【正文】 進料液用釜液預(yù)熱。 關(guān)鍵詞 ： 乙醇 — 丙 醇 、篩板精餾塔、計算機編程和圖解、精餾段、提餾段。 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計 6 緒論 化工生產(chǎn)中，產(chǎn)品一般為混合物，要得到高純度組分則必須對粗產(chǎn)品進行分離；如液固的分離有過濾操作，混合氣體的分離有吸收操作；同樣混合液體的分離操作有蒸餾和精餾。 對工廠大批量生產(chǎn)過程中，精餾操作廣泛用于液體混合物的分離；精餾塔又分為篩板塔、浮閥塔和噴射型塔等。相比之下：篩板塔具有容易堵塞，漏液量較大和操作彈性小的缺點；但它結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計簡便、操作容易、生產(chǎn)能力大、壓降小又經(jīng)濟的優(yōu)點；故在生產(chǎn)尤其是中試裝置中應(yīng) 用頗多。 這次設(shè)計將讓學(xué)生深深體會到知識在生產(chǎn)中的應(yīng)用，很大的提高學(xué)生的自學(xué)能力，在設(shè)計過程中初步了解理論在世紀(jì)中的應(yīng)用的重要，對實際過程有了初步的了解，增強我們動手能力也提高了我們的綜合應(yīng)用知識的能力。這次設(shè)計對學(xué)生的就業(yè)和考研深造均有很大幫助。我一定盡我所能完成此設(shè)計任務(wù)，不辜負大學(xué)里這種鍛煉自己的機會，不辜負老師中對我們的指導(dǎo)，爭取給老師一份滿意的答卷，給自己滿意的作品！ 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計 7 第一章 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性計算 ：設(shè)計條件的確定： FDWm inp= 1 a tm10 0 km ol / hx = 0. 25x = 0. 98x = 0. 03 5q= 0. 99R= Rkpa?????????????? ??常 壓 ：處 理 量 ：進 料 組 成 ：餾 出 液 組 成 ：設(shè) 計 條 件 ： 釜 液 組 成 ：以 上 均 為 摩 爾 分 率加 料 熱 狀 況 ：塔 頂 全 凝 器 ， 泡 點 回 流 ， 回 流 比 ： （ 1. 1 2. 0 ）單 板 壓 降 ：精餾塔全塔物料衡算 ： C H O H x = 0 . 2 55F2C H O H x = 0 . 9 85D2C H O H x = 0 . 0 3 55W2F = 1 0 0 k m o l / hF = D + W 2 2 . 7 5 /F 7 7 . 2 5 /?? ??????? ? ? ??? ?????D k m o l hDW W k m o l hX F X D X W原 料 的 摩 爾 組 成 ：塔 頂 產(chǎn) 品 的 的 摩 爾 組 成 ：塔 底 殘 液 的 摩 爾 組 成 ：進 料 量 ：全 塔 物 料 衡 算 ： （表 1 一 1）乙醇 — 丙醇平衡數(shù)據(jù)（三：物性函數(shù)計算： p=） 序號 液相組成 氣相組成 沸點 /℃ 序號 液相組成 氣相組成 沸點 /℃ 1 7 2 8 3 9 4 10 5 11 6 ：溫度的確定 ： 利用上表中的數(shù)據(jù)，用數(shù)值插值法確定 ,F D Wt t t 。 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計 8 進料溫度： ??= ??tF ? Ft = 7 8 . 3 87 8 . 3 8 8 0 . 5 9 o= =7 8 . 6 6 C1 0 0 8 4 . 4 9 8 1 0 0?? ??? t D t D塔 頂 溫 度 ： 9 7 . 1 69 7 . 1 6 9 3 . 8 5 o= = 9 5 . 2 4 C0 1 2 . 6 3 . 5 0tW tW?? ???塔 底 溫 度 ： 8 9 . 6 7 7 8 . 6 7 ot = = = 8 4 . 1 7 C1 22? ?ttFD精 餾 段 平 均 溫 度 ： 8 9 . 6 7 9 6 . 2 4 ot = = = 9 2 . 9 6 C2 22? ?ttFW提 留 段 平 均 溫 度 ： ：飽和蒸汽壓 p 的計算 由安托因公式得： ? ?1 6 5 2 . 0 5l g 7 . 3 3 8 2 7 12 3 1 . 4 8?? ?p A t ? ?1 3 7 5 . 1 4l g 6 . 7 4 4 4 1 4 21 9 3 . 0?? ?p AB t 由溫度 氣相組成關(guān)系得： ? ?3?????? ?p ppAy p ppBA 由（ 1）（ 2）（ 3）得 塔頂： tD =， ?pA = akp , ?pB =48,12 akp 塔底： tw =， ?pA = akp ， ?pB = akp 進料： tF =， ?pA = akp ， ?pB = akp :物料相對揮發(fā)度的計算： 由以求得的飽和蒸汽壓得 pB??? ? ?， ??? ? ?pAFpB， ??? ? ?pAWpB 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計 9 精餾段的平均相對揮發(fā)度： 2 . 1 3 2 . 0 3 2 . 0 81 22FD? ? ? ?? ? ? ? 提留段的平均相對揮發(fā)度： 2 . 0 3 2 . 0 6 2 . 0 4 52 22FW? ? ? ?? ? ? ? 平均相對揮發(fā)度： 3 2 .1 4 2 .0 3 2 .0 6 2 .0 7 6? ? ? ? ? 密度的計算 ： 利用式 1 aA aB=L A B? ? ?? 0a2 2 .4 0? ?T p MVTp（ 質(zhì) 量 分 數(shù) ） . ()M 平 均 相 對 分 子 質(zhì) 量計算混合液體密度和混合氣體密度。 塔頂溫度： tD = 氣相組成： 8 0 . 5 9 7 8 . 3 8 7 8 . 6 6 7 8 . 3 8 9 8 . 9 1 %9 1 . 4 1 0 0 1 0 0 1 0 0??? ? ? ?yyDD y D 進料溫度： ? 9 1 . 6 0 8 8 . 3 2 9 1 . 6 0 8 9 . 6 7 4 6 . 3 2 %FF3 3 . 9 5 5 3 3 . 9 1 0 0Fyy y??? ? ? ?氣 相 組 成 ： 塔底溫度： ? otC 9 7 . 1 6 9 3 . 8 5 9 7 . 1 6 9 6 . 2 4 6 . 6 7 %WW0 2 4 0 1 0 0W??? ? ? ?yy y氣 相 組 成 ： xx 0 .9 8 0 .2 5DFx = = = 0 .6 1 5 = 6 1 .5 %1 22yy 0 .9 8 9 1 0 .4 6 3 2DF= = = 7 2 .6 2 %1 22M = 4 6 * 0 .6 1 5 6 0 * = k g k m o lL1M = 4 * 0 .7 2 6 2 6 0 * = 4 9 .8 3 k g k m o lV1xxWFx=2 2y? ?? ?????精 餾 段 平 均 溫 度 組 成 ：精 餾 段 平 均 氣 相 組 成 ：精 餾 段 液 相 平 均 分 子 量 （ ） 5 1 . 3 9 /精 餾 段 氣 相 平 均 分 子 量 （ ） /提 餾 段 平 均 液 相 組 成3 .5 % 2 5 %x 1 4 .2 5 %2 2yy 6 .6 7 % 4 6 .3 2 %WF= = = 2 6 .5 0 %22 22yy???? ??提 餾 段 平 均 氣 相 組 成 M = 4 6 * 0 .1 4 2 5 6 0 * = k g k m o lL2M = 4 6 * 0 .2 6 5 0 6 0 * = k g k m o lV2??提 餾 段 液 相 平 均 分 子 量 （ ） 5 8 . 0 0 5 /精 餾 段 氣 相 平 均 分 子 量 （ ） 5 6 . 2 9 / 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計 10 表 12 不同溫度下乙醇丙醇類密度表 ： T oC溫 度 ， ， 70 80 90 100 110 3a kg/m?， 3b kg/m?， 利用上表中數(shù)據(jù)利用數(shù)值差值法確定進料溫度 Ft ，塔頂溫度 Dt ，塔底溫度 Wt 下的乙醇（ o）和水（ w）的密度。 9 0 8 0 9 0 8 9 . 6 7 38 9 . 6 7 , 7 3 0 . 5 / ( )7 3 0 . 1 7 4 2 . 3 7 3 0 . 1ot C F k g moF Fo ????? ? ? ? 進 料 中 乙 醇 的 密 度9 0 8 0 9 0 8 9 . 6 7 37 3 8 . 0 0 / ( )7 3 7 . 6 7 4 8 . 7 7 3 7 . 6 ???? ? ? ?F k g mwFw 進 料 中 丙 醇 的 密 度 1 1 3= = / ( ) F k g mF ?? ??? 料 夜 的 密 度 8 0 7 0 8 0 7 8 . 6 6 3= 7 4 3 . 8 9 / ( )7 4 2 . 3 7 5 4 . 2 7 4 2 . 3 D k g mwDw ???? ?? 餾 出 液 中 丙 醇 的 密 度 1 0. 98 1 0. 98 3= = 74 4. 01 / ( )74 3. 89 75 0. 16 D k g mD ?? ??? 餾 出 液 的 密 度 31 0 0 9 0 1 0 0 9 6 . 2 49 6 . 2 4 , 7 2 2 . 1 8 / ( )7 1 7 . 4 7 3 0 . 1 7 1 7 . 4owoot C W k g mW ????? ? ? ? 殘 液 中 乙 醇 的 密 度 31 0 0 9 0 1 0 0 9 6 . 2 4= 7 2 8 . 5 1 / ( )7 2 3 . 1 7 3 7 . 5 7 2 3 . 1 ww W k g mW ???? ?? 殘 液 中 丙 醇 的 密 度 1 35 1 35 3= = 72 9 / ( )72 8 72 1 W k g mW ?? ??? 殘 液 的 密 度 7 3 6 . 4 9 7 4 4 . 0 1 37 4 0 . 2 5 /1 22FDL k g m??? ? ?? ? ?所 以 7 3 6 . 4 9 7 2 8 . 2 9 37 3 2 . 3 9 /2 22FWL k g m??? ? ?? ? ? * 4 6 ( 1 ) * 6 0 4 6 . 2 8 /M x x k g k m o lLD DD? ? ? ? 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計 11 * 4 6 ( 1 ) * 6 0 4 6 . 1 5 /M y y k g k m o lVD DD? ? ? ? * 4 6 ( 1 ) * 6 0 5 6 . 5 /M x x k g k m o lLF FF? ? ? ? * 4 6 ( 1 ) * 6 0 5 3 . 5 2 /M y y k g k m o lVF FF? ? ? ? * 4 6 ( 1 ) * 6 0 5 9 . 5 1 /? ? ? ?M x x k g k m o lLW WW * 4 6 ( 1 ) * 6 0 5 9 . 0 7 /M y y k g k m o lVW WW? ? ? ? /1 2MML D L FM k g k molL ??? 58 .0 1 /2 2MMLW LFM k g k m olL ??? 49 .84 /1 2MMVD VFM k g k molV ??? 56 .30 /2 2MMV W V FM k g k m olV ??? 31 . 8 3 /1 2V D V F kg mV ??? ??? 1 . 9 5 1 . 8 2 32 . 0 6 /2 22V W V F k g mV ??? ? ?? ? ? : 塔頂液相平均表面張力的計算 [ 2 ]3?根 據(jù) 圖 表 3 液 體 的 表 面 張 力 溫度 t,℃ 70 80 90 100 110 A? ,mN/m B? ,mN/m 8 0 7 0 8 0 7 8 . 6 07 8 . 6 6 , 1 9 . 5 3 /1 9 . 4 0 2 0 . 3 4 1 9 . 4 0ot C m N mD DADA??? ? ? ? ?? ? ? 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計 12 8 0 6 0 8 0 7 8 . 6 6 1 9 . 5 3 /1 9 . 4 0 2 1 . 2 7 1 9 . 4 0??? ? ? ?? ? ? m N mDBDB 0 . 9 8 * 1 8 . 4 1 ( 1 0 . 9 8 ) * 1 9 . 5 3 1 8 . 4 3 /??? ? ? ? ? ? ? ? ? m N mD B D BA D A 進 料板液相平均表面張力的計算 1 0 0 8 0 1 0 0 9 6 . 2 49 6 . 2 4 , 1 6 . 6 6 /1 6 . 2 9 1 8 . 2 8 1 6 . 2 9??? ? ? ? ?? ? ?ot C m N mW WAWA 1 0 0 8 0 1 0 0 9 6 . 2 4 1 7 .