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《化工原理课程设计-乙醇水精馏塔设计-示例.docx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、化工原理课程设计任务书一设计题目：乙醇－水连续浮阀式精馏塔的设计二任务要求设计一连续筛板浮阀精馏塔以分乙醇和水具体工艺参数如下：原料加料量F＝100kmol/h进料组成xF＝273馏出液组成xD＝0.831釜液组成xw＝0.012塔顶压力p＝100kpa单板压降≤0.7kPa2工艺操作条件：常压精馏，塔顶全凝器，塔底间接加热，泡点进料，泡点回流。第三章精馏塔的工艺计算3.1物料衡算3.1.1原料液及塔顶，塔底产品的摩尔分率乙醇的摩尔质量水的摩尔质量原料加料量F＝100kmol/h进料组成xF＝0.275馏出液组成xD＝0.843釜液组成xw＝0.013塔顶压力p＝100kpa单板压降≤0.7
2、kPa3.1.2物料衡算精馏塔二元系物料解得：D=31.6W=68.4精馏段：L=RD=2.36×31.6=74.51kmol/hV=（R+1）D=（2.36+1）×31.6=106.08kmol/h提馏段：=L+qF=74.51+100=174.51kmol/h=V+(q－1)F=V=106.08kmol/h3.2回流比的确定3.2.1平均相对挥发度的计算查[1]由相平衡方程得由常压下乙醇-水溶液的平衡数据x0.180.20.250.30.350.4y0.510.5250.5510.5750.5950.61x0.450.550.50.60.650.7y0.6350.6780.6780.69
3、70.7250.755由道尔顿分压定律及得将上表数据代入得：序号123453.68153.15692.72542.35012.1263序号6789101.91551.72281.54081.41961.3207则则平衡线方程：3.2.2最小回流比的计算和适宜回流比的确定xF＝0.275xD＝0.843xw＝0.012=3.04因为q=1所以Xe=xF＝0.275由相平衡方程=0.536最小回流比操作回流比取最小回流比的1.6倍=1.6=2.363.3板数的确定3.3.1精馏塔的气液相负荷精馏段：L=RD=2.36×31.6=74.51kmol/hV=（R+1）D=（2.36+1）×31.6=
4、106.08kmol/h提馏段：=L+qF=74.51+100=174.51kmol/h=V+(q－1)F=V=106.08kmol/h3.3.2精馏段与提馏段操作线方程精馏段操作线方程：提馏段操作线方程：3.3.3逐板法确定理论板数及进料位置对于甲醇—水属物系，可采用逐板计算法求理论板层数。根据求得的相对挥发度可知相平衡方程为因为泡点进料，q=1，第一块板上升的蒸汽组成第一块板下降的液体组成由式（c）求取由第二块板上升的气相组成用（a）式求取:由第二块板下降的液体组成如此反复计算：,,<因第5块板上升的气相组成由提馏段操作方程（b）:计算如此反复计算：,,,,,<=0.013根据以上求解结
5、果得：总理论板数为9（包括再沸器）进料板位置为4精馏段理论板数3提馏段理论板数63.3.4全塔效率由进料组成经查表得泡点温度℃℃在此温度下查文献得：则进料液再该温度下的平均粘度为：则板效率E由计算=0.401则实际塔板数：精馏段:提馏段:3.4精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算3.4.1操作温度的计算1.)塔顶温度计算查文献乙醇-水溶液中乙醇摩尔分数为0.70和0.80时,其沸点分别为78.7℃78.4℃塔顶温度为,则由内插法:,℃2.)进料板温度查文献乙醇-水溶液中乙醇摩尔分数为0.20和0.30时,其沸点分别为83.2℃和81.7℃设塔顶温度为,则由内插法:,℃3.)塔釜的温度查文献乙
6、醇-水溶液中乙醇摩尔分数为0.00和0.05时,其沸点分别为100℃和90.6℃设塔顶温度为,则由内插法:,℃则精馏段的平均温度:℃提馏段的平均温度:℃3.4.2操作压强塔顶压强：PD=100kpa取每层塔板压降:ΔP=0.7kpa则进料板压力:塔釜压力:则精馏段的平均操作压强:提馏段的平均操作压强:3.4.3塔内各段气液两相的平均分子量乙醇的摩尔质量水的摩尔质量由公式得1.)对于塔顶,对于气相平均分子量:对于液相平均分子量:2.)对于进料板,对于气相平均分子量;对于液相平均分子量:3.)对于塔釜对于气相平均分子量:对于液相平均分子量:则精馏段的平均分子量;气相:液相:提馏段的平均分子量;气
7、相:液相:3.4.4精馏塔各组分的密度1.）气相平均密度由计算：精馏段的气相平均密度：提馏段的气相平均密度：2.）液相的平均密度由计算（1.）对于塔顶查文献，质量分率则（2.）对于进料板查文献，质量分率则（3.）对于塔釜查文献，质量分率则则精馏段的液相平均密度：提馏段的液相平均密度：3.4.5液体表面张力的计算由计算（1.）对于塔顶查文献，则（2.）对于进料板（3.）对于塔釜查文献，则则精馏段的液体平均表面张
