (1.2) 双组份理想溶液相对挥发度的计算： 乙醇及正丙醇的Antoine常数： （1-1） 乙醇 A=7.33827 B=1652.05 C=231.48 正丙醇 A=6.74414 B=1375.14 C=193.0 采用试差法：假定一t值，代入公式(1.1)算出，再将计算得到，代入到公式（1.2）中，计算出相应的x值，若计算得到的x值与所求的混合液组成x值相同，则假定t值正确，同时可得到相应的值。 计算结果见表： （1-2） 塔顶产品 塔底产品 进料液 ℃ ℃ ℃ 1.3.2理论板数的确定 因为塔顶塔底相对挥发度相差不大，故可以按下式计算 平衡方程中相对挥发度 则平衡方程为： 由于泡点进料，q=1，在最小回流比的条件下，过对角线上（0.306,0.306）点做垂直于x轴的竖直线与平衡线的交点即为, , , 取回流比 （1） 精馏塔的气、液相负荷：