年产12万吨乙醇水精馏装置工艺设计—毕业设计

年产12万吨乙醇水精馏装置工艺设计—毕业设计内容摘要：

发度：   塔釜相对挥发度：    塔顶平均摩尔质量计算 由 1  1111 ( 1)DDXY X  (27) 解得 1  884 46. 07 ( 1 884 ) 18. 02 40. 135 /V D MM k g k m ol      501 46. 07 ( 1 501 ) 18. 02 39. 060 /L D MM k g k m ol      进料液平均摩尔质量计算   0 .5 5 8 6 4 6 .0 7 ( 1 0 .5 5 8 6 ) 1 8 .0 2 3 3 .6 8 8 7 /VFMM k g k m o l      424 46. 07 ( 1 424 ) 18. 02 24. 819 /L F MM k g k m ol      塔釜平均摩尔质量计算 由  1111 ( 1)WWXY X  （ 28） 解得：  0 .0 0 0 7 8 3 2 4 6 .0 7 ( 1 0 .0 0 0 7 8 3 2 ) 1 8 .0 2 1 8 .0 4 2 /LW MM k g k m o l      0 .0 1 4 6 .0 7 ( 1 0 .0 1 ) 1 8 .0 2 1 8 .3 0 3 /V W MM k g k m o l      精馏段平均摩尔质量 ( 4 0 . 1 2 5 3 3 . 6 8 8 7 ) 3 6 . 9 0 6 /2VmM k g k m o l ( 3 9 . 1 5 6 2 4 . 8 1 9 ) 3 1 . 9 8 8 /2LmM k g k m o l 提馏段平均摩 尔质量 39。 ( 1 8 . 3 0 3 3 3 . 6 8 8 7 ) 2 5 . 9 0 6 /2VmM k g k m o l 39。 ( 1 8 . 0 4 2 2 4 . 8 1 9 ) 2 1 . 4 3 1 /2LmM k g k m o l 平均密度计算 汽相平均密度计算 由参考资料 28 页式（ 13）可得： PMRT （ 29） 精馏段汽相平均密度： 31 1 7 . 7 3 6 . 9 0 6 1 . 4 7 8 /8 . 3 1 4 ( 8 0 . 4 5 2 7 3 )m V mVm mPM k g mRT    提馏段汽相平均密度 ： 39。 39。 39。 39。 31 1 4 . 9 2 5 . 9 0 4 1 . 0 0 7 4 /8 . 3 1 4 ( 9 1 . 0 2 5 2 7 3 )m V mVmmPM k g mRT    液相平均密度计算 由设计参考 资料可查得 表 24， 乙醇、水液相 对 密度 温 度 物 质 乙醇 水 由式子 11imL ix （ 210） 知塔顶液相平均密度   31 79 19 /1 88 88 4 75 5 97 4L D m k g m     31 /1 k g m  塔釜液相平均密度   31 95 07 /1 00 78 00 78 32 74 3 95 2L W m k g m   精馏段液相平均密度 37 9 4 .9 1 9 9 1 1 .7 7 7 8 5 3 .3 4 8 /2Lm k g m  提馏段液相平均密度 39。 39 5 8 .5 0 7 9 1 1 .7 7 7 9 3 5 .1 4 2 /2Lm k g m  液相平均表面张力 由设计参考资料可查得 表 25， 乙醇、水表面张力 乙醇 水 液相平均表面张力依下式计算 Lm i ix （ 211） 塔顶液相平均表面张力： 884 17. 63 116 62. 45 27. 113 9 /L D m m N m      进料板液相平均表面张力： 424 17. 15 576 62. 16 51. 249 8 /L F m m N m      塔釜液相平均表面张力 : 温 度 物 质 0 .0 0 0 7 8 3 2 1 5 .9 1 0 .9 9 9 1 2 6 8 5 8 .6 2 5 8 .5 8 1 3 /LW m m N m      精馏段液相平均表面张力：  2 7 . 1 1 3 9 5 1 . 2 4 9 6 3 9 . 1 8 /2Lm m N m  提馏段液相平均表面张力 :  39。 5 1 . 2 4 9 6 5 8 . 5 8 1 3 5 4 . 9 1 5 /2Lm m N m  液相平均黏度计算 由设 计参考资料可查得 表 26, 乙醇、水相对黏度 乙醇 水 液相平均黏度依照下式计算 lg lgLm i iu x u (212) 塔顶液相平均黏度： l g 0 .7 8 8 4 l g ( 0 .4 7 0 ) 0 .2 1 1 6 l g ( 0 .3 7 3 )LD mu  解得： mPa 塔釜液相平均黏度： l g 0 .0 0 0 7 8 3 2 l g ( 0 .3 1 1 ) ( 1 0 .0 0 0 7 8 3 2 ) l g ( 0 .2 6 4 )LW mu    解得： mPa 进料板液相平均黏度： l g 0 .2 4 2 4 l g ( 0 .4 6 0 ) 0 .7 5 7 6 l g ( 0 .3 4 5 )LF mu  解得： mPa 精馏段液相平均黏度：  0 .4 4 8 0 .3 7 3 0 .4 1 12Lmu m P a 提馏段液相平均黏度：  39。 0 . 3 7 3 0 . 2 6 4 0 . 3 1 92Lmu m P a 精馏段塔体工艺计算 [13] 精馏段塔经 计算 温 度 物 质 精馏段汽、液相体积流率 3600Vms VmVMV (213) 29 2 0 .6 0 5 7 3 6 .9 0 6 6 .3 8 4 /3 6 0 0 1 .4 7 8 ms 3600Lms LmLML  (214) 25 4 3 .0 4 6 3 1 .9 8 8 0 .0 0 5 6 5 /3 6 0 0 8 5 3 .3 4 8 ms 查设计资料取板间距为 600mm 5512Ts LsVgHCLV (215) 式中： 3333////TssLVCHL m sV m sk g mk g mg负 荷 系 数塔 板 间 距 ,m下 降 液 体 的 体 积 流 量 ，上 升 蒸 汽 的 体 积 流 量 ，液 相 密 度 ，汽 相 密 度 ，重 力 加 速 度 ， 精 馏 段 符 合 ： 55 1 056 5 853 .34 812 84 78C    最大空塔汽速： m ax LVVC   (216) 8 5 3 .3 4 8 1 .4 7 80 .1 3 0 6 2 .7 4 4 /1 .4 7 8 ms   实际气速： m ax( ~ ) 取：  则： 0. 6 3. 11 3 1. 89 5    塔经 D 的计算：  (217) D—— 塔径， m sV —— 气体体积流量， 3/ms u —— 空塔气速， /ms 6 .3 8 4 2 .0 9 2 30 .7 8 5 0 .7 8 5 1 .8 5 9VDm   根据塔经系列尺寸圆整为 D= 塔截面积： 2 2 22 . 2 3 . 8 0 144A D m    实际空塔气速： 3 .3 8 4 1 .6 8 0 /3 .8 0 1STVu m sA   溢流装置计算 [13][14] 因塔经  需选用单溢流弓形降液，采用平直堰。 （１） 堰长度：由化工设计手册表 查得 1750WL mm （２） 溢流堰高：采用平直堰 Wh W L OWh h h (218) 查设计资料， OWh 可依参考资料用弗兰西斯公式计算： 2 32 .8 4 ()1000 SOWwLh l (219) sL —— 液体体积流量 3/ms E —— 液体收缩系数 其中液流收缩系数 E=1 2 3232 . 8 4 2 . 8 4 3 6 0 0 0 . 0 0 5 6 5( ) 1 0 . 0 1 4 61 0 0 0 1 0 0 0 1 . 7 5 0SOWwLhml       可取板上清液层高度 60Lh mm 则： 60 10 50wh mm   (3)弓形降液管宽度 dW 与降液管的面积fA 由 D (220) 查设计参考资料图得 %fTA A  (221) D (222)   （ 4）验算液体在降液管中停留时间  3600 0 . 0 7 6 0 . 7 1 8 . 2 1 2 50 . 0 0 5 6 5fThAH ssL     (223) 故降液管设计合理。 （ 5）降液管底隙高度 0h 由设计参考资料得式 0 03600hWLh lu (224) 取液体通过降液管底隙的流速 39。 /u m s （液体通过底隙时的流速一般取 /ms ） 0 0 0 . 0 0 5 6 5 0 . 0 4 6 13 6 0 0 1 . 7 5 0 0 . 0 7h WLhmlu   5 7Wh m m 取 0Whh 进口堰高 =出口堰高 塔板布置 [13] （ 1）取 39。 65s sW W m  （ 2）开孔区面积计算 对单溢流塔板设计参考资料 2 2 2 102 s in180a xA x R x R R    (225) 2 . 2( ) ( 0 . 2 1 6 0 . 0 6 5 ) 0 . 8 1 922dsDx W W m       2 . 2 0 . 0 3 5 0 1 . 0 6 522cDR W m     故，计算 aA 2 2 2 12 [ s in ]180a xA x R x R R     2 2 2 1 0 . 8 1 92 [ 0 . 8 1 9 1 . 0 6 5 0 . 8 1 9 1 . 0 6 5 s in ]1 8 0 1 . 0 6 5      (4)筛孔计算及排序。