化工原理课程设计报告乙醇—水连续精馏筛板塔的设计.docVIP

《化工原理》课程设计报告 题 目 乙醇—水连续精馏筛板塔的设计 专 业 化学工程与工艺 姓 名 孙振柱 学 号 2012203216 班 级 201208 成绩（五级计分制） 指导教师 孔祥晋 2014 年 12 月 化学化工学院《化工原理》课程设计任务书 一、设计题目： 乙醇—水连续精馏筛板塔的设计 原料乙醇含量：质量分率 = （30+0.5*学号）% 原料处理量：质量流量 = （10 – 0.1*学号） t/h [单号] （10 + 0.1*学号） [双号]t/h 产品要求：摩尔分率：x= 0.83，xW= 0.10 [单号]； x = 0.80，xW = 0.05 [双号]xD = 0.80 ，xW = 0.05 三、设计条件 常压精馏， 塔顶全凝， 塔底直接加热， 泡点进料， 泡点回流， R =（1.2~2）Rmin， 单板压降 ≤0.7 kPa， 其它参数可自选。 设计说明书的内容 1．目录； 简述酒精精馏过程的生产方法及特点 3．论述精馏总体结构(塔型、主要结构)的选择和材料选择； 精馏过程有关计算(物料衡算、热量衡算、理论塔板数、回流比、塔高、塔径塔板设计、进出管径等) 5．设计结果概要(主要设备尺寸、衡算结果等) 6．主体设备设计计算及说明 7．主要附属设备的选择（换热器等）； 参考文献； 后计及其它 五、设计图要求 1. 用坐标纸绘制乙醇—水溶液的y-x图一张，并用图解法求理论塔板数；用坐标纸绘制塔板负荷性能图 4. 用420×594图纸绘制流程图一张 《化工原理》课程设计说明书 简述酒精精馏过程的生产方法及特点1.1 设计依据 2.1 操作压力 塔底压力 2.2 进料状态 虽然进料方式有多种，但是饱和液体进料时进料温度不受季节、气温变化和前段工序波动的影响，塔的操作比较容易控制；此外，饱和液体进料时精馏段和提馏段的塔径相同，无论是设计计算还是实际加工制造这样的精馏塔都比较容易，为此，本次设计中采取泡点进料 2.3 加热方式 精馏塔的设计中多在塔底加一个再沸器以采用间接蒸汽加热以保证塔内有足够的热量供应；由于乙醇~水体系中，乙醇是轻组分，水由塔底排出，且水的比热较大，故可采用直接水蒸气加热，这时只需在塔底安装一个鼓泡管，于是可省去一个再沸器，并且可以利用压力较底的蒸汽进行加热，无论是设备费用还是操作费用都可以降低。 2.4 热能利用 精馏过程的原理是多次部分冷凝和多次部分汽化。因此热效率较低，通常进入再沸器的能量只有5%左右可以被有效利用。虽然塔顶蒸汽冷凝可以放出大量热量，但是由于其位能较低，不可能直接用作为塔底的热源。为此，我们拟采用塔釜残液对原料液进行加热。 3. 有关的工艺计算 同理可求得： 原料液的平均摩尔质量： 46*0.3235+18*0.6765=27.058KG/KMOL 同理可求得： MD=40.4 MW=19.4 45℃下，原料液中 由此可查得原料液，塔顶和塔底混合物的沸点，以上计算结果见表2。 表2 原料液、馏出液与釜残液的流量与温度 名称 原料液 馏出液 釜残液 55 (摩尔分数) 0.3235 0.8 0.05 摩尔质量 27.058 40.4 19.4 沸点温度/℃ 83.83 78.62 99.38 3.1 最小回流比，过点做直线交平衡线于点，由点可读得，因此： 又过点作平衡线的切线，切点为，读得其坐标为，因此： 所以， 可取操作回流比 教师评语 教师评语  1 聊城大学化学化工学院课程设计报告