化工原理课程设计(乙醇和水的分离).docx
化工原理课程设计课题名称乙醇-水分别过程筛板精谣塔设计院系可再生能源学院班级应用化学0901班学号1091100128学生姓名蔡文震指导老师覃吴设计周数一、化工原理课程设计任务书1.1 设计跑口1.2 原始数据及条件塔板工艺设计42.1 精惚塔全塔物料衡蚱42.2 乙呼和水的物性参数计算52.2.1 温度2.2.2 诙度2.2.3 相对挥发度2.2.4 混合物的钻度225混合液体的表面张力2.3 板的计算IO231q、精惚段、提刷段方程计算10232理论塔板计算122.3.3实际塔板计算122.4 悚作压力的计算13三、塔体的工艺尺寸计算133.1 塔径的初步计算133.1.1 气液相体枳液Ift计算1331.2塔径计算133.2 塔体有效高度的计兑153.3 精储塔的塔高计算163.4 溢流袋置163.4.1 堰长163.4.2 溢流堆高度163.4.3 弓形降液管宽度和板面积173.5 塔板布置17351塔板的分块173.5.1 边缘区宽度的确定18353开孔区面枳计律183.5.4 筛孔计算及其排列18四、缔板的流体力学毅算194.1 塔板压降194.1.1 干板阻力1941.2气体通过液层的阻力194.1.2 体表面张力的阻力（很小可以忽视不计）204.1.4 气体通过年层板的压降204.2 液沫夹带2043漏液214.4 液泛21Jix塔板负荷性能图225.1 混液线225.2 液沫夹带税225.3 液相负荷下限战245.4 液相负荷上限线245.5 液泛线245.6 图表汇总及负荷曲线图26六、主要工艺接管尺寸的计算和选取26七、课程设计总结27八、参考文献28一、化工原理课程设计任务书1.1 设计题目分别乙醉水筛板粘储塔的设计1.2 原始数据及条件:牛.产实力：年处理乙醉一水混合液2.6万吨/年（约为87吨，大）.原料：来自原料费,淑度20C.乙醉含量为46%质地分率.下同分别要求：塔顶乙醉含显不低于95%.塔底乙解含;*不商于0.05%,塔回EE力P=1.05KPa进料状态为冷进料.塔釜为饱和蒸汽干脆加热.二、塔板工艺设计2.1精储塔全塔物料衡算F：进料壕（Kmo1.AOX,:原料组成D：塔顶产品流量（Kmo1.，s）X”：塔顶组成W：塔底残液漉h1.（KmoVsXw：塔底组成46原料乙醉组成：Xt=¾-=25%4654÷461895塔顶组成：X。=万严歹=88.14%+-46180.05塔底殂成：XW=而严眄J=0020%÷46182.6XIO(X)Ox1.(X)0×<-+)进料“F=2.6万吨/年=生出一0.0540&。S300×24x3600物料衡算式：F=D+WFxXf=D×X,+WxXiv联立求解：D=OQI53KmOi/sW=O.0387KmM、2.2乙醇和水的物性参数计算2.2.1 温度常压卜乙醉-水气液平衡组成与湫度的关系温度TC液相中乙的的摩尔分率气相中乙醉的库尔分率10.(X)0.()095.50.01900.170089.00.07210389186.70.09660.437585.30.12380.4704S4.10.16610.508982.70.23770.544582.30.26080.558081.60.32730.582680.7039650.612279.80.50790.656479.70.51980.659979.30.57320.684178.740.67630.738578.410.74720.781578.150.89430.8943依据表中数据可以求得r,nfw82.7-82.3-827323.31-26.08=25-23.31k=82.46C78.41-78.15/,-78.412.”74.72-89.4388.14-74.72o=78.1.7'C100-95.5fw,-I(X)0-1.9()-0.020-0tw=99.95'C4 .精饲段平均温度：n=<1.-=8O.32C5 .提田段平均出度：4="1.=91.2IC22.2.2密度已知：混合泄密度：-1.=9+组PiPaPhTitPMA.=1.i混合气密度：22.47%塔及温度：f0=787C气相组成：.78.4.-78.15=78.17-78.15,78.15-89.43100yo-89.43>=88.56%进料温度：G=82.46C气相组成:82.7-82.382.46-82.754.45-55.80100yf-54.45jr=55.26%塔底温度：w=W95C气相组成:ywO.I9%100-95.5100-99.950-17.00-1(X)>h.（1）精慵段液相组成：M=/F=56.57%2气相组成；X=V”；4=71.91%所以而=46x0.5657+18X(1-0.5657)=33.84wwfu1=46×O.7I9I+I8×(I-O.7I9I)=38.1.3w/(2)提留段液相组成：毛="以=12.51%气相组成：V2=2k1.>k=27.72%2所以而n=46x0.1251+I8×(1.-0.1251)三21.50moMv=46×0.2772+18×(1.-0.2772)=15ISkgtmo1.80-90P(T：742.3-73().182.46-80=a1.742.3Pcf=739.34g11?80-9082.46-8()971.8-965.3/一971.8pvf=970.2Kg"J10.461-0.46片:739.3,970.2Pr=848.3Ag“'Zo=78.17C70-8078.17-70PcD,754.2-742.3-Pe-754.270-7)78.17-7()"977.8-971.8=.初一977.8Pm=7445kgm'PM=972SkgfM不同温度下一寸与水的密度表温度T.C708091»I(X)110p,kg1.m'754.2742.3730.1717.4704.3p,tgm,977.8971.8965.3958.4951.6f=82.46"C10.921-0.92='一'+pD744.5972.9w=99.95CPn=758.15kgfm'Pcw90-10099.95-90730.1-717.4-z>fw-730.1pcw=717.46ftgm,90-10099.95-90w：=965.3-958.4p,1.1.,-965.3,n=958.43版/'二返+1pw717.46958.43pw=952.54心/J所以门”="呢-=803.53依/M2p1.1=立：处=855.65Ag/加MU)=46×xo+I8×(1.-,)=42.68gyM/Z=46×.vf+18×(1-xr)=25kgn>1.M1.w=46×xw.+18×(1-¾)=18.(XXgw77M5+M1厂.M1.i=33.Mkgfm)1.TTM1.W÷Mui.M1.2=21.5gn)1.M>7)=46×yD+18×(1->)=42.80gzzrMvf=46×>7+18x(1-»)=33.47kg!no1.Mvw=46xyw.÷8×(1-yw)=18.05依InuA=38Mam/认小吗显=2576Ag/，阳/A1="'M=.32kghntz=1.+S(-)=1.13r对XF=O.25不论q=1.还是q=1.1.3按点均是切点.所以最小I可流比一样，在X=O.和x=1.0之间拟合平衡曲城y=0.2173exp(1.1.963x)+0.2557乙醉水平衡数据液相中乙静的摩尔分数气相中乙醉的摩尔分数液相中乙静的推尔分数气相中乙醉的摩尔分数0.00.00.250.5510.010.110.500.575().020.1750.400.6140.040.2730.500.6570.060340.600.6980.0803920.700.7550.100.430.800.820.140.4820.8940.8940.180.1530.950.9420.200.5251.01.0乙爵水相1I0.8I平衡臼3-Z-*TB1.810-1100.20.40.60.计算得(,n)=(0-5445.0.6726)=-i.=0-9944*1RIVt=Q.22.0)RmS依据工艺要求取181.=/?Z)=1.8O.OI53=0.0275kmo1./sV=(+)Z>=2.8x0.0153=0.042%”。S1.=1.+qF=0.0885ww>.vV'=V+(-1.)F=0.035玄“，$精储段方程：y=0.643a+0.3148提留段方程：I：VVy=2.47x-0.00022.3.2理论塔板计算m-.=358N-6.87R-R.V-N依据占利兰大岷图，已知0.29对应1ms=o.4Nr=12,33取13块板，精懦段7块，提用段5块（塔釜一块）2.3.3实际塔板计算Ewtf1.r=0.17-0.616Ig1=0.39Ettwr=0.17-0.616Ig/1.=0.47全塔效率：=M=U=41.3%2.4操作压力的计算取每块板的底降为0.7KPa三、塔体的工艺尺寸计算3.1 塔径的初步计算3.1.1 气液相体积流量计算精慵段:质录流量：。=Mi1.=33.840.0275=0.931kg/sV；=M1.=38.14*0.0275=1.049口/s体积流量：1.i=4-=9=0001.2】'/sPtA803.53K=J1.=1.2更=o.795加/SPn1-32(2)提留段：质i½fib1.2=M1.'=21.5*0.()8X5=1.903kg/sV2=38.14*
