乙醇水精馏塔设计.doc

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1、化工原理课程设计说明书设计题目:乙醇-水精馏塔设计设计者:专业:学号:1指导老师:2013年01月11日化工原理课程设计任务设计题目:乙醇-水精馏塔设计系统进料:30ºC处理量:6000吨/年进料浓度:30%乙醇(质量)处理要求:塔顶乙醇浓度≥94%(质量)塔底乙醇浓度≤0.3%(质量)塔顶压强:4kPa(表压)进料状态:泡点进料回流比:2Rmin单板压降:≤0.7kPa冷却水温:30ºC饱和水蒸汽压力:2.5kgf/cm2(表压)(1kgf=98.066kPa)加热蒸汽:0.2MPa(表压)设备形式:筛板

2、塔年工作时:7920小时年工作日:330天(每天24h连续操作)塔顶冷凝器采用全凝器目录一、前言……………………………………………………………二、设计方案简介…………………………………………………三、工艺流程图及说明…………………………………………...四、工艺计算及精馏塔设计1、工艺条件……………………………………………………………..2、汽液平衡数据………………………………………………………..3、物料衡算……………………………………………………………….4、实际塔板数确定………………………………………

3、………………5、精馏塔内汽液负荷计算…………………………………………………6、工艺条件及物性数据计算………………………………………………7、塔和塔板主要工艺尺寸计算…………………………………………8、塔板负荷性能图…………………………………………………………五、辅助设备设选型计算六、课程设计的其它问题………………………………………..七、选用符号说明………………………………………………八、参考文献…………………………………………………….九、结束语…………………………………………………………前言乙醇(C2H

4、5OH),俗名酒精,是基本的工业原料之一,与酸碱并重,它作为再生能源犹为受人们的重视。工业上常用发酵法(C6H10O5)n和乙烯水化法制取乙醇。乙醇有相当广泛的用途,除用作燃料,制造饮料和香精外,也是一种重要的有机化工原料,如用乙醇制造乙酸、乙醚等;乙醇又是一种有机溶剂,用于溶解树脂,制造涂料。众所周知,在医药卫生方面,乙醇作为消毒杀菌剂而造福于人类。人类餐饮饭桌上饮用各种酒品,乙醇也是其中不可或缺的组成部分,如:啤酒含3%~5%,葡萄酒含6%~20%,黄酒含8%~15%,白酒含50%~70%(均为体积分数

5、)。据有关资料表明,乙醇对人体具有营养价值。现在,乙醇成为了一种新型替代能源-乙醇汽油。按照我国的国家标准,乙醇汽油是用90%的普通汽油与10%的燃料乙醇调和而成。它可以有效改善油品的性能和质量,降低一氧化碳、碳氢化合物等主要污染物排放。它不影响汽车的行驶性能,还减少有害气体的排放量。乙醇汽油作为一种新型清洁燃料,是目前世界上可再生能源的发展重点,符合我国能源替代战略和可再生能源发展方向,技术上成熟安全可靠,在我国完全适用,具有较好的经济效益和社会效益。乙醇精馏是生产乙醇中极为关键的环节,是重要的化工单元。

6、其工艺路线是否合理、技术装备性能之优劣、生产管理者及操作技术素质之高低,均影响乙醇生产的产量及品质。工业上用发酵法和乙烯水化法生产乙醇,单不管用何种方法生产乙醇,精馏都是其必不可少的单元操作。本次设计的精馏塔是为了精馏乙醇以得到高纯度的乙醇,要求达到塔顶馏出物浓度(94%(wt%)),塔底浓度(0.1%(wt%))。本设计采用填料塔,与板式塔相比,填料塔有一下优点:(1)生产能力大;(2)分离效率高;(3)压力降小;(4)持液量小;(5)操作弹性设计方案简介工艺计算及精馏塔设计1、设计条件系统进料:30ºC

7、处理量:6000吨/年进料浓度:30%乙醇(质量)处理要求:塔顶乙醇浓度≥94%(质量)塔底乙醇浓度≤0.3%(质量)塔顶压强:4kPa(表压)进料状态:泡点进料回流比:2Rmin单板压降:≤0.7kPa冷却水温:30ºC饱和水蒸汽压力:2.5kgf/cm2(表压)(1kgf=98.066kPa)加热蒸汽:0.2MPa(表压)设备形式:筛板塔年工作时:7920小时年工作日:330天(每天24h连续操作)塔顶冷凝器采用全凝器2、汽液平衡数据及t-x-y,x-y图(1)乙醇和水的汽液平衡数据如下:温度t/ºC乙

8、醇的摩尔分数/%温度t/ºC乙醇的摩尔分数/%液相xA汽相yA液相xA汽相yA1000.000.0081.532.7358.2695.51.9017.0080.739.6561.2289.07.2138.9179.850.7965.6486.79.6643.7579.751.9865.9985.312.3847.0479.357.3268.4184.116.6150.8978.7467.6373.8582.723

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