乙醇—水精馏塔顶产品冷凝器地设计

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1、实用-目录一．设计任务书……………………………………2二．计算1.工艺流程及草图…………………………………………32.精馏塔的物料衡算……………………………………….33.塔顶温度的计算………………………………………….44.塔板数的确定…………………………………………….6三．换热器的设计1.初选换热器的选型……………………………………….82.工艺流程及草图说明…………………………………….93.工艺计算及主体设备设计……………………………….94.初选换热器的规格………………………………………105.换热器的核算…………………

2、…………………………116.传热管排列和分程方法…………………………………137.辅助设备的设计…………………………………………17四．换热器这要结构及尺寸和计算结果表1.计算结果表2.CAD绘制设备辅助图五．结论六．符号说明七．参考文献文档实用第一章任务书1.1化工原理课程设计任务书一、设计题目：A：乙醇—水精馏塔顶产品冷凝器的设计二、原始数据：1、年处理产量：9万吨2、原料液温度：30℃3、原料液浓度（乙醇质量百分数）：38%4、产品浓度：塔顶乙醇含量不小于95%；塔底乙醇含量不大于0.5%（乙醇质量百分数）5、精馏塔顶压强：4

3、kpa(表压)6、塔顶采用全凝器，泡点回流。7、冷却水温度：入口温度25℃8、饱和水蒸汽压力：3kgf/cm2（表压）9、塔：单板压降≤0.7kPa；换热器：允许压降≤105Pa10、设备形式：换热器——列管式换热器11、厂址：12：每年按320天运行，每天按24小时计三、设计内容A：1、设计方案简介：对确定的工艺流程及换热器型式进行简要论述；2、换热器的工艺计算：确定换热器的传热面积；文档实用3、换热器的主要结构尺寸设计；4、主要辅助设备选型；四、设计成果1、设计说明书一份。内容包括：①目录；②设计题目及原始数据(任务书)；③设计

4、方案的说明和论证；④设计过程的有关计算和数据汇总；⑤主体设备设计计算及说明；⑥附属设备的选择⑦参考文献；⑧后记及其它。对设计过程的评述和有关问题讨论。2、设计图及其他B：①工艺流程图、冷凝器装备图各一张。五、设计时间安排：2周六、班级与分组说明：1、人数：2011化工共16人。分组：每2人为一小组，共8个小组。2、任务说明：①每小组中甲、乙两同学共同完成流程选择和物料衡算之后，再分别按照A、B设计任务完成设计，其中B组所用原始数据同A组或以A组所求相关数据作为原始数据。②请严格按照任务书中A、B要求进行。七、参考资料：《化工原理课程

5、设计》、《化工原理》、《化工设备机械基础》、《化工制图》等。文档实用第二章工艺计算2.1工艺流程及草图说明2.2精馏塔全塔物料衡算F：原料液流量(kmol/s)xF：原料组成（摩尔分数，下同）D：塔顶产品流量(kmol/s)xD：塔顶组成W：塔底残液流量(kmol/s)xW：塔底组成1)原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数乙醇相对分子质量：46.07kg/kmol；水相对分子质量：18.02kg/kmol原料乙醇组成：XF==0.193塔顶组成：XD==0.881塔底组成：XW==0.0022)原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量MF=

6、=23.434（kg/kmol）文档实用MD=0.881×46.07+(1-0.881)×18.02=42.732（kg/kmol）MW=0.002×46.07+(1-0.002)×18.02=18.076（kg/kmol）1)物料衡算年处理量90000t处理量F==11718.75kg/hF=11718.75kg/hMF=500.075kmol/h总物料量F=D+W500.075=D+W（2-1）乙醇物料衡算FXF=DXD+WXW500.075*0.193=D×0.881+W×0.002（2-2）联立得D=108.663kmol/

7、hW=391.412kmol/h换算得D=108.663×MD=4643.387（kg/h）W=391.412×MW=7075.163（kg/h）表2-1物料组成计算结果　质量组分摩尔组分合计平均摩尔质量kg/kmol质量流量kg/h摩尔流量kmol/h乙醇水乙醇水塔顶0.950.050.8810.119142.74311718.8500.075塔底0.00050.99950.0020.998118.0767075.16391.412文档实用进料0.380.620.1930.807123.4344643.39108.6632.3塔顶

8、温度确定对于非理想物系，与修正的拉乌尔定理可得式中,为纯组分的饱和蒸汽压，,为纯组分A,B的活度系数。压力，温度，和浓度对活度系数的值都有影响，一般影响不大。温度的影响可按下面的经验公式计算：式中常熟C对不同的物系，不同组成，数值不同