乙醇—水溶液精馏塔设计..doc

乙醇-水溶液连续精馏塔设计 目 录 设计任务书………………………………………………………………3 英文摘要前言……………………………………………………………4 前言………………………………………………………………………4 精馏塔优化设计…………………………………………………………5 精馏塔优化设计计算……………………………………………………5 设计计算结果总表………………………………………………………22 参考文献…………………………………………………………………23 课程设计心得……………………………………………………………23 精馏塔设计任务书 一、设计题目 乙醇—水溶液连续精馏塔设计 二、设计条件 1．处理量： 15000 （吨/年） 2．料液浓度： 35 （wt%） 3．产品浓度： 93 （wt%） 4．易挥发组分回收率： 99% 5．每年实际生产时间：7200小时/年 6. 操作条件：①间接蒸汽加热；②塔顶压强：1.03 atm（绝对压强）③进料热状况：泡点进料；a) 流程的确定与说明； b) 塔板和塔径计算；c) 塔盘结构设计 i. 浮阀塔盘工艺尺寸及布置简图； ii. 流体力学验算； iii. 塔板负荷性能图。 d) 其它 i. 加热蒸汽消耗量；ii. 冷凝器的传热面积及冷却水的消耗量e) 沸 点 101.33kPa ℃ 比热容 (20℃) Kg/(kg.℃) 黏度 (20℃) mPa.s 导热系数 (20℃) /(m.℃) 表面 张力 (20℃) N/m 水 18.02 998 100 4.183 1.005 0.599 72.8 乙醇 46.07 789 78.3 2.39 1.15 0.172 22.8 ⑵常压下乙醇和水的气液平衡数据，见表 常压下乙醇—水系统t—x—y数据如表1—6所示。 表1—6 乙醇—水系统t—x—y数据 沸点t/℃ 乙醇摩尔数/% 沸点t/℃ 乙醇摩尔数/% 气相 液相 气相 液相 99.9 0.004 0.053 82 27.3 56.44 99.8 0.04 0.51 81.3 33.24 58.78 99.7 0.05 0.77 80.6 42.09 62.22 99.5 0.12 1.57 80.1 48.92 64.70 99.2 0.23 2.90 79.85 52.68 66.28 99.0 0.31 3.725 79.5 61.02 70.29 98.75 0.39 4.51 79.2 65.64 72.71 97.65 0.79 8.76 78.95 68.92 74.69 95.8 1.61 16.34 78.75 72.36 76.93 91.3 4.16 29.92 78.6 75.99 79.26 87.9 7.41 39.16 78.4 79.82 81.83 85.2 12.64 47.49 78.27 83.87 84.91 83.75 17.41 51.67 78.2 85.97 86.40 82.3 25.75 55.74 78.15 89.41 89.41 乙醇相对分子质量：46；水相对分子质量：18 25℃时的乙醇和水的混合液的表面张力与乙醇浓度之间的关系为： 式中 σ——25℃时的乙醇和水的混合液的表面张力，N／m； x——乙醇质量分数，％。 其他温度下的表面张力可利用下式求得 式中 σ1——温度为T1时的表面张力；N／m； σ2——温度为T2时的表面张力；N／m； TC——混合物的临界温度，TC＝∑xiTci ，K； xi——组分i的摩尔分数； TCi——组分i的临界温度， K。 料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 X==0.174 X==0.838 X==0.0039 平均摩尔质量 M=0.17446.07+（1-0.174）18.02=22.9 kg/kmol M= 0.83846.07+ (1-0.838) 18.02=41.52kg/kmol M=0.003946.07+（1-0.0039）18.02=18.12kg/kmol 物料衡算 已知：F==74.83 总物料衡算 F=D+W=74.83 易挥发组分物料衡算 0.838D+0.0039W=74.830.174 联立以上二式得： D=15.25kg/kmol W=59.57kg/