乙醇水精馏塔浮阀塔课程项目设计方案.doc

乙醇水精馏塔浮阀塔课程项目设计方案 一 设计任务书 1.1 设计条件 ⑴处理量：106000吨/年 ⑵操作条件： 精馏塔塔顶压强：1. 03 atm（绝对压强单板压降：75mm液柱 图2—1乙醇-水精馏塔工艺流程简图 第三章 塔板的工艺设计 3.1 全塔物料衡算 3.1.1 原料液 质量组成（乙醇，下同） 摩尔组成 质量流量 平均摩尔质量 摩尔流量 3.1.2 塔顶采出液 质量组成 摩尔组成 质量流量 平均摩尔质量 摩尔流量 3.1.3 塔底采出液 质量流量 质量组成 摩尔流量 摩尔组成 平均摩尔质量 3.2 塔内混合液物性计算 3.2.1 温度 常压下乙醇—水物系的平衡数据见表2，利用拉格朗日插值法(或安托因方程)求的各点温度。 表3—1 常压下乙醇---水系统t-x-y数据 进料温度（泡点） （℃） 塔顶温度（露点） (℃) 塔底温度（泡点） (℃) 精馏段平均温度 (℃) 提馏段平均温度 (℃) 3.2.2 密度 已知：混合液密度 混合气密度 3.2.3 平均摩尔质量 精馏段 (℃) 液相组成 气相组成 所以 提馏段 (℃) 液相组成 气相组成 所以 3.2.4 液相质量组成 精馏段 提馏段 3.2.5 纯物质密度 温度/℃ ρ乙醇 ρ水 温度/℃ ρ乙醇 ρ水 80 735 971.8 95 720 961.85 85 730 968.6 100 716 958.4 90 724 965.3 不同温度下乙醇和水的密度见表2 表3—2 不同温度下乙醇和水的密度 精馏段 (℃) 乙醇 水 提馏段 (℃) 乙醇 水 3.2.6 液相密度 精馏段 提馏段 3.2.7 气相密度 精馏段 提馏段 3.2.8表面张力 二元有机物—水溶液表面张力可用下式计算 公式 式中，下标w和o分别代表纯水和纯有机物，上标σ代表表面层，和分别代表水和有机物在表面层内的比体积分数，由下列诸式联立求出： 而体积分数和分别为 式中，q为与有机物特征和大小有关的常数，对于乙醇，q=2。不同温度下乙醇和水的表面张力见表3 表3—3 不同温度下乙醇和水的表面张力 温度(℃) 70 80 90 100 乙醇表面张力(dyn/cm2) 18 17.15 16.2 15.2 水表面张力(dyn/cm2) 64.3 62.6 60.7 58.8 精馏段 (℃) 表面张力： 乙醇 水 摩尔体积： 乙醇 水 已知X1=0.4316,XW=1-X1=1-0.4316=0.5684 ∴ 联立解得 提馏段 (℃) 表面张力： 乙醇 水 摩尔体积： 乙醇 水 已知X0’=0.0568 ,XW’=1-X0’=1-0.0568=0.9432 所以： 联立解得 3.2.9 粘度 (℃)查表得： (℃)查表得： 乙醇和水见表4 表3—4 液体粘度数据关联 温度℃　 70 80 90 100 110 乙醇 0.523 0.495 0.406 0.361 0.324 水 0.4061 0.3565 0.3165 0.2838 0.2589 根据公式提馏段粘度： 根据公式提馏段粘度： 3.2.0 相对挥发度 ①精馏段挥发度： 由 ②提馏段挥发度： 由 3.3 适宜回流比 3.3.1 最小回流比 根据表1，用AutoCAD软件作出常压下乙醇—水物系的x-y图（图1），过塔顶采出点D（0.8387，0.8387）作平衡曲线的切线，故最小回流比读得（图1）： ， 取实际回流比 3.3.2 塔内物料气液相体积流量计算 精馏段 摩尔流量： 质量流量： 体积流量： 提馏段 摩尔流量： 质量流量： 体积流量： 3.3.3 理论塔板数 关于理论板层数的计算，通常可以采用图解法和逐板计算法。 精馏段操作线方程为： 精