分离乙醇_ 水浮阀精馏塔设计(11万吨).doc

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1、......分离乙醇-水混合液的浮阀精馏塔设计1设计题目：分离乙醇-水混合液的浮阀精馏塔设计2原始数据及条件生产能力：年处理乙醇-水混合液11.0万吨（开工率300天/年）原料：乙醇含量为20%（质量百分比，下同）的常温液体分离要求：塔顶乙醇含量不低于95%塔底乙醇含量不高于0.2%建厂地址：海南3.4.2塔板的工艺设计1精馏塔全塔物料衡算：原料液流量（）：原料组成（摩尔分数，下同）：塔顶产品流量（）：塔顶组成：塔底残液流量（）：塔底组成原料乙醇组成：塔顶组成：塔底组成：进料量：物料衡算式：联立代入求解：，.专业.专注..

2、.....2常压下乙醇-水气液平衡组成（摩尔）与温度关系温度/℃液相气相温度/℃液相气相温度/℃液相气相1000082.723.3754.4579.357.3268.4195.51.9017.0082.326.0855.8078.7467.6373.8589.07.2138.9181.532.7359.2678.4174.7278.1586.79.6643.7580.739.6561.2278.1589.4389.4385.312.3847.0479.850.7965.64   84.116.6150.8979.751.9

3、865.99   1温度利用表中数据由拉格朗日插值可求得①：②：③：④精馏段平均温度：℃⑤提馏段平均温度：℃2密度已知：混合液密度：（a为质量分数，为平均相对分子质量）混合气密度：.专业.专注.......⑴精馏段：液相组成气相组成所以⑵提馏段气相组成所以由不同温度下乙醇和水的密度温度/℃80735971．885730968．690724965．395720961．85100716958．4求得在`t1与`t2下的乙醇和水的密度（单位：）。.专业.专注.......同理：在精馏段：液相密度：汽相密度:在提馏段：液相密度：汽

4、相密度：3混合液体表面张力二元有机物-水溶液表面张力可用下列公式计算公式：注：，，.专业.专注.......lg(),,,式中，下角标w、o、s分别代表水，有机物及表面部分；、指主体部分的分子数；、指主体部分的分子体积；、为纯水、有机物的表面张力；对乙醇q=2①精馏段℃由不同温度下乙醇和水的表面张力温度/℃乙醇表面张力/（）水表面张力/（）701864.38017.1562.69016.260.710015.258.8乙醇表面张力：，水表面张力：，因为,所以.专业.专注.......联立方程组，代入求得，，精馏段℃乙醇表面

5、张力：，水表面张力：，因为所以.专业.专注.......联立方程组，代入求得，,（4）混合物的粘度，查表得：，，查表得：，精馏段粘度：提馏段粘度：（5）相对挥发度①精馏段挥发度：由，所以②提馏段挥发度：由所以（6）气液相体积流量计算由于泡点进料，,所以由，.专业.专注.......（6）根据x-y图得：取，，则有质量流量：体积流量：②提馏段：因本设计为饱和液体进料，所以已知：，，则有质量流量：体积流量：3理论塔板的计算.专业.专注.......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

6、：可采用逐板计算法，图解法，在本次实验设计中采用图解法。根据下，乙醇—水的气液平衡组成关系可绘出平衡曲线，即x-y曲线图，q=1，即q为一直线，本平衡具有下凹部分，操作线尚未落到平衡线前，已与平衡线相切，如图（图略）：,,所以，操作回流比已知：精馏段操作线方程：提馏段操作线方程：在图上作操作线，由点（0.8814,0.8814）起在平衡线与操作线间画阶梯，过精馏段操作线与q线交点，直到阶梯与平衡线交点小于0.00078为止，由此得到理论板NT=26块（包括再沸器）加料板为第24块理论板。=N理/N实=0.5，N实=26/0

7、.5=52块，加料板在第50块。板效率与塔板结构、操作条件、物质的物理性质及流体及流体力学性质有关，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计算。其中：——塔顶与塔底平均温度下的相对挥发度；L——塔顶与塔底平均温度下的液相粘度⑴精馏段已知：，所以：,故块⑵提馏段已知：，.专业.专注.......所以：,故块全塔所需实际塔板数：块全塔效率：加料板位置在第53块塔板。4塔径的初步设计(1)精馏段由，，式中C可由史密斯关联图查出：横坐标数值：取板间距：，，则查图可知，横截面积：，空塔气速：(2)提馏段横坐标数

8、值：.专业.专注.......取板间距：，，则查图可知，圆整：，横截面积：，空塔气速：5溢流装置(1)堰长取出口堰高：本设计采用平直堰，堰上液高度按下式计算近似取①精馏段②提馏段（2）弓形降液管的宽度和横截面.专业.专注.......查图得：,,则:,验算降液管内停留时间：精馏段：提馏段：停留时间。故降