发布时间 : 星期六 文章板式精馏塔设计方案更新完毕开始阅读14879dc6df88d0d233d4b14e852458fb770b38ee
分离乙醇—水板式精馏塔设计
Rmin0.8386?0.298R1?min?0.8386?0Rmin?1.814
R?1.4Rmin?2.544.3操作线的确定 4.3.1精馏段操作曲线方程
xD0.8386R?1?2.54?1?0.237
RR?1?2.542.54?1?0.7175精馏段操作线方程：y?0.237x?0.7175
4.3.2提馏段操作曲线方程
?R?LD ?L?RD?2.54?51.29?130.28Kmol/h
V?L?D?130.28?51.29?182.57Kmol/h?q?1
?V?V?182.57Kmol/h
L?L?qF?130.28?249.44?379.72Kmol/h
提馏段操作线方程:
y?LVx?WDx379.72198.15W?182.57x?51.29?0.001962
?2.08x?0.00758
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《化工原理》修订版下册，夏清编
分离乙醇—水板式精馏塔设计
4.4确定理论板层数NT
理论板层数的计算方法有图解法、逐板计算法和简捷法。本设计方案中使用图解法，由于精馏段和提馏段操作曲线方程的确定， 可在平衡曲线上做阶梯，所画出的阶梯数就是所需理论板层数NT（包含再沸器）。如附图3所示
由图可知NT=16，精馏段塔板层数NT，
=13
4.5确定全塔效率ET和实际塔板层数NP
塔板总效率与物系性质、塔板结构及操作条件都有密切的关系，由于影响因素很多，目前尚无精确的计算方法。目前，塔板效率的估算方法大体分为两类。一类是较全面的考虑各种传质和流体力学因素的影响，从点效率出发，逐步计算出全塔效率；另一类是简化的经验计算法。奥康奈尔（O，connell）方法目前被认为是较好的简易方法。对于精馏塔，奥康奈尔法将总板效率对液相黏度与相对挥发度的乘积进行关联，表达式如下：
E?0.245T?0.49(??L)
对于多组分系统μL可按下式计算，即
?L??xi?Li
?Li——液相任意组分i的黏度，mPa·s；
xi——液相中任意组分i的摩尔分数。
4.5.1相对挥发度
由附表1乙醇~水溶液平衡曲线查得yD=0.849，yF=0.51，yW=0.02158
塔顶相对挥发度
?yxD?DBx?0.849(1?0.849).8386(1?0.8386)?1.08213 DyB0- 14 -
《常用化工单元设备设计》第二版，李功样编
分离乙醇—水板式精馏塔设计
进料板相对挥发度
?yFxB0.51(1?F?xy?0.51)1740(1?0.1740)?4.941 FB0.塔釜相对挥发度
?W?yWxBx?0.02158(1?0.02158)?11.22 WyB0.001962(1?0.001962)全塔平均相对挥发度
??3?3D?F?W?1.08213?4.941?11.22?3.915
4.5.2物系黏度
由常压下乙醇-水溶液的温度组成t-x-y图可查得 塔顶温度 tD=78.3℃ 泡点进料温度 tF=84.0℃ 塔釜温度 tW=99.9℃ 全塔平均温度t?tD?tF?tW?87.403C 由液体的黏度共线图可查得t=87.4℃下，乙醇的黏度μL=0.38mPa·s，水的黏度μL =0.3269mPa·s
?L??xi?Li?0.1740?0.38?(1?0.1740)?0.3269
?0.336mPa?s
4.5.3全塔效率和实际塔板数
即全塔效率ET
ET?0.49(??0.245L)?
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《化工原理》修订版下册，夏清编
《化工原理》修订版上册，夏清编
分离乙醇—水板式精馏塔设计
?0.49(3.915?0.336)?0.245?0.4582
即实际塔板层数NP
NT?1P?NE?16?1?32.74?33 T0.4582精馏段理论板层数NT，=13，所以实际加料板位置为
N'NT13m?E?1?0.4582?1?29.37?30
T4.6操作压强的计算
因为常压下乙醇－水是液态混合物，其沸点较低（小于100℃），且不是热敏性材料，采用常压精馏就可以成功分离。
故塔顶压强： PD=101.3KPa， 取每层压强降：?P?0.4KPa 塔底压强：
PW?PD??PNP?101.3?0.4?33?114.5KPa
进料板压强：
PF?PD?N精?P?101.3?0.4?30?113.3KPa 全塔平均操作压强：
PPD?Pwm?2?101.3?114.52?107.9KPa 精馏段平均操作压强：
PPF?PDm?2?113.3?101.32?107.3KPa 提馏段平均操作压强：
PPF?PW113m?2?.3?114.52?113.9KPa - 16 -
《化工原理》修订版下册，夏清编