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說明書
目錄
前言………………………………………………………………1
第一部分 工藝流程…………………………………………….1
(1) 簡述精餾原理……………………………………………..1
(2) 簡介工藝流程……………………………………………..1
1. 操作方面的要求……………………………………………1
2. 熱能的利用…………………………………………………1
第二部分 產(chǎn)品流量……………………………………………2
(1) 計算物料組成…………………………………………….2
1. 質(zhì)量分率………………………………………………….…2
2. 摩爾分率…………………………………………………….2
(二) 計算混合液體密度……………………………………….2
(三) 物料衡算………………………………………………….2
第三部分 確定實際塔板數(shù)及進料板位置……………………3
(1) 計算最小回流比………………………………………….3
(2) 確定實際回流比………………………………………….3
(3) 用圖解法求理論板數(shù)及進料板位置…………………….3
(4) 求板效率………………………………………………….3
(5) 確定實際板數(shù)及進料位置……………………………….3
第四部分 板結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………………………4
(1) 收集求取原始數(shù)據(jù)……………………………………….4
1. 氣體密度………………………………………………...…..4
2. 液體表面張力……………………………………………….4
3. 氣液相負荷………………………………………………….4
(2) 初選塔徑及板間距…………………………………….....4
1. 選板間距………………………………………………….…4
2. 板上清液層高度…………………………………………….4
3. 空塔氣速…………………………………………………….4
4. 塔徑………………………………………………………….4
5. 實際塔氣速………………………………………………….4
6. 校核………………………………………………………….4
(3) 塔高計算…………………………………………………..4
(4) 塔板結(jié)構(gòu)設(shè)計……………………………………………..4
1. 溢流型式的確定………………………………………….….4
2. 溢流裝置的設(shè)計……………………………………………..4
3. 閥孔氣速及浮閥排列………………………………………..4
第五部分 流體力學校核………………………………………..5
1. 霧沫夾帶校核………………………………………………...5
2. 泡沫夾帶……………………………………………………...5
3. 液體的不均勻流動校核……………………………………...5
4. 氣體通過塔板時,壓力降的校核……………………………..5
5. 淹塔校核……………………………………………………...5
6. 漏液…………………………………………………………...5
第六部分 塔板負荷性能圖……………………………………..6
(1) 霧沫夾帶過量線…………………………………………...6
(2) 液泛線……………………………………………………..6
(3) 液相負荷上限線…………………………………………..6
(4) 液相負荷下限線…………………………………………..6
(5) 泄露線……………………………………………………..6
(6) 操作線……………………………………………………..6
第七部分 熱量衡算…………………………………………….7
(1) 加熱蒸汽消耗量…………………………………………..7
1. 加熱蒸汽帶入的熱量…………………………………..……7
2. 原料帶入的熱量……………………………………………..7
3. 回流液帶入的熱量…………………………………………..7
4. 塔頂蒸汽帶出的熱量………………………………………..7
5. 再沸氣內(nèi)殘液帶出的熱量…………………………………..7
6. 由精餾塔壁損失的熱量……………………………………..7
(2) 全凝器中冷凝水的消耗量………………………………...7
(3) 塔頂冷卻器中冷卻水消耗量………………………………7
(4) 預熱器的熱蒸汽的消耗量…………………………………7
設(shè)計總結(jié)………………………………………………………….8
附錄一. 設(shè)計計算結(jié)果…………………………………………..9

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二 前言
1目的： A 初步掌握化工設(shè)計的基礎(chǔ)知識，設(shè)計的原則方法。
B建立工程經(jīng)濟意識，不但要理論正確，還要技術(shù)可行，經(jīng)濟合理。
C 學會查詢技術(shù)資料的方法。
2 設(shè)計任務：設(shè)計一臺分離丙酮—甲醇混合溶液的常壓連續(xù)精餾浮閥塔
設(shè)計性質(zhì)：塔設(shè)備的工藝設(shè)計計算
設(shè)計條件：
1）操作方式：連續(xù)操作
2）原料處理量：55400 噸/年
3）原料溫度：25°C
4）操作壓力：101.3KN/
5）進料狀態(tài)：泡點進料
6）料液組成：含丙酮32%（質(zhì)量分數(shù)，下同）
7）產(chǎn)品要求：餾出液含丙酮75% 殘液含丙酮3%
8）產(chǎn)品溫度：塔頂塔底均以25°C為最終產(chǎn)品溫度
9）加熱用飽和蒸汽的壓力：2kgf/ (表壓力)冷卻水進口溫度 ：20°C
10）年生產(chǎn)時間330天/年 24小時/天
3 所設(shè)計塔的類型： 浮閥式精餾塔
優(yōu)點：板間有專供液體流通的降液管，帶有降液管的塔板上有若干直徑教大的均勻圓孔，孔上覆以可以在一定范圍內(nèi)自由活動的浮閥。由孔上升的氣流經(jīng)過浮閥與塔板間的間隙與塔板上橫流的液體接觸
缺點：降液管約占去塔板面積20%，影響了塔的生產(chǎn)能力。而且液體橫過塔板的時候要克服各種阻力，因而使板上液層出現(xiàn)液面落差，當液面落差較大的時候 能夠引起板上氣體分布不均勻，降低塔的分離效率。
采取措施：適當安排錯流塔板的降液管位置和堰高度?？梢钥刂瓢迳弦后w流徑和液層的厚度，以獲得較高的傳質(zhì)效率。從而使塔的結(jié)構(gòu)更加先進合理。
塔的類型包括：1 溢流形式 2 降液管
3 浮閥 4 有無進出口堰
4 本塔設(shè)計原則：
1）具有較大的生產(chǎn)能力。滿足工藝要求，另外還要有一定的潛力。
2）節(jié)省能源，綜合利用余熱。
3）經(jīng)濟合理，冷卻水進出口溫度的高低，一方面影響到冷卻水用量。另一方面影響到所需傳熱面積的大小。即對操作費用和設(shè)備費用均有影響，因此設(shè)計是否合理的利用熱能R等直接關(guān)系到生產(chǎn)過程的經(jīng)濟利益
5 丙酮-甲醇的用途
丙酮的用途： 丙酮是一種重要的有機化工原料，主要用于制造塑料、涂料的溶劑，是生產(chǎn)雙酚A、丙酮氰醇MMA甲基丙稀酸甲酯等重要的原料，并廣泛用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、石油煉制和化工領(lǐng)域。
甲醇的用途： 甲醇是一種重要的有機化工原料，主要用于生產(chǎn)甲醛，消耗量要占到甲酵總產(chǎn)量的一半，甲醛則是生產(chǎn)各種合成樹脂不可少的原料。用甲醇作甲基化試劑可生產(chǎn)丙烯酸甲酯、對苯二甲酸二甲酯、甲胺、甲基苯胺、甲烷氯化物等；甲酵羰基化可生產(chǎn)醋酸、醋酐、甲酸甲酯等重要有機合成中間體，它們是制造各種染料、藥品、農(nóng)藥、炸藥、香料、噴漆的原料，目前用甲醇合成甲醇是一種重要的有機溶劑，其溶解性能優(yōu)于乙醇，可用于調(diào)制油漆。乙二醇、乙醛、乙醇也日益受到重視。甲醇是一種優(yōu)良燃料可作能源。甲醇還可以做防凍劑。
在化工生產(chǎn)中，精餾是最常用的單元操作,，是分離均相液體混合物的最有效方法之一。在化學工業(yè)中，總能耗的40%用于分離過程，而其中的95%是精餾過程消耗的因此，有必要開辟多種途徑來回收利用余熱，降低再沸器能耗，實現(xiàn)精餾節(jié)能。同時，精餾所需費用在生產(chǎn)裝置的總投資及操作費中占了相當大的比例。因此，精餾塔的優(yōu)化設(shè)計無論是對節(jié)省投資，還是降低能耗，都具有非常重要的意義。
隨著能源價格的不斷上漲，精餾系統(tǒng)的節(jié)能在化學工業(yè)的節(jié)能中占有越來越重要的地位,有關(guān)精餾過程的節(jié)能措施一直是人們普遍關(guān)注的問題,降低精餾消耗的途徑是多種多樣的,無論采用哪一種措施,均能獲得一定程度的節(jié)能效果,但有些措施操作復雜,實施起來有一定的難度。實際上,在精餾塔設(shè)計時如果能夠注意回流比的選擇,進料溫度及進料狀態(tài)的合理確定,均能得到較好的節(jié)能效果
本次設(shè)計是針對丙酮-甲醇體系進行的常壓連續(xù)精餾浮閥塔的設(shè)計。