{新}分离乙醇—水混合液的筛板精馏塔设.doc

目 录 1.筛板精馏塔的设计 1 1．1 塔型的选择 1 1.2 设计条件的选择 1 1.3 物料衡算 1 1.4 相平衡关系 1 1.5 塔板数的确定 1 1.5.1 确定进料热状态 1 1.5.2 求最小回流比 Rmin 2 1.5.3 选择回流比 R 2 1.5.4 求取理论板数NT 2 1.5.5 灵敏板的确定 2 1.5.6 确定实际板数N 2 1.6 塔板的设计（只设计精馏段） 2 1.6.1 塔径初选与计算 3 1.6.2 塔板详细设计 4 1.7 负荷性能图 4 2 板塔的工艺设计 5 2.1塔的类型是：板式塔 5 2.2设计条件的选择 5 2.3精馏塔全塔物料恒算 5 2.4相平衡关系 6 2.5塔板数的确定 6 2.5.1 确定进料热状态 6 2.5.2 求最小回流比 Rmin 6 2.5.3 选择回流比 R 6 2.5.4相对挥发度 7 2.5.5求取理论板数NT 7 2.5.6 确定实际板数N 8 3．塔径初选与计算 9 3.1 物性数据 10 3.1.1 定性温度： 10 3.1.2 气相和液相平均摩尔量 10 3.1.3 液相轻组分质量分率与气相和液相平均密度 11 3.1.4 气相和液相体积流量 12 3.1.5 混合液体液表面张力 13 3.1.6 混合液的黏度 15 3.1.7 相对挥发度 16 3.2 选取板间距 HT 16 3.3 液泛气速umax 和气速u 16 3. 4 降液管型式与堰长 lw，计算塔径 D 17 3.4.1 降液管型式：单流型 17 3.4.2 堰长 lw 17 3.4.3塔径 D 17 3.5 塔板详细设计 17 3.5.1 溢流堰的型式和高度 hw 17 3.5.2 降液管和受液盘的结构及有关尺寸 18 3.6塔板布置 18 3.7 塔板校核 19 3.7.1 降液管液泛 19 3.7.2 降夜管内停留时间 20 3.7.3 液沫夹 20 3.7.4 漏液克服液面表面张力的作用引起的压降 20 3.8 负荷性能图 21 3.8.1 气体流量的流体力学上下线 21 附图1 24 附图2 25 参考文献 26 1.筛板相平衡关系 查平衡数据方格纸上作 t ～ x (y) 图t ～ x (y) 图y ～ x图。塔板数的确定 泡点进料：.2 求最小回流比 Rmin用图解法确定、 2.5.3 选择回流比 R 2.5.4相对挥发度 ①精馏段挥发度：由 ，得： ， 所以 ②提溜段挥发度：由，得： ， 所以 2.5.5求取理论板数NT 下，乙醇—水的气、液平衡组成关系可绘制出平衡曲线，即x—y曲线图，泡点进料，所以q=1，即q为一直线，本平衡具有以下凹部分，操作线尚未落到平衡线前，已与平衡线相切，如图（图1—4）： ，，所以操作线回流比； 已知：精馏段操作线方程： 提溜段操作线方程： 精馏段平衡方程： ；提馏段平衡方程： 第1块塔板上升蒸汽的组成 ： 第1块塔板下降液体的组成 ： 第二块塔板上升蒸汽的组成： 第二块下降液体的组成： 由于；按提馏段方程计算： 第三块上升蒸汽的组成： 第三块下降液体的组成： ……… 第八块上升蒸汽组成： 第八块下降液体的组成： 在图上作操作线，有点（）气在平衡线与操作线见画阶梯，过精溜段操作线与q线交点，直到阶梯与平衡线交与小于为止，由此得到理论板块（包括再沸器）加料板为第3块理论板。 2.5.6 确定实际板数N 板效率与塔板结构、操作条件、物质的物理性质即流体力学性质有关，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 式中α—塔顶与塔底平均温度下的相对挥发度； —塔顶与塔底的平均温度下的液相黏度； —塔顶与塔底平均温度下的黏度 （1）精馏段 已知：， 所以： （2）提溜段 已知：， 所以：， 故： 全塔所需实际塔板数： 3．塔径初选与计算 乙醇分子/% （液相） 乙醇分子/% （气相） 沸点t/ 乙醇分子/% （液相） 乙醇分子/% （气相） 100 99.9 99.8 99.7 99.5 99.2 99 98.75 97.64 95.8 95.5 91.3 89.0 87.9 86.7 85.3 85.2 84.1 83.75 82.7 82.3 82.3 0 0.004 0.04 0.05 0.12 0.23 0.31 0.39 0.79 1.61 1.90 4.16 7.21 7.41 9.66 12.38 12.64 16.61 17.41 23.37 25.75 26.08 0 0.053 0.51 0.77 1.57 2.90 3.725 45 8.76 16.34 17.00 29.92