分离乙醇—水混合液的筛板精馏塔设

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1、目录1.筛板精馏塔的设计11．1塔型的选择11.2设计条件的选择11.3物料衡算11.4相平衡关系11.5塔板数的确定11.5.1确定进料热状态11.5.2求最小回流比Rmin21.5.3选择回流比R21.5.4求取理论板数NT21.5.5灵敏板的确定21.5.6确定实际板数N21.6塔板的设计（只设计精馏段）21.6.1塔径初选与计算31.6.2塔板详细设计41.7负荷性能图42板塔的工艺设计52.1塔的类型是：板式塔52.2设计条件的选择52.3精馏塔全塔物料恒算52.4相平衡关系62.5塔板数的确定62.5.1确定

2、进料热状态62.5.2求最小回流比Rmin62.5.3选择回流比R62.5.4相对挥发度72.5.5求取理论板数NT72.5.6确定实际板数N83．塔径初选与计算93.1物性数据103.1.1定性温度：103.1.2气相和液相平均摩尔量103.1.3液相轻组分质量分率与气相和液相平均密度113.1.4气相和液相体积流量123.1.5混合液体液表面张力133.1.6混合液的黏度153.1.7相对挥发度163.2选取板间距HT163.3液泛气速umax和气速u163.4降液管型式与堰长lw，计算塔径D173.4.1降液管型式

3、：单流型173.4.2堰长lw173.4.3塔径D173.5塔板详细设计173.5.1溢流堰的型式和高度hw173.5.2降液管和受液盘的结构及有关尺寸183.6塔板布置183.7塔板校核193.7.1降液管液泛193.7.2降夜管内停留时间203.7.3液沫夹203.7.4漏液克服液面表面张力的作用引起的压降203.8负荷性能图213.8.1气体流量的流体力学上下线21附图124附图225参考文献26分离乙醇—水混合液的筛板精馏塔设计1.筛板精馏塔的设计2.4相平衡关系可认为对本次设计给出的物系，溶液为理想溶液，气体为

4、理想气体。查平衡数据，将t，xA，yA三个参数同时绘制在一张方格纸上作t～x(y)图，然后根据t～x(y)图作y～x图见附图1。2.5塔板数的确定2.5.1确定进料热状态泡点进料：2.5.2求最小回流比Rmin用图解法确定、因为泡点进料，根据y-x曲线图知：2.5.3选择回流比R取2.5.4相对挥发度①精馏段挥发度：由，得：，所以②提溜段挥发度：由，得：，所以2.5.5求取理论板数NT理论板：指离开这种板的气、液两相互成平衡，而且塔板上液相组成均匀。理论板的计算方法：可采用逐板计算法、图解法，在本次实验设计中可采用图解法

5、。根据在下，乙醇—20分离乙醇—水混合液的筛板精馏塔设计水的气、液平衡组成关系可绘制出平衡曲线，即x—y曲线图，泡点进料，所以q=1，即q为一直线，本平衡具有以下凹部分，操作线尚未落到平衡线前，已与平衡线相切，如图（图1—4）：，，所以操作线回流比；已知：精馏段操作线方程：提溜段操作线方程：精馏段平衡方程：；提馏段平衡方程：第1块塔板上升蒸汽的组成：第1块塔板下降液体的组成：第二块塔板上升蒸汽的组成：第二块下降液体的组成：由于；按提馏段方程计算：第三块上升蒸汽的组成：第三块下降液体的组成：………第八块上升蒸汽组成：20分

6、离乙醇—水混合液的筛板精馏塔设计第八块下降液体的组成：在图上作操作线，有点（）气在平衡线与操作线见画阶梯，过精溜段操作线与q线交点，直到阶梯与平衡线交与小于为止，由此得到理论板块（包括再沸器）加料板为第3块理论板。2.5.6确定实际板数N板效率与塔板结构、操作条件、物质的物理性质即流体力学性质有关，它反映了实际塔板上传质过程进行的程度，板效率可用奥康奈尔公式式中α—塔顶与塔底平均温度下的相对挥发度；—塔顶与塔底的平均温度下的液相黏度；—塔顶与塔底平均温度下的黏度（1）精馏段已知：，所以：（2）提溜段已知：，所以：，故：全

7、塔所需实际塔板数：20分离乙醇—水混合液的筛板精馏塔设计3．塔径初选与计算表1—1乙醇—水气、液平衡组成与温度关系沸点t/乙醇分子/%（液相）乙醇分子/%（气相）沸点t/乙醇分子/%（液相）乙醇分子/%（气相）10099.999.899.799.599.29998.7597.6495.895.591.389.087.986.785.385.284.183.7582.782.382.300.0040.040.050.120.230.310.390.791.611.904.167.217.419.6612.3812.6416

8、.6117.4123.3725.7526.0800.0530.510.771.572.903.725458.7616.3417.0029.9238.9139.6143.7547.0447.4950.8951.6754.4555.7455.808281.581.380.780.680.179.8579.879.779.