化工原理课程设计 分离甲醇—乙醇混合液的浮阀精馏塔.docx

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1、U1.川高校轻纺与食品学院化工原理课程设计分别甲醇一乙醇混合液的浮阀精储塔设计者：姜虹伶学号：1043091109班级：食品2班联系方式：邮箱：指导老师：蒋炜设计时间：2012.5.202012.7.4四川高校轻纺与食品学院书目一、设计任务-4-二、背景介绍4-1 .精情原理-4-2 .板式塔作用原理-4-3 .浮脚塔-5-三、设计流程图-5-四、浮图塔的设计-7-1 全塔物料衡算-7-(1)原料液、藏痴Ji*茄逅M二-7-(2)原料液、馆出液及残液的摩尔流率计算-7-2 .加料焦状态弁数q值的确定-8-(1) 进料液、馀出液、残液的温度确定-8-(2) q值的计算-9-(3) q线方程式-1

2、0-3 .最小回流比的计算-10-(1)相神财的计算-10-(2)平衡方程式-11-(3)最小回流比的计算-11-(4)实际回流比的计算-11-4 .精情段和提情段的气、液流量-12-(1)精情段内，、液漉量-12-(2)提馆段内气、液流量-13-5 .塔板数的计算-13-(1)逐板计第法-13-(2)塔效率-15-(3)实际塔板数的计算-16-6 .塔径的计算-16-(1)精馆段塔径的计算-16-(2)提馆段塔径的计算-20-(3)塔径的实际值-23-7 .塔高的确定-23-五、精馀段塔板结构设计及力学校核-24-1 溢流装-24-(1)降的:最和金面面积初二二二二二二二二-24-(2)出口

3、溢流堰与进口溢流堰的确定-24-(3)降液管底隙高度与受液盘的确定-25-2 .板面布主要尺寸-25-(1)板面布置-25-(2)浮冏的数目与排列-26-3 .浮属塔板的流体力学校核-29-(1)塔败降的校核-29-(2)液沫夹带的校核-29-(3)溢流液泛的校核-30-(4)负荷性能图及操作弹性-30-六、提馆段塔板结构设计及力学校核-34-1 沿灌装.-34-(1)降液ii而i而i二二二二二二二二：-34(2)出口溢流堪与进口溢流堰的确定-34-(3)降液管底隙高度与受液盘的确定-35-2 .板面布Jt及主要尺寸-35-(1)塔板布置-35-(2)浮冏的数目与排列-36-3)校核：-38-

4、(4)校核塔板开孔率-38-3 .浮何塔板的流体力学校核-39-(1)塔板压降的校核-39-(2)液沫夹带的校核-40-(3)溢流液泛的校核-40-(4)负荷性能图及操作弹性-41-七、塔顶冷凝器的选用-44-1 .物MW算-44-2 .换战器选用-45-3 .验笄压降-46-验单管三tt降-46-(2)殴算管降-46-4 .核算总传热系数-47-(1)管程给热系数-48-(2)壳而热系数-48-1.Mw=18.084Ag/(2)原料液、储出液及残液的摩尔流率计算139kmOuhF=3XX)_XX)Mf-21.584r=。+W=139(1)Fzf=Dx1.i+Wvh.=0.974D+0.006

5、Hz=1390.256(2)(1),(2)联立，解出D=35.9kmo1./hW=103.Ikmo1/h2 .加料热状态参数q值的确定(1)进料液、馈出液、残液的温度确定因为是冷液进料，所以塔顶温度即为塔顶组成的泡点温度，塔底温度即为塔底组成的露点温度。查得甲醉水溶液101.3kPa)的1.-x-y关系表如下表：IrC10096.493.591.289.387.784.481.7摩尔分数X00.020.040.060.080.100.150.20摩尔分数y00.1340.230.3040.3650.4180.5170.579MC7875.373.171.269.367.66664.5摩尔分数X

6、0.300.400.500.600.700.800.901.00摩尔分数y0.6650.7290.7790.8250.870.9150.9581.00做出图象如下图:物一水的r联系困甲醉一水体系相图由甲静水体系相图可查得：原料液组成Zf=0.256时，其泡点温度1.h=79.5：福出液组成X”=0.974时，其泡点温度r”=65。：残液组成XW=0006时，其露点温度tw=98。(2)q值的计算在平均温度(79.5+20)/2=50。C下，由化工原理(上册方附录12查得甲醉、水的摩尔比热容，由附录13查得甲静、水的摩尔气化潜热，其相关物性数据如下：甲醉的摩尔比热容Cm=2.632=83.2H(

7、KoC)甲酹的摩尔气化潜热=120032=3840()W水的摩尔比热容CPf1.=4.2I8=75.6HNkmf小)水的摩尔气化潜热九=25(。X18=45000七/匕”/因此选E=IO则Uv=-Xr=1.5rs浮阀数N=3645.14,3600=K/s求得=-=123In1.S().75三阀全开后=0.038，液柱0.75x13.0-5彳4X2x908.07x9.81h1.=0(hw+hoG式中：力为充气系数，反映板上液以充气程度，无此纲，此处4=0.4()5%=0.4x(0.038+0.012)=0.02做柱气体进、出一块塔板的压强降叫,=#4z=hd+1=0.058+0.02=0.058

8、，液柱=O.I53f-1.=0.153J1=401.I1.；w%J10.630.031J将上述各项代入式中，得0.038+0.935Cg+0.037V；+0.019+0.4681.*,a7+1401.11；=0.27整理得V：=5.76-37.921.*7-IOfMO.541.；任取几个4,求出相应的匕,列表如下:1.,f(mys)0.0090.010.0110.012Vt(m3fs)1.8011.7081.6051.488在负荷性能图上做出图象为5线。F.负荷性能图招上述五条线在负荷性能图中画出，如下图:1.sG.操作弹性塔精懦段的设计点/,=1。2，“，5.乙,=0.001435）位于图中心偏左，且由图可知塔的操作负荷上限受雾沫夹带限制，下限涉液限制。塔的愫作用性=负荷卜.限负荷下限1.35(145七、塔顶冷凝器的选用1.物料衡算用水进行冷却,设水进口温度乙=