【2026】工业酒精生产精馏塔辅助设备的设计计算分析5500字

1工业酒精生产精馏塔辅助设备的设计计算分析 11.1换热器 11.1.1塔釜间接蒸汽加热 21.1.2塔顶蒸汽冷凝器 31.1.3塔顶产品冷却器 51.1.4塔底釜液冷却器 7 8 91.2.1塔顶产品储罐 91.2.2塔底产品储罐 91.2.3分配槽 1.3泵 1.3.1釜液泵 1.3.2产品泵 1.4接口管 1.1.1原料液管路 11.1.2塔顶蒸汽管路 1.1.3塔顶产品管路 1.1.4塔顶液相回流管路 1.1.5塔釜加热蒸汽管路 1.1.6塔底釜液管路 1.1.7塔顶蒸汽冷凝器冷却水管路 1.1.8塔顶产品冷却器冷却水管路 1.1.9釜液冷却器冷却水管路 2q=1,所以提馏段的蒸汽流量等于精馏(1)查液体汽化潜热共线图1得，98.76℃时：①乙醇：tc-t=243-98.76=144.24℃,其中tc为临界温度，℃;t为计其中拟合参数A=113,B=0.4218,所以：r=113×144.240.4218=919.99r=445.6×275.240.3003=2407.63kj/kg(2)计算塔釜液体再沸所需的热量：塔底蒸汽：V=803.95kmol/h,塔底气相平均分子量为18.44kmol/kg,换算Q=14824.84×2351.84=3设实际的热损失为5%,则：3(3)计算需要的蒸汽量：利用温度为120℃的饱和水蒸汽作为载热体，已知其单位冷凝热为r=2205.2用水作冷流体使塔顶馏出物全部由78.23℃蒸汽冷凝成78.23℃的液相。设冷却水与塔顶蒸汽交换热量后，温度从20℃升到30℃。冷却水冷却水硬度较(1)查液体汽化潜热共线图得，78.23℃时：r=113×164.770.4218=973.10r=445.6×295.770.3003=2460.21(2)计算塔顶馏出物冷凝放出的热量：塔顶馏出的蒸汽速率：V=803.95kmol/h,塔顶气相平均分子量为40.88q=803.95×40.88=32865.48Q=qrm=32865.48×1094.30=3.60×10⁷kj/h=10000.00(3)计算所需的冷却水量：查水的物理性质表得，25℃时，水的比热容：内插法得：4(4)计算冷热流体的对数平均温差：逆流时：T₁=78.23℃,T₂=78.23℃,t₂=30℃,t₁=20℃,冷热流体的对数(5)查换热器常见流体大致范围表，取传热系数K=1000W/(m²·℃),理论考虑15%的面积裕度，计算实际换热面积：A=188.75×(1+15%)=215表4-1塔顶蒸汽冷凝器主要参数换热管管心距公称直径公称压力管程数N管子根数n/根换热面积A/m²1塔顶产品在78.23℃时容易挥发成气体，所以要让乙(1)51.12℃时，乙醇的有关物性参数如下：Cp=125151.56j/(kmol·K)=12②粘度：μ乙醇=0.625mPa·s(2)51.12℃时，水的有关物性参数如下：①比热容：Cp=1.176kj/(kg·K)=7(3)塔顶产品乙醇一水体系的有关物性参数：①Cp=0.815×125.15+0.185×75.25=115.92kj/(kmol·K)②粘度：μ=0.815×0.625+0.185×0.516=0.605mPa·s(4)计算塔顶馏出物放出的热量：塔顶馏出物摩尔流率D=337.796kmol/h,塔顶馏出物放出的热量的计算方法6Q=DCp△t=337.796×115.92×(78.23-30)==525.00kW(5)计算所需的冷却水量：查水的物理性质表得，25℃时，水的比热容：内插法得Cp=1.179kj/(kg·K)=75.31kj/(kmol·K),根据公式(4-6),则所需的冷却水量：(6)计算冷热流体的对数平均温差：(7)计算换热面积：查换热器常见流体大致范围表，已知塔顶产品μ=0.605mPa·s,取K=考虑15%的面积裕度，实际换热面积：A=53.22×(1+15%)=61.20m²7换热管管心距公称直径公称压力管程数N管子根换热面积A/m²换热管长1塔底釜液温度为98.76℃,需冷却至30℃便于贮存，用水进行冷却处理，设冷却水与塔顶蒸汽交换热量后，温度从20℃升到30℃。冷却水硬度较高，(1)61.38℃时，乙醇的有关物性参数如下：Cp=130445.58j/(kmol·K)=130.45kj/(kmol·K)(2)61.38℃时，水的有关物性参数如下：(3)塔底产品乙醇一水体系的有关物性参数：①Cp=0.0150×130.45+0.985×75.20=76.03kj/(kmol·K)②粘度：μ=0.0150×0.525+0.985×0.442=0.443mPa·s(4)计算塔底釜液放出的热量：Q=WCp△t=884.936×76.03×(98.76-30)(5)计算所需的冷却水量：查水的物理性质表26得，25℃时，8(6)计算冷热流体的对数平均温差：逆流时：T₁=98.76℃,T₂=30℃,t₂=30℃,t₁=20℃,根据公式(4-7),得W/(m²·℃),则根据公式(4-9),计算得理论换热面积：考虑15%的面积裕度，实际换热面积：换热管管心距公称直径公称压力管程数N管子根数n/根换热面积A/m²换热管长换热器均采用JB/T4714-92,JB/T4715-92型列式换热器，换热器主要参数汇9换热器换热管管心距公称直公称压力管程管子根换热面积A/m²换热管蒸汽冷凝 产品1冷却器塔底1釜液冷却器1产品储罐数量一般不少于2个，本设计选取公称容积为120m³的卧式罐4塔底产品摩尔流率换算：W=881.936kmol/h=17.23m³h=413.52m³/d。产品储罐数量一般不少于2个，本设计选取公称容积为120m³的卧式罐4总质量为9120kg。中间原料储罐数量一般不少于2个，本设计选取公称容积为60m³的卧式罐2个。罐直径为3.20m,筒体长度为6.86m,罐体总长为8.11m,参考设备总质量为4800kg。1.3泵扬程的要求为不高于8.5m,查IS型单级单吸离心泵虚拟表(摘录)型号轴功率电机功率8塔顶产品摩尔流率为：D=337.796kmol/h,塔顶产品平均分子量为：40.88设输送对扬程的要求为不高于8.5m,查IS型单级单吸离心泵虚拟表(摘录)设输送型号轴功率电机功率81.1.2塔顶蒸汽管路1.1.3塔顶产品管路选取95×7mm热扎无缝钢管，d=81mm,根据公式(4-13),得：1.1.4塔顶液相回流管路1.1.5塔釜加热蒸汽管路9水蒸汽=1.66×10⁴kg/h选取476.8×13.4mm承插式铸铁管，d=450mm,根据公式(4-13),得：1.1.6塔底釜液管路根据1.3.1已知塔底釜液的体积流率为：Vw=0.00478m³/s,取u=1.0m/s,1.1.7塔顶蒸汽冷凝器冷却水管路冷却水出口温度为20℃,出口温度为30℃,平均温度为25℃。塔顶冷凝9冷却水=8.61×10⁵kg/h且平均温度25℃下，查水的物理性质表，由内插法得：选取630.8×15.4mm的承插式铸铁管，d=600mm,根据公式(4-13)1.1.8塔顶产品冷却器冷却水管路冷却水出口温度为20℃,出口温度为30℃,平均温度为25℃。根据2.7.3已知在平均温度25℃下水的密度为：取u=1.0m/s,根据公式(4-12),得：选取140×6mm热扎无缝钢管，d=128mm,根据公式(4-13),得1.1.9釜液冷却器冷却水管路冷却水出口温度为20℃,出口温度为30℃,平均温度为25℃。根据2.7.4q冷却水=1.11×10⁵kg/h已知在平均温度25℃下水的密度为：取u=1.0m/s,根据公式(4-12),得：选取ø220