乙醇水精馏剖析.doc

设计题目：乙醇-水精馏分离板式塔设计 年 级： 14级化工班 院 系：生物与环境工程学院 学生姓名：殷悦 李金蓉 王亚娥 陆杨玥 指导教师：冯艳文 2016年12月 目 录 设计任务书 设计原理 设计计算 参考资料 第一部分 设计任务书 设计小组成员：殷悦 李金蓉 王亚娥 陆杨玥 组长：殷悦 分工：描述每人承担的工作 殷悦 ：纸质版计算，制作Word。 李金蓉：纸质版计算，制作Word。 陆杨玥：查阅资料，负责Word制作工作。 王亚娥：查阅资料。 第二部分 设计原理 乙醇-水精馏板式塔设计 确定参数 处理量：12000t/a 料液组成组分（质量分数）：35% 塔顶产品组成:93% 塔顶易挥发组分回收率:99% 每年实际生产时间：7200h 连续精馏装置示意图 一、精馏原理 1、精馏是化工生产中分离互溶液体混合物的典型操作。 2、精馏的实质：多级蒸馏 精馏的组成 精馏段 精馏分两部分 （以进料板为界） 提馏段 1、精馏过程的主要设备:精馏塔、再沸器、冷凝器、回流罐和输送设备等。 2、塔内精馏操作条件 一定温度和压力的料液进入精馏塔后，轻组分在精馏段内逐渐浓缩，离开塔顶后全部冷凝进入回流罐，一部分被送入塔内做回流液。而中重组分在提馏段中浓缩后，一部分作为塔釜产品（也叫残液），一部分则经再沸器加热后送回塔中，为精馏操作提供一定量连续上升的蒸汽气流。 回流液的目的:补充塔板上的轻组分，使塔板上的液体组成保持稳定，保证精馏操作连续稳定进行。 3、由塔内精馏操作分析可知，为实现精馏分离操作，除了具有足够的层数塔板的精馏塔以外，还必须从塔顶引入下降的液流（即回收流）和从塔底产生上升蒸汽流，以建立气液两相体系。因此，塔底上升蒸汽流与塔顶液体回流是精馏过程连续进行的必要条件。 处理量 12000吨/年 塔顶易挥发组分回收率 ηD= 99% 进料质量分数 wf = 35% 塔顶馏出液质量分数 wD = 93% 进料组成（转化为摩尔分数）Xf=(0.35/46.07)/(0.35/46.07+0.65/18.02)=0.174 塔顶馏出液组成（转化为摩尔分数）XD= =0.8386 进料平均摩尔质量（即平均分子量）MF= xF M乙+(1-Xf )水=22.9007 塔顶馏出液平均摩尔质量MD=XD M乙+(1-XD)M水=41.54 进料量流量F==72.78Kg/h 馏出液流量D==14.95Kmol/h 釜残液流量 W=F-D=72.78-14.95=57.83Kmol/h 釜残液组成 XW==0.0022 釜残液平均摩尔质量 MW=XWX M乙+(1-xw)X M水 =0.0022X46.07+(1-0.0022)X18.02=18.26Kmol/h 一、采用作图法求最小回流比.由下图可知 XF=Xq=0.174 yq=0.498 Rmin===2.05 水的沸点:373.2K 乙醇的沸点:351.5K,该物系属易分离物系,最小回留比不大,故操作回流比取最小回流比的2倍.（可以取不同的倍数） R=2Rmin=4.1 、求精馏塔的气液相负荷 L=RD=4.1X14.95=61.295Kmol/h V=(R+1)XD=(4.1+1)x14.95=76.245Kmol/h L’=L+F=61.295+72.78=134.075Kmol/h V’=V=76.245Kmol/h 三、求操作线方程 精馏段的操作线方程为 Y=+X+=0.8X+0.16 提馏段的操作线方程为 Y’= 四、图解法求理论塔板数 图片 总理论塔板数 (包括再沸器) Nt=13 进料板位置 从塔顶数起 Nf=11 实际板层数的求取 N精馏=8/0.55=15 N提馏=3/0.55=6 全塔所需板数：15+6=21 全塔效率：Et=x100x100％=57％ 五、操作压力的计算 塔顶操作压力 PD=101.325Kpa 设每层塔板压降 （板式塔的每个理论级压降约在0.4~1.1kPa） P=0.