乙醇-水精馏塔设计..doc

符号说明： 英文字母  Aa---- 塔板的开孔区面积，m2 Af---- 降液管的截面积, m2 AT----塔的截面积 m C----负荷因子 无因次 C20----表面张力为20mN/m的负荷因子 do----阀孔直径 D----塔径 ev----液沫夹带量 kg液/kg气 ET----总板效率 R----回流比 Rmin----最小回流比 M----平均摩尔质量 kg/kmol tm----平均温度 ℃ g----重力加速度 9.81m/s2 F----阀孔气相动能因子 kg1/2/(s.m1/2) hl----进口堰与降液管间的水平距离 m hc----与干板压降相当的液柱高度 m hf----塔板上鼓层高度 m hL----板上清液层高度 m h1----与板上液层阻力相当的液注高度 m ho----降液管底隙高度 m how----堰上液层高度 m hW----溢流堰高度 m hP----与克服表面张力的压降相当的液注高度 m H-----浮阀塔高度 m HB----塔底空间高度 m Hd----降液管内清液层高度 m HD----塔顶空间高度 m HF----进料板处塔板间距 m HT·----人孔处塔板间距 m HT----塔板间距 m lW----堰长 m Ls----液体体积流量 m3/s N----阀孔数目 P----操作压力 KPa △P---压力降 KPa △Pp---气体通过每层筛的压降 KPa NT----理论板层数 u----空塔气速 m/s Vs----气体体积流量 m3/s Wc----边缘无效区宽度 m Wd----弓形降液管宽度 m Ws ----破沫区宽度 m 希腊字母 θ----液体在降液管内停留的时间 s υ----粘度 mPa.s ρ----密度 kg/m3 σ----表面张力N/m φ----开孔率 无因次 X`----质量分率 无因次 下标 Max---- 最大的 Min ---- 最小的 L---- 液相的 V---- 气相的 m----精馏段 n-----提馏段 D----塔顶 F-----进料板 W----塔釜   一、概述 乙醇~水是工业上最常见的溶剂，也是非常重要的化工原料之一，是无色、无毒、无致癌性、污染性和腐蚀性小的液体混合物。因其良好的理化性能，而被广泛地应用于化工、日化、医药等行业。近些年来，由于燃料价格的上涨，乙醇燃料越来越有取代传统燃料的趋势，且已在郑州、济南等地的公交、出租车行业内被采用。山东业已推出了推广燃料乙醇的法规。 长期以来，乙醇多以蒸馏法生产，但是由于乙醇~水体系有共沸现象，普通的精馏对于得到高纯度的乙醇来说产量不好。但是由于常用的多为其水溶液，因此，研究和改进乙醇`水体系的精馏设备是非常重要的。 塔设备是最常采用的精馏装置，无论是填料塔还是板式塔都在化工生产过程中得到了广泛的应用，在此我们作板式塔的设计以熟悉单元操作设备的设计流程和应注意的事项是非常必要的。 1.1 设计依据 本设计依据于教科书理论及查阅教参文献为设计实例，对所提出的题目进行分析并做 出理论计算。 1.2 技术来源 目前，精馏塔的设计方法以严格计算为主，也有一些简化的模型，但是严格计算法对于连续精馏塔是最常采用的，我们此次所做的计算也采用严格计算法。 1.3 设计任务及要求 原 料： 乙醇—水溶液 年产量50000吨 乙醇含量：42%（质量分数） 料液初温：45℃ 设计要求： 塔顶乙醇含量为90%（质量分数） 塔釜乙醇含量不大于0.5%（质量分数） 物性附表： 表一：乙醇—水汽液平衡数据 摩尔分数x 摩尔分数y T/℃ 摩尔分数x 摩尔分数y T/℃ 0.00 0.00 100 0.2608 `` 0.0190 0.1700 95.5 0.3273 0.0721 0.3891 89.0 0.3965 0.0966 0.4375 86.7 0.5079 0.1238 0.4704 85.3 0.5198 0.1661 0.5089 84.1 0.5732 0.2337 0.5445 82.7 0.6763 表二：塔板间距与塔径的关系 塔径D/m 0.3～0.5 0.5～0.8 0.8～1.6 1.6～2.4 2.4～4.0 板间距HT 200～300 250～350 300～450 350～600 400～600 1.4 方案选择 塔型选择： 根据生产任务，若按年工作日300天，每天开动设备24小时计算，产品流量为，