乙醇课程设计说明书正文

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1、第15页共15页二、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）、平衡关系α=0.893

2、8x-1.5235x≥0.3=1.1213(x+0.2)-1.5235x＜0.3（一）、塔的物料衡算；1、料液、塔顶、塔底产品摩尔分率的计算；第15页共15页上式中：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=0.1555×46.07+(1-0.1555)×18.02=20.38(Kg/Kmol)MD=0.8181×46.07+(1-0.8181)×18.02=40.97(Kg/Kmol)MW=0.×46.07+(1-0.)×18.02=18.06(Kg/Kmol)3、物料衡算生

3、产能力=5820吨/年，一年330天，(有一个月为检修)一天24h计，则生产能力吨/小时的产品,由全塔物料衡算：F=D+W=17.94+W……(1)；…..(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RminRmin对于沸点进料，q=1第15页共15页由【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。l在图上作q线，则q线方

4、程可知q线与y轴平行且过f(xF,xF)即点：f(0.1555,0.1555)l在x—y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，则由此求得Rmin=1.2740（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】P107，10-46Nmin=分别为塔顶和塔底产品的相对挥发度由【1】P7810-7b第15页共15页由【2】乙醇-水汽液平

5、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=1.568×10-3时yw=0.01460则则NminB、计算机作图图解法作出乙醇水的x－y图，按全回流的情况下，作图求解。图如附录图二所示求作图法求得Nmin＝8块。作图法求出的Nmin较为可靠，计算以此为据。(3)、求最适回流比现取一系列R值，据【1】吉利兰关联式，求得相应的N，作R－N（R＋1）图，求取合适的R值。经一系列经验证明R—N(R+1)最能表现出最适宜的回流比。,例如取R＝2.2则第15页共15页N(R+1)=38.0048，取一系列的数据计算

6、，计算结果如附录表一所示。作出R-N(R+1)图，如附录图三，过曲线的最低点作平行于x轴的直线，求得点坐标为（2.0558，43.240），读得最适宜回流比为2.0558。（4）、图解法求理论板数A．作图法求理论塔板数：精馏段操作线斜率：（【1】P90式10-26）,截距＝以此在x－y图上作过点（0.8181，0.8181）的操作线，此线交q线于d点，过点xw交对角线于b，连接bd，即为提馏段操作线。因为q＝1，过点xF作垂线，即为q线。作图求理论塔板数N。如附录图四所示，求的理论塔板数为15.3=16块,精馏段为13.45，即14块进料。（经电脑放

7、大局部图形后，作图得到。）B、逐板计算求理论塔板数；a，由【2】的乙醇水的平衡数据，利用【1】P79式10－8，。求出一系列的α值，数据如表二所示。作出y－α的曲线图，用于查找α。如附录图五所示。b，逐板计算；相平衡方程：精馏段操作线方程：提馏段操作线方程：逐板计算结果如附录表三所示：求的的理论板数为17块，第14块进料，计算以此为准。（5）、全塔效率E０的计算。a、作出t—x—y图如附录图六所示：第15页共15页由图上可以读取：塔顶温度：78.290C；塔底温度：99.620C；进料温度：96.320C；全塔平均温度：，在此温度下，进料液相平均粘度

8、为：b、挥发度的计算前面计算得：全塔平均相对挥发度的计算全塔平均相对挥发度c、全塔总板效率的计算对于筛板塔有