年處理量5萬(wàn)噸乙醇-正丙醇篩板連續(xù)精餾塔設(shè)計(jì)

摘  要：本設(shè)計(jì)對(duì)年處理量為5萬(wàn)噸乙醇-正丙醇的篩板連續(xù)精餾塔進(jìn)行了設(shè)計(jì)。用試差法通過(guò)Excel快捷地計(jì)算出特定組成的乙醇-正丙醇混合液的泡點(diǎn)溫度，相對(duì)揮發(fā)度；采用龍軍提出的確定精餾塔適宜回流比的經(jīng)驗(yàn)公式確定了適宜操作回流比為4.968；通過(guò)逐板計(jì)算法用Excel快速計(jì)算出理論塔板數(shù)為21塊，并進(jìn)一步確定精餾塔的實(shí)際塔板數(shù)為44塊；分別對(duì)此精餾塔的精餾段及提餾段的塔體工藝尺寸進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并對(duì)設(shè)計(jì)之后的篩板進(jìn)行了流體力學(xué)的驗(yàn)算；繪制出塔板負(fù)荷性能圖，從而得出精餾段的操作彈性為3.500，提餾段的操作彈性為3.662；確定了塔頂全凝器冷卻水的用量以及塔底再沸器中加熱蒸汽的用量，同時(shí)對(duì)輸送各股物流的管徑進(jìn)行了設(shè)計(jì)；結(jié)果表明，本設(shè)計(jì)合理。

關(guān)鍵詞：連續(xù)精餾；板式精餾塔；精餾塔設(shè)計(jì)；乙醇；正丙醇

目  錄
1 前言……………………………………………………………………1
2 設(shè)計(jì)任務(wù)………………………………………………………………2
    2.1 設(shè)計(jì)條件………………………………………………………2
3 設(shè)計(jì)方案說(shuō)明…………………………………………………………4
3.1設(shè)計(jì)方案的確定………………………………………………4
3.2 塔體工藝尺寸的計(jì)算…………………………………………5
3.3 塔板工藝尺寸的計(jì)算…………………………………………6
    3.4 接管的計(jì)算……………………………………………………6
    3.5工藝流程圖……………………………………………………6
4 精餾塔的物料衡算……………………………………………………9
    4.1 原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分率及質(zhì)量分?jǐn)?shù)……………9
    4.2 原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量…………………9
    4.3 摩爾衡算………………………………………………………9
    4.4 質(zhì)量衡算……………………………………………………10
5 塔板數(shù)的確定………………………………………………………11
    5.1 平均相對(duì)揮發(fā)度相對(duì)揮發(fā)度α的計(jì)算………………………11
    5.2 理論塔板層數(shù)NT的求取……………………………………12
    5.3 全塔效率和實(shí)際板層數(shù)的求取……………………………15
6 精餾段和提餾段的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算…………… 17
    6.1 操作壓力計(jì)算………………………………………………17
    6.2 操作溫度計(jì)算………………………………………………17
    6.3 平均摩爾質(zhì)量………………………………………………17
    6.4 平均密度……………………………………………………18
    6.5 液體平均表面張力…………………………………………20
    6.6 液體平均粘度計(jì)算…………………………………………21
7 精餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算………………………………………22
    7.1 塔徑的計(jì)算…………………………………………………22
7.2 精餾塔塔體工藝尺寸的確定………………………………24
7.3 精餾塔塔高的計(jì)算…………………………………………25
8 塔板主要工藝尺寸的計(jì)算…………………………………………28
8.1 精餾段塔板主要工藝尺寸的計(jì)算…………………………28
8.2 提餾段塔板主要工藝尺寸的計(jì)算…………………………31
9 篩板的流體力學(xué)驗(yàn)算………………………………………………34
9.1 精餾段篩板的流體力學(xué)驗(yàn)算………………………………34
9.2 提餾段篩板的流體力學(xué)驗(yàn)算………………………………36
10 塔板負(fù)荷性能………………………………………………………40
    10.1 精餾段塔板負(fù)荷性能圖……………………………………40
    10.2提餾段塔板負(fù)荷性能圖……………………………………40
11 熱量衡算……………………………………………………………48
    11.1 塔頂冷凝器的熱量衡算……………………………………48
    11.2 全塔的熱量衡算……………………………………………51
12 接管的設(shè)計(jì)…………………………………………………………55
    12.1塔頂蒸氣出口管……………………………………………55
    12.2回流管………………………………………………………55
    12.3進(jìn)料管………………………………………………………56
12.4塔底出料管…………………………………………………57
12.4再沸器返塔連接管…………………………………………57
13 設(shè)計(jì)篩板的主要結(jié)果匯總表………………………………………59
結(jié)論……………………………………………………………………60
參考文獻(xiàn)………………………………………………………………61
附錄……………………………………………………………………62
附錄A. 主要符號(hào)說(shuō)明……………………………………………62
附錄B. 塔板篩孔布置圖 ………………………………………64
附錄C. 工藝流程圖………………………………………………66
后記……………………………………………………………………67
致謝……………………………………………………………………69