发布时间 : 星期三 文章分离乙醇和水精馏塔设计说明书更新完毕开始阅读a0c75b07bb0d6c85ec3a87c24028915f814d845d
第三章 塔板的工艺设计
3.1 精馏塔（精馏段）全塔物料衡算
F：原料液流量（kmol/s） xF：原料组成（摩尔分数，下同） D：塔顶产品流量（kmol/s） xD：塔顶组成 W：塔底产品流量（kmol/s） xW：塔底组成 原料乙醇组成：xF=
塔顶组成：xd=塔底组成：xw=
0.9/46.07=0.779
0.9/46.07?0.1/180.01/46.07=0.00393
0.01/46.07?0.99/180.28/46.07=0.127
0.28/46.07?0.72/1837?103?104??0.25/46?0.75/18??0.672kmol/s 进料量：F=37万吨?300?24?3600?F?D?W物料衡算式为：?
?FxF?DxD?WxW联立方程组解得：D=0.0963kmol/s W=0.5757kmol/s
3.2 计算温度、密度、表面张力 、粘度、相对
挥发度气液相及体积流量
表一.常压下乙醇-水气液平衡组成(摩尔)与温度关系
温度/oC 100 95.5 89.0 86.7 85.3 84.1 液相 0 1.90 7.21 9.66 12.38 16.61 气相 0 17.00 38.91 43.75 47.04 50.89 温度/oC 82.7 82.3 81.5 80.7 79.8 79.7 液相 23.37 26.08 32.73 39.65 50.79 51.98 气相 温度/oC 液相 57.32 67.63 74.72 89.43 气相 68.41 73.85 78.15 89.43 54.45 79.3 55.80 78.74 59.26 78.41 61.22 78.15 65.64 65.99 1.温度 利用表中数据由拉格朗日插值可求得tF、tD、tW
89.0?86.7tF?89.0? tF:=84.97℃
7.21?9.6611.5?7.21 tD: tw:
tD?78.1578.15?78.41??78.35℃
89.43?74.7277.9?89.43100?95.5tw?100?=99.07℃
0?1.90.393?0tF?tD精馏段平均温度 t1==81.66℃
2提馏段平均温度 t2=
tF?tw?92.02 22．密度
已知：混合液密度 依式 对分子质量）
混合汽密度 依式 ?v?1?L=
?aAA??aBB（a为质量分数，M为平均相
T0pM22.4T?0
塔顶温度：tD=78.35℃
气相组成：78.41?78.15?78.35?78.15 yD=80.7％
78.15?89.43100yD?89.43进料温度：tF=84.97℃ 气相组成：
89.0?86.789.0?84.97? yF=47.4％
38.91?43.7538.91?100yF塔府温度：tw=99.07℃ 气相组成：
100?95.5100?99.07? yw=3.5％
0?17.000?100yw (1)精镏段：
液相组成x1：x1??xD?xF?/2 x1?44.7％
气相组成y1： y1??yD?yF?/2 y1?64.05％
ML1?46.07?0.447?18?(1?0.447)?30.55kg/mol MV1?46.07?0.6405?18?(1?0.6405)=35.98kg/mol
(2) 提馏段： 液相组成x2：x2气相组成y2：y2
所以 ML2?46.07?0.0594?18?(1?0.0594)=19.67kg/kmol MV2?46.07?0.2545?18?(1?0.2545)=25.14kg/kmol
表二.不同温度下乙醇和水的密度
温度/oC ??xw?xF?/2 x2?5.95％ ??yw?yF?/2 y2?25.45％
?乙 ?水 温度/oC ?乙 ?水 80 85 90 735 730 724 971.8 968.6 965.3 95 100 720 716 961.85 958.4 求得在t1和t2下的乙醇和水的密度 t1?81.66℃,
85?8081.66?80?， ?乙=733.34kg/m3
730?735pz?73585?8081.66?80?3
?水=970.74kg/m, 968.6?971.8p水?971.895?9092.02?903
?，??乙=722.38 kg/m
720?724p?z?724同理：t2?92.02，
95?9094.43?90?，??水=963.91 kg/m3
961.85?965.3??水-965.3在精馏段：液相密度?L1：
10.447?46/?0.447?46?18??1?0.447??0.326 ??pL1733.34970.74 pL1?796.91kg/m3 气相密度：pV1?273.15?35.98?1.24kg/m3
22.4??273.15?81.66?在提馏段：液相密度?L2：
10.0595?46/?0.0595?46?18??1?0.0595??0.8608?? pL2722.38963.91 pL2?921.04kg/m3 气相密度：pV2?25.14?273.15?0.840kg/m3
22.4??273.15?92.02?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各式计算 公式：?W=xWVWx0V0 ?0?
xWVW?x0V0xWVW?x0V01/41/41/4 ?m ?SW?xSWVW/VS ??SW?W??S0?0q?WxS0V0 B?lg() ??0VS ?S0