异丙醇脱水萃取精馏课程设计

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1、 xxxxxxxx 化学化工学院化学化工学院 课课 程程 设设 计计 专业年级专业年级 ： 1010 级级 化学工程与工艺化学工程与工艺 姓姓 名名 ： xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 指导老师指导老师 ： xxxxxxxxxx 老师、老师、xxxxxx 老师老师 2 目录 一、设计任务书 . 4 二、概述 5 2.1 精馏塔操作对塔设备的要求和类型 . 5 2.1.1 对塔设备的要求 . 5 2.1.2 塔设备类型 5 2.2 精馏塔的计算步骤 . 6 三、工艺流程确定及说明 . 7 四、工艺计算. 7 4.1 物料衡算 . 7 4.

2、2 热量衡算 . 8 4.2.1 热量衡算 8 4.2.2 换热器的选型. 9 4.2.3 冷凝器的选型. 9 4.2.4 再沸器的选型. 10 4.2.5 冷却水和加热蒸汽的消耗量 10 4.3 精馏塔塔板数的确定 10 4.4 精馏塔进料位置的确定 .11 4.5 精馏塔塔径的确定 . 12 4.6 物性数据的计算 . 12 4.6.1 平均分子质量的计算 12 4.6.2 平均温度的计算 . 12 4.6.3 平均密度计算 13 4.6.4 气、液相体积流率的确定 . 13 4.6.5 液相平均表面张力的确定 . 13 4.6.6 液相粘度的确定 . 14 4.7 精馏塔的有效高度的计算

3、 . 14 4.8 塔板结构设计 14 4.8.1 溢流装置计算. 14 4.8.2 塔板布置 16 4.8.3 筛板的流体力学验算 17 五、塔板负荷性能图 19 5.1 漏液线 . 19 5.2 液沫夹带线 20 5.3 液相负荷下限线 . 21 5.4 液相负荷上限线 . 21 5.5 液泛线 . 22 六、塔附件设计计算 23 6.1 各接管尺寸和材质的确定 . 23 6.1.1 原料液进料管. 23 6.1.2 溶剂加料管 24 6.1.3 釜残液出料管. 24 6.1.4 回流液管 24 3 6.1.5 塔顶上升蒸汽管 . 25 6.2 人孔和裙座尺寸的确定 25 6.3 筒体与封

4、头 25 6.3.1 筒体. 25 6.3.2 封头. 26 6.4 输送设备的计算及选型 27 七、计算结果汇总 27 八、自我评价. 29 九、参考文献. 30 4 一、一、设计任务书设计任务书 专业：专业：化学工程与工艺 班级：班级：xxx 学号：学号：xxx 姓名：姓名：xxx 指导老师：指导老师：xxx （一）（一）设计题目：设计题目：异丙醇和水的萃取精馏分离 （二）（二）设计任务：设计任务： 1.原料名称：原料名称： 异丙醇和水体系 2.原料组成原料组成： 共沸组成（异丙醇 87.4%，水 12.6%） 3.产品要求：产品要求： 采用萃取精馏进行分离，要求得到异丙醇的纯度为 99.

5、5%，水 能够达标排放；溶剂采用乙二醇（EG） 。 4.生产能力：生产能力： 产量 4 万吨/年 5.公用工程：公用工程： 循环水、蒸汽 5 二、二、概述概述 2.1 精馏塔操作对塔设备的要求和类型精馏塔操作对塔设备的要求和类型 2.1.1 对塔设备的要求对塔设备的要求 精馏所进行的是气(汽)、液两相之间的传质，而作为气(汽)、液两相传质 所用的塔设备，首先必须要能使气(汽)、液两相得到充分的接触，以达到较 高的传质效率。但是，为了满足工业生产和需要，塔设备还得具备下列各种 基本要求： 气(汽)、 液处理量大， 即生产能力大时， 仍不致发生大量的雾沫夹带、 拦液或液泛等破坏操作的现象。 操作稳

6、定，弹性大，即当塔设备的气(汽)、液负荷有较大范围的变动 时，仍能在较高的传质效率下进行稳定的操作并应保证长期连续操作所必须 具有的可靠性。 流体流动的阻力小，即流体流经塔设备的压力降小，这将大大节省 动力消耗，从而降低操作费用。对于减压精馏操作，过大的压力降还将使整 个系统无法维持必要的真空度，最终破坏物系的操作。 结构简单，材料耗用量小，制造和安装容易。 耐腐蚀和不易堵塞，方便操作、调节和检修。 塔内的滞留量要小。 实际上，任何塔设备都难以满足上述所有要求，况且上述要求中有些也是互 相矛盾的。不同的塔型各有某些独特的优点，设计时应根据物系性质和具体 要求，抓住主要矛盾，进行选型。 2.1.2 塔设备类型塔设备类型 气液传质设备主要分为板式塔和填料塔两大类。精馏操作既可采用板式 塔，也可采用填料塔，板式塔为逐级接触型气液传质设备，其种类繁多，根据 塔板上气液接触元件的不同， 可分为泡罩塔、 浮阀塔、 筛板塔、 穿流多孔板塔、 6 舌形塔、浮动舌形塔和浮动喷射塔等多种。板式塔在工