乙醇课程设计--乙醇—水连续精馏筛板式塔的设计

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1、二二、设计概况简介设计概况简介 1、设计题目：乙醇水连续精馏筛板式塔的设计 2、设计任务及操作条件 （1） 、塔型:筛板塔 （2） 、物系:乙醇-水 （3） 、进料组成:含乙醇 32%(质量) 摩尔：5.55 （4） 、进料温度:沸点 （5） 、操作压力:1atm （6） 、馏出液含乙醇 92%(质量) 摩尔：81.81 （7） 、残液含乙醇 0.4% (质量) 摩尔： 0.0157 （8） 、生产能力：5820 吨/年 （9） 、年工作日 330(每天 24 小时) （10） 、再沸器加热方式:间接 （11） 、加热蒸汽压力:自选 （12） 、加料方式:贮槽加料泵高位槽精馏塔 （13） 、平

2、衡关系 x x )1(1 y =0.8938x -1.5235 x0.3 =1.1213(x+0.2) -1.5235 x0.3 （一） 、塔的物料衡算； 1、料液、塔顶、塔底产品摩尔分率的计算； 8181.0 02.18 8 07.46 92 07.46 0.92 1 B DA A DA A DA D M a M a M a x 3 10568.1 02.18 4.01 07.46 4.0 07.46 4.0 1 B WA A WA A WA w m a M a M a x 1555.0 02.18 32100 07.46 32 07.46 0.32 1 B FA A FA A FA F M

3、 a M a M a x 上式中： aDA.、aDW分别为塔顶、塔底乙醇的重量百分数 MA、MB 分别为乙醇、水的分子量 2、 平均分子量即摩尔质量的计算 MF=0.155546.07+(1-0.1555) 18.02=20.38(Kg/Kmol) MD=0.818146.07+(1-0.8181) 18.02=40.97(Kg/Kmol) MW=0.00156846.07+(1-0.001568) 18.02=18.06(Kg/Kmol) 3、物料衡算 生产能力=5820 吨/年，一年 330 天，(有一个月为检修)一天 24h 计，则生 产能力7348.0 24330 5820 吨/小时的

4、产品,h/kmol94.17 97.40 10007348.0 D 由全塔物料衡算：F=D+W=17.94+W(1)； 001568.0W0.818194.170.1555WxDxFx WDF F即(2) 由（1）和（2）得： D=17.94(Kmol/h) W=77.20 (Kmol/h) F=95.16(Kmol/h) （二） 、塔板主要尺寸的确定 1、理论塔板数和实际塔板数的计算 （1） 、求 Rmin Rmin ll LD xy yx 对于沸点进料，q=1 1555.0 02.18 32100 07.46 32 07.46 0.32 1 B FA A FA A FA F M a M a

5、 M a x 由【2】P367 乙醇-水汽液平衡数据作 x-y-t 和 x-y 图，图如附录所示。对于乙醇 水的 x-y 图，曲线具有下凹部分，这种情况的 Rmin求法。 在图上作 q 线，则 q 线方程 11 q x x q q y F 可知 q 线与 y 轴平行且过 f(xF,xF)即点：f(0.1555,0.1555) 在 xy 图上过（xD,xD） 即 a(0.8181,0.8181)作与平衡线相切的直线与 q 线 交于 e，此线为最小回流比 Rmin时的精馏段操作线。其图如附录图一所示: 读得截距 b=0.35977，则 35977.0 1 min R x D 由此求得 Rmin=1

6、.2740 （2） 、最小理论塔板数的计算 求最小理论塔板有多种方法,本设计分别用公式法和采用计算机作图法求理论塔 板数，择优采用计算结果. a、由【1】P107 ，10-46 Nmin= lg ) x x () x x lg( w A B D B A WD . WD . 分别为塔顶和塔底产品的相对挥发度 由【1】 P78 10-7b DD DD D x)y1( )x1(y WW WW W xy xy )1( )1( FF FF F xy xy )1( )1( 由【2】乙醇-水汽液平衡数据作 x-y-t 和 x-y 图，见附录图一，查得 xD=0.8181 时 yD= 0.8365 ； xw=1.56810 -3 时 yw=0.01460 则1376.